Проектування плит перекрить

Техніко-економічні показники конструкції перекриття. Видаток залізобетону на перекриття повинен бути мінімальним, а маса елементів та їхні габарити повинні бути можливо більш великими і відповідними вантажопідйомності монтажних кранів та транспортних засобів. При проектуванні розробляють декілька варіантів конструктивних схем перекриття і на підставі порівняння обирають найбільш економичну. Загальний видаток бетону та стали на влаштування залізобетонного перекриття складається з відповідного видатку цих матеріалів на плити, ригели і колони. Найбільший видаток залізобетону - майже 65% загальної кількості - потрібно на плити. Тому економичне рішення конструкції плит набуває найважливішого значення.

Плити перекрить спираються на ригели, працюючи на згин, і для зменшення видатку матеріалів проектуються полегшеними – порожнинними або ребристими. При вилученні бетону з розтягненої зони зберігають лише ребра шириною, необхідною для розміщення зварних каркасів і забезпечення міцності панелей по похилому перерізу. При цьому плита у прольоті між ригелями працює на згин як балка таврового перерізу. Верхня полиця плити також працює на місцевий згин між ребрами. При необхідності влаштування гладкої стелі створюється нижня полиця, що утворить замкнуту полость. З форми поперечного переріза порожнинні плити бувають з овальними, круглими та вертикальними порожнинами, ребристі - з ребрами вгору (з влаштуванням чистого полу по ребрам), з ребрами додолу, суцільні. Спільний принцип проектування плит перекрить будь-якої форми поперечного перерізу полягає в вилученні можливо більшого об'єму бетону з розтягненої зони із збереженням вертикальних ребер, що забезпечують міцність елементу по похилому перерізу, у відповідності з технологічними можливостями заводу-виготовлювача. У плитах із порожнинами мінімальна товщина полиць складає 25...30мм, ребер-30…35 мм; у ребристих плитах ребрами вниз товщина полиці (плити) - 50...60 мм. При заданій довжині плит різних типів ширину їх приймають такою, щоб отримати градації маси, не що перевищують вантажопідйомність монтажних кранів 3...5 т (інколи більше). Плити шириною 3.2 м при прольоті 6 м перекривають цілком жилу кімнату; маса таких плит з порожнинами - 5...6 т. Порожнинні та суцільні плити, що дозволять створити гладку стелю, застосовують для жилих та цивільних будівель, ребристі панелі ребрами вниз - для промислових будівель з нормативними навантаженнями понад 5 кН/м². Економічність плити оценіюють по наведеній товщині бетону, яку одержують при діленні на її об’єму на площу, та по видатку сталевої арматури. Найбільш економічні по видатку бетону плити з овальними порожнинами; наведена товщина бетону у них 92 мм, у той час, як у плитах з круглими порожнинами вона досягає 120 мм. Проте при виготовленні плит з овальними порожнинами виникають труднощі, викликані тим, що після вилучення порожниноутворювачів стінки каналів отформованного виробу інколи обваливаются. Тому в якості типових прийняті збірні плити з круглими пустотами. Плити ребрами догори при відносно малій наведенійї товщині бетону (80 мм) менш індустріальні бо при їхньому використанні вимагається влаштування настила під поли. У результаті вартість перекриття виявляється більш високою.

У ребристих панелях ребрами вниз (П-подібних) наведена товщина бетону - 105мм, видаток сталевої арматури на 1 м² площі - 8.3...21.5 кг у залежності від тимчасового навантаження. Для заздалегідь напружених плит застосовують бетон класу В15, В25, для плит без попередньої напруги - бетон класу В15, В20.

Розрахунковий прольот плит l_o приймають рівним відстані поміж осями її опор; при опиранні поверху ригелів

l_o= l-b/2 (b- ширина ригелю) - при опиранні на полиці ригелів l_o=l-а (а-розмір полки). При опиранні одним кінцем на ригель, іншим на стіну розрахунковий прольот дорівнює відстані від осі опори на стіні до осі опори у ригелі. Висота перерізу плити h повинна бути підібрана так, щоб поряд з умовами міцності були задовільнені вимоги жорсткості (граничних прогинів). При прольотах 5...7м висота перерізу плити що задовольнить водночас умовам міцності та жорсткості можна визначити по приблизній формулі

де с - коефіцієнт, що приймається для порожнинних панелей 18-20, для ребристих панелей з полицею у стислій зоні 30-34 (більші - при арматурі класу А-ІІ, меньші при арматурі класу А-ІІI); q - коефіціент збільшення прогинів при тривалій дії навантаження, для порожнинних панелей =2, для ребристих панелей із полицею у стислій зоні =1.5. Висоту переріза заздалегідь напружених плит можна заздалегідь призначати рівною: h=l_o/20 - для ребристих, h= l_o/30 - для порожнинних плит. При розрахунку міцності по згинальному моменту ширина ребра дорівнює сумарній ширині всіх ребер плити; розрахункову ширину стислої полиці приймають рівній повній ширині панелі. При малій товщині стислої полиці, коли h_f’/h<0.1, ширина полиці, яка вводиться у розрахунок, не повинна перевищувати , де n – кількість ребер у поперечному перерізі панелі. У ребристих панелях ребрами вниз при товщині полки h_f’/h<0.1, але за наявності поперечних ребер, ширину полиці, яка вводиться до розрахунку, приймають рівній повній ширині панелі. Таким чином, розрахунок міцності плит зводиться до розрахунку таврового перерізу із полицею у стислій зоні. У більшості випадків нейтральна ось проходить у межах товщини стислої полиці, тому, визначивши

знаходять по таблиці x и z, потім перевіряють умову х=xh_o£ h_f’, після цього знаходять площу розтягненої арматури

Для випадків, коли умова не виконується і нейтральна ось перетинає ребро, розрахунок провадять з урахуванням стиску в ребрі. Розрахункову ширину перерізу плити ребрами догори приймають рівній сумарній ширині ребер і розрахунок ведуть як для прямокутного переріза. Поперечну арматуру плити розраховують з умови міцності по похилому перерізу по розрахунковій ширині ребра b, рівній сумарній ширині всіх ребер переріза. У багатопорожнинних плитах висотою менш ЗОО мм дозволяеться поперечну арматуру не встановлювати, якщо вона не вимагається по розрахунку. По утворенню або розкриттю тріщин, а також по прогинам плиту розраховують у залежності від категорії вимог тріщиностійкості. При розрахунку прогинів переріз панелей із порожнинами призводять до еквівалентного двутаврового перерізу. Для панелей із круглими порожнинами еквівалентний двутавровий переріз знаходять з умови, що площа круглого отвору діаметром d рівна площі квадратного отвору зі стороною 0.9 d. Переріз панелей з овальними порожнинами призводять до еквівалентного двутаврового перерізу, замінюючи овальний переріз прямокутним з тією ж площею і тим же моментом інерції, дотримуючись також умови збігу центру ваги овалу та прямокутника, що заміняє овал. Обозначив як b₁ і h₁ ширину і висоту еквивалентного прямокутника, F та I – площу і момент інерції овала, отримують

F= b₁h₁, I = b₁h₁³/12.

Звідси

Для порожнинних панелей з висотою перерізу 150...250 мм і шириною отворів до 5000 мм таке приведення може бути виконане спрощено, відповідно 0.9d для круглих і 0.95d для овальних отворів. Полиця плити працює на місцевий згин, як частково защемлена на опорах пролетом 1_o, рівним відстані у світлі між ребрами. У ребристих плитах защемлення полиці створюють бетоном швов, що перешкоджає поверненню ребра. Згинальний момент

У ребристій плиті з поперечними проміжними ребрами, згинальні моменти полиці можуть бути визначені як у плиті, опертій по контуру, яка працює у двох напрямках.

Для армування застосовують зварні сітки та каркаси з звичайного арматурного дроту та горячокатаної арматури періодичного профіля. У якості поздовжньої напружуваної арматури застосовують стержньову арматуру класів А-IV, А-V, Ат-IVc, Ат-V, високоміцний дріт та канати. Армувати можна без попередньої напруги арматури, якщо прольот панелі менш 6 м. Поздовжню робочу арматуру розміщують по всій ширині нижньої полиці переріза порожнинних панелей і у ребрах ребристих панелей. Поперечні стрижні об'єднують із поздовжньою монтажною або робочою ненапружуваною арматурою у плоскі зварні каркаси, що розміщують у ребрах плит. Плоскі зварні каркаси у круглопорожнинних плитах розміщують лише на приопорних ділянках через одне-два ребра. До кінців поздовжньої ненапружуваної арматури ребристих плит приварюють анкери з уголків або пластин для закріплення стрижнів на опорі. Суцільні плити з важкого та легкого бетонів армують поздовжньою напруженою арматурою та зварними сітками. По чотирьом кутам плит розміщують монтажні петлі. У місцях установки петель суцільні панелі армують додатковими верхніми сітками. Номінальна ширина такий панелі - 1.5 м. Застосовують також плити шириною 3 м. Монтажні сполучення плит всіх типів виконують зварюванням сталевих закладних деталей та заповненням бетоном швів між плитами. У поздовжніх бічних гранях плит передбачають западини, призначені для утворення (після бетонування швів) преривчастих шпонок, які забезпечують спільну роботу плит на зрушення у вертикальному і горизонтальному напрямках. При такому об'єднанні збірних елементів перекриття являють собою жорсткі горизонтальні діафрагми. Якщо тимчасові навантаження на перекриттях v³10 Н/м², то ребристі плити при замоноличуванні швів доцільно об’єднати у нерозрізні. З цією метою шви поміж ребристими плитами на опорах армують зварними седлоподібними каркасами, які перетинають ригель. На навантаження, діючі після замоноличивания, такі плити розраховують як нерозрізні.

ЛЕКЦІЯ №11

ТЕМА: ПРОЕКТУВАННЯ РИГЕЛІВ БАЛКОВИХ ПОКРИТЬ.

Зміст: 1. Проектування ригеля.

Дата добавления: 2014-01-07