Железобетон

РЕБРИСТЫЕ МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С ^ПЛИТАМИ, ОПЕРТЫМИ ПО КОНТУРУ

1. Конструктивные схемы перекрытий

В состав конструктивной схемы перекрытий входят; плиты, работающие на изгиб в двух направлениях, и,; поддерживающие их балки. Все элементы перекрытия; монолитно связаны.

Размер сторон плиты в каждом направлении достига­ет 4—6 м; практически возможное отношение сторон І2ІІ = ...,Ь. Балки назначают одинаковой высоты и рас­полагают по осям колонн в двух направлениях (рис. ХІ.27, А). Перекрытия без промежуточных колонн и с, малыми размерами плит (менее 2 м) называют кессон­ными (рис. XI.27, б). Толщина плиты в зависимости от ее размеров в плане и значения нагрузки может состав­лять 5—14 см, но не менее '/so h-

Перекрытия с плитами, опертыми по контуру, приме­няют главным образом по архитектурным соображениям, например для перекрытия вестибюля, зала и т. п. По расходу арматуры и бетона эти перекрытия менее эко-
йомичны, чем перекрытия с балочными плитами при той §ке сетке колонн.

|г Опыты показали, что предельная разрушающая на­грузка при прямоугольном и диагональном расподоже - |нии арматуры одинакова (рис. XI.28, А, б). Однако пря­моугольные сетки проще в изготовлении, поэтому их применяют для армирования плит.

Характер разрушения плит, опертых по контуру, под действием равномерно распределенной нагрузки виден на рис. XI.28, В, г. На нижней поверхности плиты тре­щины направлены по биссектрисам углов, на верхней поверхности при заделке плиты по контуру трещины идут параллельно сторонам и имеют закругления в углах, перпендикулярные диагоналям.

Установить характер разрушения железобетонных плит, опертых по контуру, важно для расчета их несу­щей способности и конструирования арматуры.

2. Расчет и конструирование плит, опертых по контуру

Плиты, опертые по контуру, армируют плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направ­лениях. Поскольку изгибающие моменты в пролете, при­ближаясь к опоре, уменьшаются, количество стержней в приопорных полосах уменьшают. С этой целью в про­лете по низу плиты укладывают две сетки разных раз -

Меров, обычно с одинаковой площадью сечения армату­ры. Меньшую сетку не доводят до опоры на расстояние tk (рис. IX.29,а). В плитах, неразрезиых и закрепленных на опоре, принимают /* = //4, в плитах, свободно опертых Tn/L/8, где 1 меньшая сторона опорного контура. Пролет­ную арматуру плит конструируют также и из унифициро-

Энных сеток с. продольной рабочей арматурой. Сетки кладывают в пролете в! два слоя во взаимно перпенди - улярном направлении (рис. XI.29,б). Монтажные стер­ши сеток не стыкуются. е Надопорная арматура неразрезных многопролетных Іплит, опертых по контуру, при плоских сетках в пролете конструируется аналогично надопорной арматуре балоч - шых плит (см. рис. XI.23, в). Армирование может осу­ществляться также с применением типовых рулонных се - Еток с продольной рабочей арматурой, раскатываемых 'во взаимно перпендикулярном направлении. В первом пролете многопролетных плит изгибающий j.-,момент больше, чем в средних, поэтому поверх основных |сеток укладывают дополнительные рулонные сетки (рис. ІХІ.29, б) или дополнительные плоские сетки (рис. XI.29, в).

І Плиты, опертые по контуру, рассчитывают кинемати­ческим способом метода предельного равновесия. Пдита. '.в предельном равновесии рассматривается как система іплоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям Іизлома пластическими шарнирами, возникающими в |пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опо­рах вдоль балок (рис. і XI.30, в) . Изгибающие моменты .плиты М зависят от площади арматуры As, , пересечен­ной; пластическим шарниром, и определяются на 1 м ши - 'рины ПЛИТЫ ПО формуле; M = RsASZb.

|1ри различных способах армирования плит, опертых 'по контуру, составляют уравнение работ внешних и внут­ренних сил на перемещениях в предельном равновесии [и определяют изгибающие моменты от равномерно рас­пределенной нагрузки. :

Панель плиты в общем случае испытывает действие пролетных Mi, М2 и опорных моментов Мі,- Мі Мц, Mm (рис. XI. ЗО, б). В предельном равновесии плита под на­грузкой провисает, и ее плоская поверхность превраща­ется в поверхность пирамиды, гранями которой служат треугольные и трапециевидные звенья. Высотой пира­миды будет максимальный прогиб плиты F, угол поворо­та звеньев

Ф= tgq> = 2///i. (XI.36)

Внешняя нагрузка в связи с провисанием плиты пе­ремещается и совершает работу, рав«ую произведению

Интенсивности нагрузки Q на объем фигуры перемещения Aq = QV = , (XI.3?)

Где Q=G+V.

При этом работа внутренних сил определяется ра­ботой изгибающих моментов на соответствующих углах поворота (см. рис. XI.30, в)

AM = ZMq> = (2фЛ*і + срЩ + <рМ[) + (2<рМ2 + <рМп + «рМ'п) /,.

(XI. 38)

Из условия равенства работ внешних и внутренних сил приравняем формулы (XI.37) и (XI.38), а

Угол поворота ф заменим его значением по формуле (XI.36). Тогда

(3/2 _ LL) = 12 {2М1 + ML+ ML) + * + і1(т2+м}1 + м'п). (XI.39)

Если одна из нижних сеток плиты не доходит до опоры на 'Д I, площадь нижней рабочей арматуры, пере­сеченной линейным пластическим шарниром в краевой полосе, будет вдвое меньше и формула (XI.39) принима­ет вид

+ 'і(тМ2-ТМі + УИИ+Мп)- (XI. 40)

В правые части уравнений (XI.39)—(ХІ.40) входят расчетные моменты на единицу ширины плиты: два про­летных момента Мі, М2 и четыре опорных момента Mi, M'V Ми, М'п. Пользуясь рекомендуемыми соотношения­ми между расчетными моментами, согласно табл. XI.2, задачу сводят к одному неизвестному.

Таблица XI.2. Соотношения между расчетными моментами в плитах, опертых по контуру

F

L Если плита имеет один или несколько свободно опер­тых краев, то соответствующие опорные моменты в урав­нениях (XI.39) и (XI.40) принимают равными нулю.

Расчетные пролеты ^ и /2 принимают равными рас­стоянию (в свету) между балками или расстоянию от оси опоры на стене до грани балки (при свободном опи­рании).

В плитах, окаймленных по всему контуру монолит­но-связанными с ним балками, в предельном равновесии возникают распоры, повышающие их несущую способ­ность. Поэтому при подборе сечений арматуры плит из­гибающие моменты, определенные расчетом, следует уменьшить: в сечениях средних пролетов и у средних Опор — на 20%; в сечениях первых пролетов и первых промежуточных опор при Kll<. 1,5—на 20% и при l,5</ft/7<2—на 10 %, где /—расчетный пролет плиты в направлении, перпендикулярном краю перекрытия; k — расчетный пролет плиты в направлении, параллельном краю перекрытия.

Сечение арматуры плит подбирают как для прямо­угольных сечений. Рабочую арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в направлении большего пролета. В соответствии с та­ким расположением арматуры рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет отли­чаться на размер диаметра арматуры.

3. Расчет и конструирование балок

Нагрузка от плиты на балки передается по грузовым площадям в виде треугольников или трапеций (рис. XI.31, а).

Для определения этой нагрузки проводят биссектри­сы углов панели до их пересечения (рис. XI.31, б). Про­изведение нагрузки G--V (на 1 м2) на соответствующую грузовую площадь даст полную нагрузку на пролет бал­ки, загружённой с двух сторон панелями: для балки пролетом h

(G + V) L

Ri = 2 ; (XI'41)

Для балки пролетом l2

^ + (xi42)

В свободно лежащей балке изгибающие моменты от такой нагрузки соответственно будут

(« + *)*?

= ; (XI. 43)

М2 = Ш 1J—. (XI. 44)

Кроме того, следует учесть равномерно распределен­ную нагрузку Q от собственного веса балки и части пере­крытия с временной нагрузкой на ней, определяемой по грузовой полосе, равной ширине балки Ь.

Расчетные пролеты балок принимают равными рас­стоянию в свету между колоннами или расстоянию от оси опоры на стене (при свободном опирании) до грани первой колонны. Для упрощения принимают расчетный пролет балки равным пролету плиты в свету между реб­рами (с некоторой погрешностью в сторону увеличения расчетного пролета балки).

К-3 (шт. 1)

Изгибающие моменты с учетом перераспределения составляют:

В первом пролете и на первой промежуточной опоре M = 0,7M0 + (<?'2/H); (XI. 45)

В средних пролетах и на средних опорах

М = 0,5Af„ - f (<?/2/16), (XI.46)

Ще М„ определяют по формулам (ХІ.43) и (ХІ.44). ^ В трехпролетной балке момент в среднем пролете ^следует принимать не менее момента защемленной балки j; . М = 0,4Af0 + (Ql2/24). (XI.47)

* Порядок подбора сечения и принцип армирования |балки такие же, как главной балки ребристого пере­крытия с балочными плитами. На опорах балки арми­руют седловидными каркасами (рис, XI.31.fl), что поз­воляет осуществить независимое армирование в пересе­лениях на колоннах. ^ '