Железобетон

Проектирование плит перекрытий

Выбор экономичной формы поперечного сечения па­нелей. Плиты перекрытий для уменьшения расхода ма­териалов проектируют облегченными — пустотными или ребристыми (рис. XI.3,а). При удалении бетона из рас­тянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходи-

В) Плиты

Лгепь

Смотан Пома

Сжатая полка

По/іузл/іипс

' ^ DoXnn

Ребро Ft*» /PacmZT«AA"

Замкнутая Пустота '

ПустотооіразоіатілИ

Л.

Рис. ХІ. З. Плиты перекрытий Рис. ХІ.4. Формы поперечного

Сечения плит перекрытий

Мой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения (рис. XI.3,6). Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. Нижняя полка, образующая замкнутую пустоту, создает­ся при необходимости устройства гладкого потолка.

Плиты изготовляют с пустотами различной формы: овальной, круглой и т. п. В панелях значительной шири­ны устраивают несколько рядом расположенных пустот (рис. Х1.3,в).

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

По форме поперечного сечения плиты бывают с оваль­ными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые с ребрами вверх (с устройством чистого пола по реб­рам), ребристые с ребрами вниз, сплошные (рис. ХІ.4, А—е).

В плитах с пустотами минимальная толщина полок 25—30 мм, ребер 30—35 мм; в ребристых плитах с ребра­ми вниз толщина полки (плиты) 50—60 мм.

При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3— 5 т, а иногда и больше. Плиты шириной 3,2 м при проле­те 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса та­ких плит с пустотами 5—6 т. Пустотные и сплошные пли­ты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели реб­рами вниз — для промышленных зданий с нормативны­ми нагрузками свыше 5 кН/м2.

Экономичность плиты оценивают по приведенной тол­щине бетона, которая получается делением объема бето­на панели на ее площадь и по расходу стальной армату­ры (табл. XI.1).

Таблица XI.1. Техннко-экономнческне показатели плит перекрытий прн номинальном пролете 6 м н нормативной нагрузке в—7 кН/м*

Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 9,2 см, в то время как в плитах с круглыми пустота­ми приведенная толщина бетона достигает 12 см. Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызван­ные тем, что после извлечения пустотообразователей (пуансонов) стенки каналов свежеотформованного изде - лйя иногда обваливаются. Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами. На заво-

Рис. Х1.5. Расчетные пролеты и сечения плит

Дах с действующим оборудованием и освоенной техноло­гией допускается изготовление панелей с овальными пустотами. Дальнейшее совершенствование технологии заводского изготовления пустотных панелей позволит пе­рейти к более экономичным по расходу бетона конструк­циям. Следует считаться, однако, с условиями звукоизо­ляции и требованиями в связи с этим о минимальной массе перекрытия.

Плиты ребрами вверх при относительно малой при­веденной толщине бетона 8 см менее индустриальны, так как при их использовании требуется устройство настила под полы. В результате стоимость перекрытия оказыва­ется более высокой.

В ребристых панелях ребрами вниз П-образных при­веденная толщина бетона 10,5 см, расход стальной арма­туры на 1 м2 площади составляет 8,3—21,5 кг в зависи­мости от временной нагрузки.

Для предварительно напряженных плит применяют бетон класса В15, В25, для плит без предварительного напряжения — бетон класса В15, В20.

Расчет панелей. Расчетный пролет плит /0 принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис. ХІ.5, А— В); при опирании по верху ригелей H = L—Ь/2 (где B — ширина ригеля); при опирании на полки ригелей 10= — I—а—b (а — размер полки). При опирании одним кон­цом на ригель, другим на стенку расчетный пролет равен W

Расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры в ригеле. ? Высота сечения плиты H должна быть подобрана так, - чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворе­ны требования жесткости (предельных прогибов). При ^пролетах 5—7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости. Предвари­тельно высоту сечения панели, удовлетворяющую одно­временно условиям прочности и требованиям жесткости, можно определить по приближенной формуле

Rs Ogn ± En , . ,

H — Cl0 = — —— , (XI.1)

Es Gn "Г VN

Где с — коэффициент, для пустотных панелей он равен 18—20, для ребристых панелей с полкой в сжатой зоне — 30—34; большие значе­ния коэффициента с принимают при армировании сталью класса А-11, меньшие—при армировании сталью класса А-111; Gn — дли­тельно действующая нормативная нагрузка на 1 мг перекрытия; Vn— Кратковременно действующая нормативная нагрузка на 1 м2 пере­крытия; 0 — коэффициент увеличения прогибов при длительном действии нагрузки: для пустотелых панелей 0=2, для ребристых па­нелей с полкой в сжатой зоне 0=1,5.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать равной:

H=l0/20—для ребристых; й==/0/30—для пустотных.

При расчете прочности по изгибающему моменту ши­рина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты, а расчетная ширина сжатой полки принимается равной полной ширине панели. При малой толщине сжатой пол­ки, когда h'f/h^0,1, ширина полки, вводимая в расчет, не должна превышать

12 (я— L)H'F + B, (XI.2)

Где п — число ребер в поперечном сечении панели.

В ребристой панели ребрами вниз при толщине полки H'FLh<.0,1, но при наличии поперечных ребер, вводимая в расчет ширина полки принимается равной полной шири­не панели.

Таким образом, расчет прочности плит сводится к рас­чету таврового сечения с полкой в сжатой зоне. В боль­шинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки, поэтому, определив

AQ = M/Rbb'FHl

•

Находят по таблице | и rj, проверяют условия ^hf, затем находят площадь растянутой арматуры AS = M/Rsnh0.

Для случаев, когда x—^h>hf и нейтральная ось пе­ресекает ребро, расчет ведут с учетом сжатия в ребре.

Расчетную ширину сечения плиты с ребрами вверх принимают равной суммарной ширине ребер, и расчет ведут как для прямоугольного сечения.

Поперечную арматуру плиты из условия прочности по наклонному сечению^рассчитывают по расчетной ширине ребра Ь, равной суммарной ширине всех ребер сечения.

В многопустотных плитах высотой 300 мм и менее до­пускается поперечную арматуру не устанавливать, если при отсутствии нормальных трещин в растянутой зоне соблюдается условие

Q<Rb.Tb~R!LVl + Ox/Rb.T , (XI.3)

Где (Ух — нормальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести приведенного сечения от нагрузки и усилия обжатия.

По образованию или раскрытию трещин, а также по прогибам плиты рассчитывают в зависимости от катего­рии требований трещииостойкости (см. гл. VII).

При расчете прогибов сечения панелей с пустотами приводят к эквивалентным двутавровым сечениям. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавро­вое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром D равна площади квадратного от­верстия со стороны (рис. XI.6, А).

H1 = (D/2)V"NoiO,{Id.

Сечение панелей с овальными пустотами (рис. Х1.6,<5) приводят к эквивалентному двутавровому сечению, заме­няя овальное сечение пустоты прямоугольным с той же площадью и тем же моментом инерции и соблюдая усло­вие совпадения центра тяжести овала и заменяющего прямоугольника. Обозначив 6, и hi— ширину и высоту эквивалентного прямоугольника; F и / — площадь и мо­мент инерции овала, установим, что

F = b1h1; I = b1hl2 = Fhl2.

Отсюда

Fti = V21IF ; H = Flh.

Цяя пустотелых панелей с высотой сечения H = 15...25 см « шириной отверстий до 50 см такое приведение может быть выполнено упрощенно, согласно рис. XI.6, В, г.

Полка панели работает на местный изгиб как частич­но защемленная на опорах плита пролетом /0, равным расстоянию в свету между ребрами. В ребристых пане­лях с ребрами вниз защемление полки создается залив­кой бетоном швов, препятствующей повороту ребра (рис. XI.7, а). Изгибающий момент

M = QlL 11.

В ребристой панели с поперечными промежуточными реб­рами изгибающие моменты полки могут определяться как в плите, опертой по контуру и работающей в двух направлениях (рис. XI.7, б).

Конструирование плит. Применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горя­чекатаной арматуры периодического профиля (рис. XI.8). В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержни классов A-IV, A-V, Ат-IVc, At-V, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения, если пролет панели меньше 6 м.

Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

' Поперечные стержни объединяют с продольной мон­тажной или рабочей ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. Плоские сварные каркасы в круглопустотных плитах мо­гут размещаться только на приопорных участках, через одно-два ребра.

К концам продольной ненапрягаемой арматуры реб­ристых плит приваривают анкеры из уголков или пла­стин для закрепления стержней на опоре.

Сплошные плиты из тяжелого и легкого бетонов ар­мируют продольной напрягаемой арматурой и сварными сетками.

Монтажные петли закладывают по четырем углам плит. В местах установки петель сплошные панели ар­мируют дополнительными верхними сетками. Пример армирования ребристой панели перекрытия промышлен­ного здания приведен на PnG. XI.9. Номинальная шири­на этой панели считается равной 1,5 м. Применяют та­кие плиты также шириной 3 м.

Монтажные соединения панелей всех типов выполня­ют сваркой стальных закладных деталей и заполнением

Петля'

Б-Є

■10 J00 С-2

Рис. ХІ.9. Армирование ребристой плнты перекрытия

План

АТ

„„ ,„ ЗалиВка 30-10мм Бетонам

"f/1

Каркас

-Ригель

Каркас

Б-Б

І)

Рнс. XI.10. Монтажные соединения плит

Бетоном швов между плитами (рис. XI.10,а). В продоль­ных боковых гранях плит предусматривают впадины, предназначенные для образования (после замоиоличива­ния швов) прерывистых шпонок, обеспечивающих сов­местную работу плит на сдвиг в вертикальном и горизон­тальном направлениях. При таком соединении сборных элементов перекрытия представляют собой жесткие го­ризонтальные диафрагмы.

Если временные нагрузки на перекрытиях больше (в>10 Н/м2), то ребристые плиты при замоноличивании швов целесообразно превращать в неразрезные. С этой целью швы между ребристыми плитами на опорах арми­руют сварными седловидными каркасами, пересекающи­ми ригель (рис. XI.10,б). На нагрузки, действующие после замоиоличивания, такие плиты рассчитывают как неразрезные.