Две группы предельных состояний
Согласно СП 63.13330.2018, расчёт железобетонных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний. Первая группа — потеря несущей способности (разрушение). Вторая группа — нарушение нормальной эксплуатации (прогиб, трещины, вибрация).
Конструкция должна удовлетворять требованиям обеих групп. Если выдерживает прочность, но прогиб больше нормы — плита формально не разрушится, но штукатурка потолка ниже потрескается, гипсокартон отстанет, мебель будет «играть».
Расчёт прочности (I группа)
Для нормально армированного изгибаемого сечения:
Где ξ = R_s × A_s / (R_b × b × h₀) — относительная высота сжатой зоны. Должна быть меньше граничной ξ_R, иначе арматура «не успевает» течь до разрушения бетона.
Расчёт прогиба (II группа)
Прогиб упругой балки равной нагрузки на двух опорах:
// q — нормативная нагрузка, L — пролёт
// E_b = 32 500 МПа для B25, I_red — приведённый момент инерции
В трещиностойкой плите I_red существенно больше, чем в плите с раскрытыми трещинами. Это требует проверки сечения на образование трещин (I_b → I_red).
Раскрытие трещин
Ширина раскрытия — пропорциональна напряжению в арматуре и обратно пропорциональна шагу трещин. Стандартная формула п. 8.2.6: a_crc = φ_l × ψ_s × σ_s × l_s / E_s, где ψ_s — коэффициент учёта работы растянутого бетона между трещинами, l_s — расстояние между трещинами (зависит от диаметра арматуры).
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции». Минстрой России. 2018.
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Минстрой России. 2016.
- Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. НИИЖБ им. А. А. Гвоздева. 2020.
