26 Конструкции покрытий. Железобетонные панели покрытий (ребристые, двойное т, кжс, и др.), их конструктивные решения. Классификация ферм покрытий.
Ребристая плита.
При беспрогонной системе покрытий наибольшее распростронение получили ребристые крупногабаритные панели 3*12м , а также используются плиты 3*6м. Доборными являются плиты 1,5*12м и 1,5*6м. Эти плиты опираются непосредственно на ригели поперечных рам. Плиты прогонных покрытий имеют размеры 3*0,5м, 1,5*0,5м. Они опираются на ж/б прогоны , а те в свою очередь на ригеля. Беспрогонная система покрытий является основной в строительстве одноэтажных каркасных зданий.
Ребристые плиты состоят из продольных и поперечных ребер, а также полки. Типовые плиты 3*12м имеют продольные ребра сечением 100*450мм, полку толщиной 25-30мм, поперечные ребра 40*150мм. Высота плты в пределах 450мм.
Бетон для плит принимают В30-В40 – 12м; В15-В30 – 6м.
Поскольку нагрузка от собственного веса плиты составляет значительную долю от полной нагрузки их целесообразно изготавливать из бетона на легких заполнителях. Плиты длиной свыше 6м выполняют преднапряженными, до 6м с преднапряжением или без него. Основная рабочая арматура устанавливается в продольных ребрах, расчет продольного ребра производят, как свободно-опертой балки, расчетное сечение тавровое. Нагрузка действующая на ребро:
Постоянная- масса плиты икровля
Временная – нагрузка от снега
Расчет продольного ребра сводится к определению необходимого количества продольной рабочей арматуры (расчет по нормальному сечению)-Аsp.
Определение поперечной арматуры –расчет по наклонному сечению (К1).
Продольное ребро плиты также рассчитывается по2-му предельному состоянию: образование трещин, раскрытие трещин и расчетные прогибы.
Поперечное ребро рассчитывается ,как балка таврового профиля с частичным защемлением
Расчетное сечение поперечного ребра тавровое . расчет производится по нормальному и наклонному сечению. Армирование поперечного ребра:
Полка плиты в зависимости от расстояния между поперечными ребрами расчитывается как неразрезная балочная плита или плита опертая по контуру. Расчетная схема при соотношении сторон полки больше 2 - многопролетная неразрезная балка; меньше 2 – плита опертая по контуру с пролетными и опорными моментами.
Полка плиты армируется сеткой С-1. сетка С-2 устанавливается в местах сопряжения продольного ребра с полкой на всю длину плиты. В преднапрягаемых видах наиболее опасным является опорное сечение , которое армируют дополнительрыми сетками и усиливают вутами.
К1
С3
Плита 2Т.
1500
740
740
Применяются для покрытий одноэтажных и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Они имеют размеры 3*6м, 3*12м – при поперечном расположении ригелей , 3*18м, 3*24м – при продольном.
Плиты 2Т двухконсольные, имеют продольные ребра расположенные на расстоянии 1,5м, консольные свесы полок и торцовые ребра.
Продольные ребра длиной 6 и12 м имеют прямоугольную или трапецевидную форму. Высота сечения h=1/5-1/20 длины.
Плиты длиной 18-24м применяются для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей, они имеют трапециевидные продольные ребра. Полка плиты опирается на ребра и имеет переменную толщину от 25 до 60 мм. Основная рабочая арматура расположена в продольных ребрах: А-3в, А-4, А-5, К-7, К-15, ненапрягаемая Вр-1, А-3.- которой армируют полку и ребра.
Плиту изготавливают 2-мя способами:
совместное бетонирование полки и ребер
раздельное бетонирование, предварительно напряженных ребер (более экономично).
Расчет каждого элемента плиты производят раздельно, продольное ребро рассчитывают как свободно опертую однопролетную балку таврового сечения . шириной равной расстоянию между продольными ребрами, т.е. bf(штрих)=1500мм. Для упрощения ведут расчет одного ребра. Расчетом нормального сечения определяют преднапряженную арматуру продольных ребер.
Из расчета прочности наклонного сечения определяют диаметр хомутов и увязывают каркас К-1. Ребро рассчитывают аналогично ребру ребристой плиты.
Полка плиты работает как двухконсольная балочная плита. При расчете рассматривается консольная балка , защемленная в продольном ребре шириной 1м и нагруженная равномернораспределенной снеговой нагрузкой V, нагрузкой от кровли равномерно распределенной q2, а также нагрузки от собственного веса полки (трапецевидной формы) q1. 2 2
Mmax=(q1*a)/6+(q2+V)*lR/2
Площадь:
As= Mmax/Rs*ho*ξ
Расчетное сечение полки – прямоугольное.
1000
Q1
Q2
V
Расчет торцевых ребер плиты ТТ. lR
Р асчетная схема этого ребра представляет собой двухконсольную балку, опорами которой являются продольные ребра плиты.
bгр
qmax
q1
q2
С-1
As
Lc
LR Lc
250
b r=340
q1- нагрузка от собственного веса торцевого ребра
q2- отвеса полки и временной нагрузки над торцовыми ребрами с площадки br.
Qmax- от полки и временной нагрузки с площадки bгр.
2 2
Mmax=qmax*lc/3+(q1+q2)*lc/2
Qmax= qmax*lc/2+(q1+q2)*lc
Для армирования торцевого ребра назначаем каркас К-2 с рабочей арматурой , расположенной в верхней зоне, поперечную арматуру каркаса К-2 определяют из расчета наклонного сечения и распологают ее с шагом согластно эпюры поперечных сил.
As= Mmax/Rs*ho*ξ
Плита КЖС.
Крупноразмерная ж/б сводчатая. Эта плита состоит из короткой цилиндрической оболочки переменной толщины и 2-х преднапряженных ребер (или диафрагм) криволинейного очертания с уширениями в нижней и верхней частях.
В покрытиях плиты опираются на балку, уложенную по колоннам. Плиты КЖС экономичны и достаточно просты в изготовлении. Их недостатком является трудоемкость устройства кровли по криволинейной поверхности.
размеры плиты в плане 3*12м, 3*18м, 3*24м.
Оболочки 30-50мм в середине.
δ=140-160мм у торцов.
Высота плиты (1/20…1/15)l в середине пролета.
Диафрагмы проектируют минимальной толщины 40-50 мм с вертикальными ребрами жесткости.
Сопряжение оболочки с диафрагмой выполняют с помощью вута. Плита КЖС изготавливается из бетона класса В25-50 в зависимости от пролетов и нагрузок.
При расчете рлиту рассматривают как цилиндрический свод, работающий совместно с диафрагмами.полагают что вдоль направляющей оболочки оси х действует только продольная сила N , поперек вдоль оси Y – Q т Mизг.
Mизг воспринимается растянутой арматурой диафрагм и сжатой арматурой оболочки.
Армирование плиты осуществляется на основе расчета:
диафрагма плиты по нормальному сечению расчитывается на действие момента. Расчетная схема – свободно опертая балка с равномерно распределенной нагрузкой.
As= M/Rs*ho*ξ*γs6- определение рабочей арматуры диафрагмы.
Арматуру устанавливают в нижней зоне диафрагм и анкеруют с помощью закладной детали МД-1 на опоре.
Расчет диафрагм на действие Q производят в сечении расположенном на расстоянии 1м от оси опоры при этом должно соблюдаться условие:
Qd/2*b*ho<=0,5Rbt
Где b- толщина диафрагмы в сечении.
На приопорных участках на расстоянтт 0,1l устанавливают каркас с рабочей поперечной арматурой.
Проверяют толщину оболочки в середине и на опорах:
h=M/Rb* γs6*Z*bf
M- изгибающий момент в рассматриваемом сечении.
Z- плечо внутренней пары сил, т.е. расстояние от срединной поверхности до центра тяжести рабочей арматуры.
bf- ширина панели поверху.
Расчитывают оболочку в сечении между диафрагмой, соединяющейся с оболочкой на изгиб в поперечном направлении. По результатам расчета принимаются сетки С-1 иС-2, расположенные по контуру оболочки.
Производят расчет арматуры в торце плиты.
Ast=Nt,max/Rs
Где Nt,max – расчетное усилие в торцевой арматуре. Согластно этого расчета устанавливается каркас К-1.
Расчетом определяют площадь рабочей арматуры поверхности анкеровки.
Проверяют прочность сопряжения оболочки с диафрагмой.
Производят расчет плиты по 2-му предельному состоянию.
Плита П.
Под малоуклонную кровлю. Имеет трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса: I=1:20; 1:30. толщина полки 25мм.
Достоинства плит: упрощение работ по устройству кровли. Для уменьшения расхода бетона ребра плиты делают решетчатыми. Расчет и армирование этих плит аналогично ребристым плитам. Отличие лишь заключается в расчете продольного ребра по нормальному сечению. Значение момента определяется в двух сечениях: в середине пролета и на расстоянии lx от оп