Ребристые монолитные плоские перекрытия с плитами балочного типа

1. Конструктивная схема

Ребристое перекрытие с плитами балочного типа состоит из плиты, работающей по короткому направлению как неразрезная балка, второстепенных и главных балок (ригелей). Нагрузка через плиту передается на второстепенные балки. Последние передают ее на главные балки, которые опираются на колонны.

Ребристые перекрытия должны отвечать следующим требованиям:

1. размеры перекрытия должны быть унифицированы;

2. максимальная повторяемость однотипных элементов;

3. арматурные изделия должны быть по возможности типовыми и технологически удобными для установки или укладки;

При проектировании плит перекрытий главной задачей является максимальное (по возможности) удаление бетона из растянутой зоны.

Направление, пролеты и размеры поперечных сечений элементов перекрытия определяют по технологическим, архитектурным и конструктивным требованиям. Все элементы перекрытия монолитно взаимосвязаны.

Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия заключена в том, что в целях экономии из растянутой зоны сечений удален бетон и сохранены лишь вертикальные ребра балок, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Сжатая полка ребер работает также на местный изгиб как плита пролетом, равным расстоянию между второстепенными балками а. В пролетных сечениях второстепенные и главные балки работают как балки таврового сечения с полкой в сжатой зоне. На опорах этих балок возникает отрицательный момент, и плита оказывается в растянутой зоне; поэтому на опорах расчетное сечение - прямоугольное с шириной, равной ширине ребра b.

Шаг колонн принимают 68 м.

Главные балки располагают по продольному или поперечному направлению в зависимости от назначения здания, требований обеспечения пространственной жесткости, необходимости освещения, аэрации помещения. В промышленных зданиях главные балки располагают обычно поперек здания, повышая тем самым поперечную жесткость и разгружая надоконные перемычки.

Пролет главных балок обычно 68 м.

Второстепенные балки также располагают в зависимости от назначения зданий. Их преимущественно размещают таким образом, чтобы ось одной из балок всегда совпадала с осью колонны. Пролет второстепенной балки может составлять 57 м.

Пролет плиты (шаг второстепенных балок) - 1,72,7 м. Толщина плиты по экономическим соображениям должна быть возможно меньшей, но не менее 60мм и кратной 10мм.

Высота сечения второстепенных балок может составлять , а главных балок - . Ширина сечения ребер балок принимается равной .

2. Расчет плиты

Нагрузка на 1 м2 плиты складывается из постоянной нагрузки g (собственный вес плиты, пола) и временной (полезной) нагрузки v.

Монолитные балочные плиты при расчете рассматривают как полосы (балки) шириной 1 м, вырезанные из плиты параллельно ее коротким сторонам (см. рисунок 16.1 (5)).

За расчетную схему плиты принимают пятипролетную балку, загруженную равномерно распределенной постоянной и временной нагрузками. Если пролетов меньше пяти, принимают их число, равное фактическому.За расчетный пролет плиты принимают расстояние в свету между второстепенными балками. При свободном опирании крайнего конца плиты расчетный пролет принимают равным расстоянию от оси опоры до боковой поверхности противоположного ребра или балки.

Изгибающие моменты определяют с учетом пластических деформаций упрощенным способом. При армировании рулонными сварными сетками наиболее целесообразна равномоментная система - с одинаковыми изгибающими моментами в пролетах и на опорах. Для пятипролетной балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой в среднем пролете по условиям симметрии опорные моменты на левой и правой опорах равны между собой.

Для балок, загруженных сосредоточенной силой Р предельные расчетные моменты в расчетных сечениях (в пластических шарнирах) равны:

на опоре А;

на опоре В;

в пролете;

момент балки, свободно лежащей на двух опорах.

В статически неопределимых системах всегда соблюдается условие равновесия: сумма пролетного момента в сечении и долей опорных моментов, соответствующих этому сечению и , равна моменту простой балки , т.е.:

При выравнивании моментов для сечения в середине среднего пролета пятипролетной балки, где , получим:

Для простой балки с равномерно распределенной нагрузкой

,

учитывая, что , получим

.

На крайней свободной опоре . Максимальный момент в первом пролете возникает в сечении, отстоящем от опоры на расстоянии . Тогда

Момент простой балки при

.

Так как , то

.

Округляя знаменатель в сторону увеличения момента, получаем

.

Поперечные силы для плиты не определяют и расчет прочности по наклонному сечению не делают, т.к. для плит из-за большого значения ширина b выполняется условие

.

Сечение арматуры подбирают в пролетах - по максимальным моментам, на опорах - по моменту у грани ребра

3. Армирование плит отдельными стержнями

ребристый перекрытие армирование стержень

Армирование монолитных ребристых перекрытий отдельными стержнями применяют редко, при небольших объемах работ, в плитах с большим числом отверстий и при отсутствии сварных сеток на строительной площадке.

Диаметр рабочих стержней принимают 610 мм. Расстояние между осями рабочих стержней в средней части пролета и над опорами устанавливают не более 1,5hf. На остальных участках это расстояние не более 400мм.

У крайних свободных опор третью часть пролетных стержней отгибают вверх для восприятия изгибающих моментов, возникающих в результате частичного защемления концов плиты каменной или бетонной кладкой.

В перекрытии с балочными плитами рабочая арматура плиты проходит параллельно главным балкам, вследствие этого сопряжение плиты с главной балкой остается неармированным. Для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в местах сопряжения плиты с главной балкой, укладывают в верхней зоне плиты перпендикулярно оси главной балки дополнительную арматуру: не менее 8 стержней d=6 мм на 1 м и не менее 1/3 сечения пролетной рабочей арматуры плиты. Ее заводят в каждую сторону плиты от грани главной балки на длину не менее 1/4 расчетного пролета плиты. При армировании плиты особое внимание обращают на соблюдение толщины защитного слоя.

4. Армирование плит сварными плоскими и рулонными сетками

Это основной вид армирования плит. Рулонные сетки позволяют производить непрерывное армирование, что более технологично по сравнению с раздельным армированием плоскими сетками.

Непрерывное армирование применяют при диаметре рабочих стержней 5 мм и менее из стали класса Bp-I. Рулон сетки с продольным расположением рабочих стержней раскатывают по опалубке поперек второстепенных балок. На опорах сетки укладывают на верхнюю арматуру каркасов, а в пролете крепят к опалубке, оставляя необходимые зазоры на толщину защитного слоя. Нижний перегиб сетки выполняют на расстоянии 0,25 пролета плиты от оси опоры.

Раздельное армирование применяют при диаметре рабочей арматуры 6 мм и более из стали класса А-III. Рулон сетки с поперечным расположением рабочих стержней раскатывают вдоль второстепенных балок: по низу плиты в пролетах и по верху - над опорами.

Сетка 1 подбирается по моменту, определяемому по формуле

; сетка 2 по

Вместо рулонной сетки применяют отдельные плоские сетки.

5. Расчет второстепенной балки

На второстепенную балку передается равномерно распределенная нагрузка от плиты, равная нагрузке на 1 м2, умноженная на расстояние между осями ребер. Кроме того, учитывают собственный вес ребра (см. рисунок 16.1. (4)).

В качестве расчетной схемы принимают многопролетную неразрезную балку с крайними шарнирными опорами при опирании на стены и промежуточными опорами - главными балками.

За расчетный пролет принимают расстояние в свету между главными балками . При опирании крайнего конца второстепенной балки на стену расчетный пролет принимают равным расстоянию от центра опоры на стене до боковой поверхности главной балки.

При учете пластических деформаций изгибающие моменты неразрезных второстепенных балок с равными пролетами определяют упрощенным способом:

- в первом пролете

;

- на первой промежуточной опоре

;

- в средних пролетах и на средних опорах

.

При этом поперечные силы составляют:

- на крайней свободной опоре

;

- на первой промежуточной опоре слева

;

- на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах

Огибающую эпюру моментов второстепенной балки строят для двух схем загружения:

1. полная нагрузка q в нечетных пролетах, а условная постоянная нагрузка - в четных пролетах;

2. полная нагрузка q в четных пролетах, а условная постоянная нагрузка - в нечетных пролетах.

Условную постоянную нагрузку вводят в расчет для того, чтобы определить действительные отрицательные моменты в пролете второстепенной балки. Главная балка создает дополнительные закрепления, препятствующие повороту опор второстепенной балки, и этим уменьшает влияние временной (полезной) нагрузки загруженных пролетов на незагруженные.

При построении огибающей эпюры М опорные моменты и максимальные пролетные моменты принимают по уже известным формулам. Минимальные (отрицательные) моменты в средних пролетах и положение нулевой точки моментов в первом пролете второстепенной балки определены в специальных таблицах.

Сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в нижней зоне балок, определяют по максимальным расчетным положительным (пролетным) моментам, а сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в верхней зоне балок (над их опорами) - по максимальным расчетным отрицательным (опорным) моментам.

За расчетное сечение второстепенной балки в пролетах принимают тавровое сечение, а на опорах - прямоугольное, т.к. плита оказывается в растянутой зоне и в деформировании сечений не участвует.

6. Армирование второстепенной балки

Армирование второстепенных балок сварными каркасами (обычно двумя) и сетками является основным видом армирования.

Каркасы перед установкой в опалубку соединяют в пространственный каркас приваркой горизонтальных поперечных стержней. Каркасы доводят до граней главных балок.

На опорах второстепенные балки армируют сетками с поперечным расположением рабочей арматуры. Для этого над главной балкой раскатывают рулонные сетки или укладывают по всей длине над главными балками плоские сетки. В местах колонн надопорные сетки прерывают и взамен их вблизи колонн устанавливают дополнительные стержни или дополнительные отрезки сетки с площадью, равной площади рабочих стержней надопорной сетки, приходящихся на ширину колонны. За расчетную площадь растянутой арматуры второстепенной балки на опоре принимают суммарную площадь всех рабочих стержней надопорных сеток, расположенных между осями соседних панелей плиты.

При значительных пролетах второстепенных балок в целях экономии стали надопорная растянутая арматура может быть образована двумя сетками, частично перекрывающими одна другую. Над крайней опорой второстепенная балка армируется конструктивными сетками.

Размещено на Allbest.ru