II.33. Płyty jednokierunkowo i krzyżowo zbrojone.

Płyty żelbetowe to płaskie elementy nośne obciążone w płaszczyźnie prostopadłej do swej powierzchni. Są stosowane w stropach budynków mieszkalnych i przemysłowych lub też występują jako części składowe zbiorników, ścian oporowych, fundamentów i schodów.

Ponadto stosunek rozpiętości l_eff płyty do wysokości użytecznej przekroju d nie powinien być większy niż:

40- w przypadku płyt wolno podpartych jednokierunkowo zbrojonych,

50 - w przypadku płyt zamocowanych i ciągłych jednokierunkowo oraz krzyżowo zbrojonych.

1. płyty jednokierunkowo zbrojone

Typowe schematy statyczne jednoprzęsłowych płyt jednokierunkowo zbrojonych przedstawia rys. 12.1.

Płyty ciągłe stosowane powszechnie w stropach płytowo - żebrowych i sztywno połączone na podporach z belkami, można traktować jako podparte przegubowo.

Obliczenia statyczne:

Obliczenia statyczne jednoprzęsłowych wolno podpartych lub wspornikowych należy przeprowadzać, zakładając sprężystą pracę ustroju. Płyty ciągłe można obliczać wg teorii sprężystości albo metodą plastycznego wyrównania momentów.

Jeżeli długości przęseł nie różną się między sobą o więcej niż 20 % to wartości momentów ekstremalnych w przęsłach i na podporach można określić na podstawie tablic Winklera. Należy zwrócić tu uwagę na odpowiednie ustawienie obciążeń zmiennych w celu uzyskania ekstremalnych wartości sił wewnętrznych.

Zasady obliczania i konstruowania zbrojenia.

Płyty jednokierunkowo zbrojone charakteryzuje nieskomplikowany układ zbrojenia głównego na zginanie. Zbrojenie to rozmieszcza się w kierunku efektywnej rozpiętości płyty l_eff , w strefach rozciągania jej przekrojów.

Dodatkowo w kierunku prostopadłym do l_eff układa się pręty rozdzielcze.

Mogą być one zbrojone prętami pojedynczymi lub siatkami z prętów zgrzewanych. W płytach monolitycznych średnica prętów powinna być nie mniejsza niż 4,5 mm, a siatek - niż 3 mm.

Maksymalny rozstaw prętów zbrojenia głównego w płytach jednokierunkowo zbrojonych o grubości h wynosi:

• przy h≤100 mm, s₁≤120 mm

• przy h>100 mm, s₁≤1,2 h oraz s₁≤250 mm

Do podpory należy doprowadzić bez odgięć nie mniej niż 1/3 dolnych prętów potrzebnych w przęśle i nie mniej niż 3 pręty na 1 m szerokości przekroju.

Jeżeli na podporze nie występują warunki zapewniające swobodę obrotu przekroju, należy zastosować odpowiednie zbrojenie górne.

Pręty rozdzielcze powinny mieć rozstaw nie większy niż 300 mm. Przejmują one naprężenia od skurczu , ułatwiają montaż i stabilizują układ zbrojenia głównego oraz przyczyniają siędo rozłożenia ewentualnego obciążenia skupionego na większą powierzchnię płyty.

Układ zbrojenia głównego w przekrojach podłużnych wynika z przebiegu momentów zginających.

Typowe rozwiązania dla płyt jednoprzęsłowych przedstawia poniższy rysunek.

Przykładowe rozmieszczenie zbrojenia złożonego z ciągłych prostych oraz odgiętych prętów w płycie wieloprzęsłowej pokazuje rys. 12.6.

W przypadku otworów występujących w polu płyty, obrzeża otworów powinny być dodatkowo zbrojone.

Jeżeli wymiary otworu nie przekraczają 1/4 obliczeniowej rozpiętości płyty, zaś obliczeniowe obciążenie płyty ponad ciężar własny jest nie większe niż 10 kN/m², ,przekrój zbrojenia obrzeżnego powinien być nie mniejszy niż przekrój zbrojenia przypadającego na szerokość otworu. W przeciwnym wypadku należy zaprojektować wzmocnienie płyty w postaci wymianów. Szerokość wymianów, jako belek ukrytych nie może przekraczać 4 grubości płyty.

W płytach ze zbrojeniem głównym umieszczonym równolegle do podpory ( np. podciągu lub ściany) należy stosować dodatkowe zbrojenie górne, umieszczone prostopadle do tej podpory (rys. 12.7). Zbrojenie to ma przenosić naprężenia rozciągające, jakie powstają w wyniku zginania płyty prostopadle do kierunku jej pracy.

Nośność tego zbrojenia powinna być nie mniejsza niż 1/3 nośności zbrojenia głównego w płycie. Powinno też przenieść siłę o wartości 40 kN na każdy metr długości rozpatrywanej podpory.

Obliczone zbrojenie powinno być wpuszczone w płytę na szerokość nie mniejszą niż 1/4 jej rozpiętości po każdej stronie podpory. Jednocześnie pole zbrojenia głównego płyty w paśmie przylegającym do rozpatrywanej podpory może być zredukowane do połowy.

b) płyty krzyżowo (dwukierunkowo) zbrojone

Płyty spełniające warunek 0,5 ≤ l_y/l_x ≤ 2,0 , rozpatruje się jako zginane w dwóch płaszczyznach. Można je traktować jako ustroje jednopolowe, najczęściej jednak projektowane są jako wielopolowe. Typowe przykłady zastosowań to stropy płytowo-żebrowe, kasetonowe lub rusztowe.

Obliczenia statyczne:

Można je przeprowadzać wg teorii cienkich płyt sprężystych lub teorii nośności granicznej. Schematy statyczne jednopolowych płyt opartych na czterech krawędziach pokazano na rys. 12.8

Momenty zginające w obu kierunkach można obliczać za pomocą tablic, jednak coraz szersze zastosowanie mają tutaj programy komputerowe wykorzystujące MES.

Zbrojenie płyt prostokątnych pracujących dwukierunkowo.

Wg PN-99 w jednoprzęsłowych płytach podpartych na czterech krawędziach, wymiarowanych zgodnie z teorią sprężystości, zbrojenie przęsłowe na zginanie każdego z kierunków x i y należy układać w strefie środkowej o wymiarach 3/5 l_x i 3/5 l_y. W pasmach skrajnych, poza wyznaczoną wyżej strefą środkową, przekrój zbrojenia może być zmniejszony do połowy. Maksymalny rozstaw prętów zbrojenia głównego w płytach krzyżowo zbrojonych o grubości h wynosi s₁ ≤ 250 mm.

W narożach wolno podpartych należy umieszczać dwukierunkowe zbrojenie górne, równoległe do krawędzi, na szerokości równej 0,3 mniejszej rozpiętości (rys. 12.10). Przekrój tego zbrojenia na jednostkę szerokości płyty powinien wynosić w każdym kierunku co najmniej połowę przekroju większego zbrojenia znajdującego się w środku płyty. W narożach, w których zbiega się krawędź swobodnie podparta z krawędzią zamocowaną postanowienie to rozciąga się jedynie na zbrojenie naroża równoległe do krawędzi zamocowanej, natomiast przekrój zbrojenia prostopadłego do krawędzi zamocowanej wynika z obliczeń.

W narożach wolno podpartych należy również umieszczać dodatkowe zbrojenie dolne, układane prostopadle do dwusiecznej i rozmieszczone na szerokości równej 0,2 mniejszej rozpiętości płyty. Przekrój tego zbrojenia na

1 m szerokości przekroju powinien być co najmniej równy przekrojowi większego zbrojenia w środku płyty. Podczas projektowania zbrojenia na zginanie należy pamiętać, że w płytach krzyżowo zbrojonych zachodzi konieczność zróżnicowania wysokości użytecznej płyty w kierunkach x i y.

---