Принципы расчета и конструирования многопустотных панелей перекрытия. Принципы расчета и конструирования ребристых панелей перекрытия. Конструирование ригелей сборных перекрытий.

Плиты перекрытий для уменьшения расхода материалов проектируют облегченными – пустотными или ребристыми.

Общий принцип проектирования плит перекрытия любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны, так как в предельном состоянии бетон растянутой зоны в работе сечения не участвует и на несущую способность влияния не оказывает. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения арматуры, обеспечения прочности панелей по наклонному сечению и исходя из технологических возможностей завода изготовителя.

По форме поперечного сечения плиты бывают с овальными и круглыми пустотами, ребристые с ребрами вверх для устройства гладких потолков и с ребрами вниз. Нижняя полка в пустотных плитах нужна для устройства гладких потолков.

Экономичность плиты оценивается по приведенной толщине бетона, которая получается делением объема бетона панели на ее площадь, и по расходу стальной арматуры.

Плиты перекрытий длиной 5 м и более изготавливаются предварительно напряженными, менее 5 м – с обычным армированием.

Для предварительно напряженных плит используются бетон классов В20 – В35, для плит без предварительного напряжения – В15, В20.

Сборные плиты перекрытий свободно опираются на ригели или стены и работают как шарнирно опертые балки.

Плиты перекрытий должны рассчитываться по первой и второй группам предельных состояний. При расчете по первой группе должна рассчитываться прочность нормальных и наклонных сечений. При расчете по второй группе предельных состояний определяется трещиностойкость плиты, ширина раскрытия трещин и прогиб.

Расчетный пролет l_о принимают равным расстоянию между осями ее опор: при опирании панелей по верху ригелей l_о = l – ; при опирании одним концом на стену, другим на ригель расчетный пролет равен расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры на ригеле.

Высота сечения плиты без предварительного напряжения для обеспечения ее жесткости принимается в пределах ( – )l, предварительно напряженных – ( – )l.

При расчете прочности многопустотных и ребристых с ребрами вниз плит перекрытий сечение приводится к расчетному тавровому ширина ребра которого равна сумме всех продольных ребер. Ширина полки плиты, вводимая в расчет, зависит от соотношения толщины полки и высоты плиты h:

при ≤ 0, 1 ширина полки принимается равной = 12 (n – 1) + в, где n число ребер в поперечном сечении панели; 4

при > 0, 1 ширина полки равна полной ширине плиты.

Рис.1. К статическому расчету панели перекрытия:

а) схема опирания панели перекрытия на ригели;

б) расчетная схема и эпюры усилий

Таким образом, расчет прочности плит сводится к расчету таврового сечения. Положение нейтральной оси определяется из условия:

где М – изгибающий момент от расчетных нагрузок;

R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию;

h_о – рабочая высота сечения.

Если условие выполняется, нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки, если иначе – в ребре.

В большинстве случаев плиты перекрытий имеют развитую полку, и нейтральная ось в основном проходит в сжатой полке. Так как бетон растянутой зоны в работе сечения в предельном состоянии практически не учитывают, то расчет ведется как для прямоугольно сечения с размерами и h_о(рис.2, б). 5

Для вывода основным расчетных уравнений используются метод сквозных сечений, при этом правая часть балки отбрасывается и ее действие заменяется действием внутренних усилий: – в бетоне сжатой зоны и – в растянутой арматуре.

Рис.2. Основные размеры поперечного сечения панели:

а) поперечное;

б) расчетное сечение панели.

Условия прочности записываются через моменты, взятые относительно оси, проходящей через центр тяжести растянутой арматуры или центр тяжести сжатой зоны бетона. Высота сжатой зоны – х определяется из суммы проекций всех усилий на продольную ось элемента.

При расчете прочности наклонных сечений рассматривается опасное наклонное сечение.

На расчетной схеме Q_b – поперечное усилие, которое воспринимает бетон сечения; R_sw ∙ A_sw – усилие, которое воспринимает поперечная арматура в сечении элемента; q_sw – равномерно распределенное усилие, воспринимаемое поперечными стержнями, расположенными s друг от друга на длине 0, 25l от опоры

,

где R_sw – расчетное сопротивление поперечных стержней;

A_sw – площадь сечения поперечных стержней в сечении.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РИГЕЛЕЙ

Ригель балочного сборочного перекрытия здания с полным каркасом представляет собой элемент рамной конструкции. В зданиях с неполным каркасом (свободное опирание концов ригеля на стены) при пролетах, отличающихся не более чем на 20 %, сопротивлением колонн повороту опорных сечений можно пренебречь и рассматривать ригель как неразрезную балку. Неразрезность сборных ригелей осуществляется с помощью сварки закладных и накладных деталей, а также омоноличиванием стыков.

Сечение ригелей принимают прямоугольным или тавровым с полкой вверх у или внизу (рис. I).

Предварительно размеры сечения ригеля принимают равными:

высоту h = (1/10…1/15) l, ширину b = (0, 3-0, 4) h, где l - пролет ригеля.

Сборные элементы ригеля выполняют из обычного или предварительно напряженного (при l > 9 м) железобетона. При этом для ригелей без предварительного напряжения рекомендуется применять бетоны классов В15-В30.

Рис. 1. Формы поперечного сечения сборного ригеля

Ригели армируют двумя-тремя плоскими сварными каркасами. Ненапрягаемая арматура: рабочая продольная – из арматурной стали класса А-Ш, поперечная – из стали классов А-III, А-II, А-I и Вр-I. Продольные рабочие стержни в плоских каркасах следует располагать с одной стороны от поперечных стержней (одностороннее расположение) для удобства изготовления сварных каркасов с использованием автоматических сварочных машин. Соединение закладных деталей с каркасами следует предусматривать проектом на стадии сборки пространственных каркасов.

КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ РИГЕЛЯ

Исходя из принятых классов бетона и арматуры и ширины сечения ригеля, уточняют высоту его сечения по моменту М_f на грани колонны:

(5)

где 1, 8 – коэффициент, соответствующий значению ξ = 0, 35, при котором сечение ригеля является наиболее экономичным;

М_f = M – - Q h_c /2; M и Q – изгибающий момент и поперечная сила по оси опоры.

Тогда полная высота сечения h = h₀ + a. Полученные размеры округляют в соответствии с требованиями унификации.

Далее производят подбор сечений продольной арматуры в расчетных сечениях – в пролетах и на опорах, выполняют расчет наклонных сечений, строят эпюру материалов и определяют места фактического обрыва продольной арматуры в целях ее экономии.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: