Ребристые монолитные перекрытия, с плитами опертыми по контуру. Перекрытия ребристые монолитные
§ XI.3. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами
1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок (рис. XI.19). Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона класса В15.
Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Полка ребер — плита работает на местный изгиб по пролету, равному расстоянию между второстепенными балками.
Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, которые, в свою очередь, опираются на колонны и наружные стены.
Главные балки можно располагать в продольном или поперечном направлении здания с пролетом 6—8 м. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны (рис. XI.20, а). Пролет второстепенных балок может составлять 5—7 м, плиты 1,7—2,7 м.
Толщину плиты по экономическим соображениям принимают возможно меньшей. Минимальные ее значения составляют: для междуэтажных перекрытий промышленных зданий 6 см, для междуэтажных перекрытий жилых и гражданских зданий 5 см. При значительных временных нагрузках может потребоваться увеличение толщины плиты. Так, при временной нагрузке 10—15 кН/м2и пролете 2,2—2,7 м толщину плит принимают 8—10 см «(но условиям экономичного армирования). Высота сечения второстепенных балок составляет обычно (1/12 — 1/20)l, главных балок— (1/8—1/15) . Ширина сечения балокb= (0,4—0,5) А.
2. Расчет плиты, второстепенных и главных балок
Расчетный пролет плиты принимают равным расстоянию в свету между второстепенными балками l0и при (тирании на наружные стены — расстоянию от оси опо-
Рис. XI.19. Конструктивные схемы ребристых перекрытий
Рис. XI.21. К расчету неразрезной плиты и второстепенных балок
Рис. XI.20. Схемы балок и плит ребристых перекрытий
ры на стене до грани ребра: для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м (рис. Х1.20,б,в).
Расчетный пролет второстепенных балок l0 принимают равным расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки (рис. XI. 20, г).
Изгибающие моменты в неразрезных балочных плитах и второстепенных балках с разными или отличающи мися не более чем на 20 % пролетами определяют с учетом перераспределения моментов и при этом создают равномоментную систему. В многопролетной балке (рис. XI.21) на средних опорах при равномерно распределенной нагрузке опорные моменты Msupравны между собой. Используя уравнение равновесия (XI.5) для сечения в середине пролета, найдем
Отсюда
В первом пролете максимальный изгибающий момент будет в сечении, расположенном на расстоянии а ≈0,425lот свободной опоры; при этом
Привлекая уравнение равновесия (XI.5) и учитывая, что МА=0, получим
найдем изгибающий момент в первом пролете
Если же принять равномоментную схему М=Мl=Мb, получим
округляя знаменатель (с погрешностью менее 5 % в сторону увеличения изгибающего момента), получим на первой промежуточной опоре и в первом пролете изгибающий момент
Для плит, окаймленных по всему контуру монолитно-связанными с ними балками, изгибающие моменты (определяемые в предельном равновесии без учета распора) в сечениях средних пролетов и на средних опорах уменьшаются на 20 % при условии h/l≥1/30.
Для второстепенных балок огибающая эпюра моментов строится для двух схем загружения (рис. XI.22):
317
1)полная нагрузка g+υ в нечетных пролетах и условная нагрузка g+1/4υ в четных пролетах;
2)полная нагрузка g+υ в четных пролетах и условная постоянная нагрузка в g+1/4υ нечетных пролетах.;
Условную нагрузку вводят в расчет для того, чтобы определить действительные отрицательные моменты в пролете второстепенной балки. Главная балка создает дополнительные, закрепления, препятствующий свободному повороту опор второстепенных балок, и этим уменьшает влияние временной нагрузки в загруженных пролетах на незагруженные.
Поперечные силы второстепенной балки принимают: на крайней свободной опоре
на первой промежуточной опоре слева ;
на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах '
При подборе сечений в первую очередь уточняют размер поперечного сечения второстепенной балки по опорному моменту на первой промежуточной опоре. Поскольку расчет ведется по выровненным моментам, принимают ξ=0,35. На опоре действует отрицательный момент, плита оказывается в растянутой зоне и расчет ведут как для прямоугольного сечения, полагая рабочую высоту
Установив окончательно унифицированные размеры; сечения bxh, подбирают рабочую арматуру в четыре» расчетных нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах — как для таврового сечения, на первой промежуточной и средней опорах — как для прямоугольного сечения. На действие отрицательного момента в среднем пролете расчет ведут как для прямоугольного сечения.
Расчет поперечных стержней выполняют для трех наклонных сечений: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней свободной опоры.
Все изложенное о расчете ригеля сборного балочного перекрытия полностью относится и к расчету главной балки монолитного ребристого перекрытия.
На главную балку передается сосредоточенная нагрузка от опорного давления второстепенных балок (которое только при двухпролетных второстепенных балках определяют с учетом неразрезности). Кроме того, учитывают собственный вес главной балки.
В местах пересечения второстепенной и главной балок над колонной в верхней зоне пересекается верхняя арматура трех элементов: плиты, второстепенной балки и главной балки. Поэтому на опоре главной балки в зависимости от числа рядов арматуры принимают а=6... 9 см, при этом ho=h—(6...9) см.
Особенностью подбора сечений главной балки по изгибающим моментам является то, что на действие положительного момента в пролете она работает как тавровая с шириной полки bf=l/3, а на действие отрицательного момента на опоре — как прямоугольная с шириной ребраb.
studfiles.net
Ребристые монолитные перекрытия, с плитами опертыми по контуру — КиберПедия
Данный тип перекрытий применяется в основном в общественных зданиях где повышенные требования к архитектурной выразительности - вокзалы и т.д.
Перекрытие состоит из плит, работающих в двух направлениях и балок, окаймляющих ячейки плит перекрытия.
Наиболее распространенные размеры ячеек – 4-6м (рис.19.1,а), а соотношение сторон составляет – 1-1,5. Пролеты принимаются равными расстоянию в свету между балками.
Плиты опираются на балки, с которыми монолитно связаны, балки в свою очередь опираются на колонны. Высоты сечения плит принимается 50-140мм и не менее 1/50 меньшей стороны. Высота балок принимается одинаковой для всех сторон.
Если балки расположены часто (менее 2м) без промежуточных колонн то перекрытие называют кессонным (рис.19.1,б).
Рис.19.1.Конструктивные планы ребристых перекрытий с плитами, опертыми по контуру
Рис.19.2. Схемы трещинообразования на нижней (а) и верхней (б) поверхности плит при их разрушении
Схема разрушения плит опертых по контуру представлена на рис.19.2. По нижней поверхности расположение трещин напоминает конверт (рис.19.2,а). По верхней поверхности трещины распределяются параллельно сторонам с закруглениями в углах (рис.19.2,б).
Схема разрушения для данных плит используется для оценки их несущей способности.
Инженерный метод расчета плит опертых по контуру основывается на кинематическом методе предельного равновесия. Плита рассматривается как система из плоских звеньев по линии излома и соединенных пластическими шарнирами. Задача решается следующим образом:
- задается бесконечно малое перемещение по принятым линиям излома и принятой схеме нагружения;
-составляется уравнение равенства работ внутренних и внешних сил по принятому перемещению;
-значение внешней нагрузки, удовлетворяющей данному условию и есть несущая способность плиты.
Армируется плита сетками как это показано на рис.19.3 в соответствии с распределением изгибающих моментов
Рис.19.3. Армирование плит, опертых по контуру: а – расположение сеток по нижней поверхности, б и в – расположение сеток в разрезе
Нагрузка на балки от плит передается в соответствии с грузовой площадью по закону треугольника или трапеции (рис.19.4).
Рис.19.4.Расчетные схемы балок (а,б) ребристых перекрытий, с плитами опертыми по контуру и их армирование (в)
В соответствии с нагрузкой определяются изгибающие моменты.
Расчетный пролет балок принимается равным расстоянию в свету.
19.2. Безбалочные гладкие монолитные перекрытия.
Перекрытие представляет собой сплошную плиту опертую на колонны (рис.19.5). Для распределения сосредоточенной нагрузки у верха колонн устраивают капители. Капители также повышают жесткость в месте сопряжения плиты с колонной.
Рис.19.5. Безбалочное монолитное перекрытие: а – общий; б – фрагмент опирания на стену; в – капители колонн
Сетка колонн – квадратная или прямоугольная (ограничения l1/l2 <1,5), рациональная сетка 6х6м. По краям плита опирается на несущие стены, крайние колонны с обвязкой, консольно.
Капители устраивают из расчета, давление распределяется под углом 450. Ширина капители у низа плиты должна быть не менее 0,2-0,3L. Основное требование – обеспечить прочность от продавливания.
Толщину плиты принимают не менее h=(1/30….1/35)L большей стороны.
Расчет плит производят по методу предельного равновесия. Принимается два вида нагрузок - полосовая через пролет и сплошная при которых возможны две схемы разрушения.
Армирование плит производится рулонными сетками уложенными в соответствии с распределением изгибающих моментов – у колонн в верху, в пролетах – по низу. Капители армируют по конструктивным требованиям из условия восприятия усадочных и температурных напряжений.
cyberpedia.su
Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Работающими в двух направлениях.
Плиты, опертые по контуру, армируют плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направлениях. Поскольку изгибающие моменты в пролете, приближаясь к опоре, уменьшаются, число стержней в приопорных полосах уменьшают. С этой целью в пролете по низу плиты укладывают две сетки разных размеров, обычно с одинаковой площадью сечения арматуры. Меньшую сетку не доводят до опоры).. Пролетную арматуру плит конструируют также и из унифицированных сеток с продольной рабочей арматурой, Сетки укладывают в два слоя во взаимно перпендикулярном направлении Надопорную арматуру неразрезных многопролетных плит, оперных по контуру, при плоских сетках в пролете конструируют аналогично надопорной арматуре балочных плит Плиту в предельном равновесии рассматривают как систему плоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям излома пластическими шарнирами, возникающими в пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опорах вдоль балок. Изгибающие моменты плиты М зависят от площади арматуры Аs, пересеченной пластическим шарниром, и определяются на 1 м ширины плиты: M = Rs As zb.
К расчету плит, опертых по контуру, по методу предельного равновесия
1 — пластический шарнир на опоре; то же в пролете.Панель плиты в общем случае испытывает действие пролетных и опорных моментов. В предельном равновесии плита под нагрузкой провисает, и ее плоская поверхность превращается в поверхность пирамиды, гранями которой служат треугольные и трапециевидные звенья.
Пользуясь рекомендуемыми соотношениями между расчетными моментами, задачу сводят к одному неизвестному/Расчетные пролеты ℓ1 и ℓ2 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 ними 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 %.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 та-ким расположением арматуры рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет отличаться на размер диаметра арматуры.
8)Безбалочные монолит и сбор. ПерекрытияКонструкция сборного безбалочного перекрытия состоит из трех основных элементов: капители, надколонной панели и пролетной панели. Капитель опирается на уширения колонны и воспринимает нагрузку от надколонных панелей, идущих в двух взаимно перпендикулярных направлениях и работающих как балки. В целях создания неразрезности надколонные панели закрепляют поверху сваркой закладных деталей. Пролетная панель опирается по четырем сторонам на надколонныепанели, имеющие полки, и работает на изгиб в двух направлениях как плита, опертая по контуру. После сварки закладных деталей панели в сопряжениях замоноличивают.Безбалочное сборное перекрытие работает подобно ребристому перекрытию с плитами, опертыми по контуру, в котором надколонные панели выполняют роль широких балок. Панели перекрытий выполняют ребристыми или пустотными, а капители — полными или сплошными. Колонны имеют поэтажную разрезку.
Экспериментальные исследования безбалочных перекрытий показали, что надколонные панели в поперечном направлении обладают небольшой деформативностью, и продольная рабочая арматура может в них располагаться по всему поперечному сечению равномерно.Пролетный момент квадратной панели определяют с учетом ее частичного закрепления в контурных ребрах и с учетом податливости опорного контура. Опорные и пролетные моменты надколонных панелей определяют как для неразрезной балки с учетом перераспределения моментов.Расчетный пролет надколонных панелей принимают равным расстоянию в свету между краями капители, умноженному на 1,05.Капители рассчитывают в обоих направлениях на нагрузку от опоры давлений и моментов надколонных плит. Расчетную арматуру укладывают по верху капители, стенки капителей армируют конструктивно. Кроме того, капители рассчитывают на монтажную нагрузку как консоли.
Колонны каркаса рассчитывают на действие продольной сжимающей силы N от -нагрузки на вышележащих этажах и на действие изгибающего момента М от односторонней временной нагрузки на перекрытии
Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на колонны с капителями . Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы создать достаточную жесткость в месте сопряжения монолитной плиты с колонной, обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капители, уменьшить расчетный пролет безбалочной плиты и более равномерно распределить моменты по ее ширине.Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему при прямоугольной сетке ограничивается отношением ℓ2/ℓ1≤l,5. Рациональная квадратная сетка колонн — 6×6 м. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие стены, контурные обвязки или консольно выступать за капители крайних колонн Для опирания безбалочной плиты на колонны в производственных зданиях применяют капители трех типов •тип I — при легких нагрузках, •типы II и III — при тяжелых нагрузках. В капителях всех трех типов размер между пересечениями напряжений скосов с нижней поверхностью плиты принят исходя из распределения опорного давления в бетоне под углом 45°. Этот размер принимают с=0,2...0,3ℓ. Размеры и очертание капителей должны быть подобраны так, чтобы исключить продавливание безбалочной плиты по периметру капители. Толщину монолитной безбалочной плиты находят из условия достаточной ее жесткости h = ( 1/32...1/35)ℓ2, где ℓ2 — размер большого пролета при прямоугольной сетке колонн.Безбалочное перекрытие рассчитывают по методу предельного равновесия. Экспериментально установлено, что для безбалочной плиты опасными (расчетными) загружениями являются: полосовая нагрузка через пролет и сплошная по всей площади. При этих загружениях возможны две схемы расположения линейных пластических шарниров плиты.При полосовой нагрузке в предельном равновесии образуются три линейных пластических шарнира, соединяющих звенья в местах излома (рис. 11.39, а). В пролете пластический шарнир образуется по оси загруженных панелей и трещины раскрываются внизу. У опор пластические шарниры отстоят от осей колонн на расстоянии гь зависящем от формы и размеров капителей, трещины раскрываются вверху. В крайних панелях при свободном опирании на стену по наружному краю образуются всего два линейных шарнира — один в пролете и один у опоры вблизи первого промежуточного ряда колонн.
При сплошном загружении безбалочного перекрытия в средних панелях возникают взаимно перпендикулярные и параллельные рядам колонн линейные пластические шарниры с раскрытием трещин внизу; при этом каждая панель делится пластическими шарнирами на четыре звена, вращающихся вокруг опорных линейных пластических шарниров, оси которых расположены в зоне капителей обычно под углом 45° к рядам колонн Монолитную безбалочную плиту армируют рулонными или плоскими сварными сетками. Пролетные моменты воспринимаются сетками, уложенными внизу, а опорные моменты — сетками, уложенными вверху. Применяемые для армирования безбалочной плиты узкие сетки с продольной рабочей арматурой на участках, где растягивающие усилия возникают в двух направлениях, укладывают в два слоя по двум взаимно перпендикулярным направлениям Вблизи колонн верхние сетки раздвигают либо устраивают в них отверстия с установкой дополнительных стержней, компенсирующих прерванную арматуру.Капители колонн армируют по конструктивным соображениям, главным образом для восприятия усадочных и температурных усилий
megalektsii.ru
