Wymiarowanie przekrojów
Praca statyczna wielkopłytowych elementów ściennych nie jest jeszcze dokładnie zbadana i metody obliczeń oraz wzory do wymiarowania elementów, zwłaszcza mimośrodowo ściskanych podawane przez różnych autorów nie dają jednoznacznych wyników.
Na podstawie dotychczasowych prac badawczych [4], [16] i rozważań teoretycznych [20] można w przybliżeniu przyjąć, że nośność graniczna Nn płyty betonowej o wytrzymałości miarodajnej Rs, nie podpartej wzdłuż krawędzi pionowej, obliczamy analogicznie jak nośność ścian blokowych z elementów o wysokości całej kondygnacji, czyli
gdzie b' d — powierzchnia przekroju poprzecznego płyty
Według badań niemieckich nośność graniczna ścian obciążonych osiowo może być obliczana jako funkcja wytrzymałości walcowej betonu ze wzoru
Nośność płyt obciążonych mimośrodowo, podpartych wzdłuż krawędzi pionowych jest funkcją wytrzymałości fizycznej betonu Rf, stosunku szerokości do
wysokości płyty 3 = —, smukłości X = — wielkości mimośrodu początkowego m0,
Łączny mimośród początkowy mQ wynosi
gdzie: mt — mimośród techniczny, nieunikniony w warunkach realizacji, m' — mimośród wynikający z warunków konstrukcji ściany.
Wielkość mimośrodu technicznego (początkowego) uważamy za wielkość podstawową, nieuniknioną w realizacji i będącą funkcją ogólnych warunków wykonania ściany [20].
Na wielkość mimośrodu mt składa się suma wartości bezwzględnych mimośrodu spowodowanego nierównomiernym zagęszczeniem betonu mti i mimośrodu wynikającego z niepionowego ustawienia ściany, wykrzywienia osi lub przesunięcia ściany w kierunku poziomym względem ścian wyższej i niższej kondygnacji m/2-
W praktyce jako elementy obciążone mimośrodowo uważa się elementy obciążone na mimośrodzie m' = m0 — mt, zaś jako elementy obciążone osiowo w zrozumieniu technicznym — elementy obciążone na mimośrodzie m0 = mt-
Analogicznie do wzoru (2-43) graniczną nośność płyt obciążonych mimośrodowo można wyrazić za pomocą wzoru
a zależność między wytrzymałością fizyczną betonu Rf i wytrzymałością techniczną betonu Rs wyraża się wzorem
Dla ułatwienia obliczeń sporządzone są dla wyznaczania wartości cp wykresy dla danej zmienności mt [20].
Według normy radzieckiej NiTU-4-49 siłę niszczącą element wielkopłytowy mimośrodowo obciążony można obliczyć ze wzoru
gdzie: Rs — obliczeniowa wytrzymałość słupowa betonu, bid — wymiary poprzeczne płyty, e = e0 + ey — mimośród sumaryczny składający się z mimośrodu początkowego e0 i mimośrodu dodatkowego ey w momencie zniszczenia płyty.
Wartość mimośrodu początkowego e0 od niejednorodności materiału i dokładności wykonania można obliczyć ze wzoru Jasińskiego
a mimośród dodatkowy ze wzoru
gdzie: h — wysokość płyty, d — grubość płyty,
ep — odkształcenia poprzeczne płyty przyjmowane o wielkości l • 10—4.
W przypadku przekroczenia współczynnika pewności na zniszczenie, potrzebne zbrojenie płyty oblicza się wg normy [47] dla żelbetu lub wg normy radzieckiej NiTU-123-55.
Przy obliczaniu elementów ścian budynków wielkopłytowych systemu PBU, łączonych wzdłuż pionowych krawędzi, przyjęto do obliczeń i wymiarowania pas środkowy płyty ściennej (rys. 2-132), wychodząc z następujących założeń:
jeżeli długość płyty jest mniejsza lub równa jego wysokości, to współczynnika na wyboczenie nie uwzględnia się,
długość środkowego odcinka płyty, mogącej ulec wyboczeniu, przyjmuje się równą l — h (gdzie l — długość, h — wysokość płyty).
Współczynnik pewności na zniszczenie odcinka płyty, mogącej ulec wybo-
czeniu, oblicza się wg normy [45] ze wzoru s = —, w którym siła niszcząca Nn równa się
gdzie: Rc — wytrzymałość obliczeniowa betonu wg normy [46],
bid — wymiary przekroju poprzecznego obliczanego pasa płyty, q> — współczynnik wyboczenia wg normy [46], e — mimośród sumaryczny. Wartość współczynnika bezpieczeństwa dla wszystkich sprawdzanych przekrojów niekorzystnych powinna wynosić
Miejsce przyłożenia obciążeń od stropów i ścian wyżej leżących i uwzględnienie wpływu działania wiatru przyjmuje się jak przy wymiarowaniu konstrukcji wielkoblokowych.
W przypadku krzyżowego układu konstrukcyjnego, gdy ściany obciążone są stropem podpartym na całym obwodzie, występuje trójkątny lub trapezowy wykres obciążeń od stropu, a do obliczeń nośności ściany przyjmuje się zastępcze obciążenie q równomiernie rozłożone (rys. 2-133), którego wielkość wynosi
— dla trójkątnego wykresu obciążeń od stropu,
— dla trapezowego wykresu obciążeń od stropu,
przy czym wymiary obwodu stropu powinny spełniać nierówność
Przy obliczaniu ścian wielkopłytowych z otworami okiennymi lub drzwiowymi uwzględnia się tylko nośność ściany poza otworem (rys. 2-134), przy czym wielkość obciążeń płyt 1 i 2 wynoszą odpowiednio