Ребристые плиты с плоской полкой

Железобетонные ребристые плиты широко применяются в строительной сфере. Ребристые железобетонные плиты используют при монтаже несущих конструкций, как в промышленных зданиях, так и многоэтажных панельных домах. Эти изделия обладают высокой надежностью и долговечностью, которая достигается за счет сочетания бетона и стали. Название этого вида плиты обусловлено тем, что при её производстве верхняя часть выпускается сплошной плитой с ребрами в одном или двух направлениях.

Рассмотрим напряженно-де­формированное состояние кровель­ной ребристой плиты несколько упро­щенной конструкции, состоящей из плоской полки, двух продольных ре­бер и двух торцовых поперечных ре­бер (рис.1).

Рис.1 Расчетно-конструктивная схема плиты

1-полка; 2-продольные ребра; 3-торцевые поперечные ребра

Полки плиты под воздействием нагрузки р_о, равномерно распределен­ной по ее поверхности, изгибается в поперечном направлении плиты с про­летом b равным расстоянию между осями продольных ребер. Ее опорные давления передаются на продольные ребра в виде нагрузки р, равномерно распределенной вдоль пролета. Вслед­ствие своего изгиба полка поворачи­вается на продольных ребрах (как на опорах), вовлекая их в поворот. При этом нижние грани продольных ребер расходятся в разные стороны.

Продольные ребра под действием нагрузки, передающейся с полки, и собственного веса изгибаются в верти­кальном направлении. Деформируясь, они вовлекают в работу полку. Каждое торцовое ребро плиты, в расчетном отноше­нии представляет однопролетную бал­ку (расположенную несколько выше опор продольных ребер), которая за­гружена со стороны полки местной нагрузкой, распределенной вдоль реб­ра по форме треугольника с наиболь­шей ординатой р₁ =0,5 р_оb₁ в середине пролета. По условиям опирания про­дольных ребер на опорах (значи­тельные опорные давления, обеспечи­вающие отсутствие поперечного го­ризонтального смещения продольных ребер) можно считать, что торцовые поперечные ребра имеют по концам шарнирно неподвижное опирание. По­скольку поперечные сечения продоль­ных ребер плиты в пролете пово­рачиваются в своих плоскостях, а на опорах этого поворота нет, мож­но заключить, что продольные ребра испытывают кручение.

Продольные ребра на своих опорах не могут поворачиваться вокруг своей оси, поскольку их верх фиксируется полкой, а низ – опорным давлением.

При конструировании ребристых плит нужно обязательно учитывать кручение продольных ребер и за­щемление полок в ребрах. Недоста­точное сопротивление ребер кручению приводит к снижению несущей спо­собности плиты в целом, что под­тверждается экспериментальными ис­следованиями.

В настилах из сборных ребристых плит с надежно замоноличенными швами между ребрами поворот ребер вследствие их кручения стеснен и не­сущая способность плит по этой при­чине не снижается. Однако крайние (внешние) ребра настила должны быть укреплены в пролете: опиранием их на стены; посредством установки тяжей, стягивающих ребра в пролете; устройством промежуточных попереч­ных ребер и другими средствами.

Теоретические и эксперименталь­ные исследования показали, что реб­ристые плиты действительно являются сложными пространственными систе­мами. Их несущая способность, де­формации и перемещения заметно от­личаются от таковых, вычисленных по элементарной теории изгиба плиты как балки П-образного сечения.