27. Работа монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами.

С учетом конструктивной схемы и способов возведения существует следующая классификация железобетонных перекрытий: ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами; ребристые монолитные перекрытия с плитами, опертыми по контуру; балочные сборные панельные перекрытия; балочные сборномонолитные перекрытия; безбалочные монолитные перекрытия; безбалочные сборные перекрытия.

Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, вто­ростепенных и главных балок. 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. Пролет второстепенных балок может составлять 5—7 м, плиты 1,7—2,7 м.

28. Расчет второстепенной балки

Второстепенные балки монолитных ребристых перекрытий с балочными плитами, как и балочные плиты, рассчитывается по методу предельного равновесия. На них передается равномерно распределенная нагрузка (g + v) от плиты, равная нагрузке на 1 м² плиты, умноженной на расстояние между осями второстепенных балок l_pl, и нагрузка от собственной массы второстепенных балок, равная площади их поперечного сечения, умноженной на плотность железобетона. За расчетный пролет принимают расстояние в свету между главными балками l_o=l_y-b_г.б.. При опирании крайнего конца второстепенной балки на стену расчетный полет l_o принимают равным расстоянию от центра опоры на стене до боковой поверхности главной балки, при опирании на контурные обвязочной и главной балок. За расчетную схему второстепенной балки принимают пяти пролетную балку (если честно пролетов пять и более). Для получения значений изгибающих моментов, примерно одинаковых по всей длине балки, принимают l₁=0,9 l₉. Предварительную ширину главной балки b_г.б. определяют по таблице.

Р асчетные изгибающие моменты в неразрезных второстепенных балках с пролетами, равными или отличающимися не более чем на 20%, определяют, как в плитах в первом пролете и на первой промежуточной опоре – по формулам M₁ =ql₀²/11 и M_в =-ql₀²/14, в средних пролетах и на промежуточных опорах – по формуле М₂ =М₃ = -Мс = ±q(l₀´)²/16, в трех пролетной второстепенной балке расчетный изгибающий момент в среднем пролете принимают не менее момента защемленной балки, т.е. M =(g + v)l² /24. Поперечные силы определяют по формулам Q_А= 0,4q l_0; Q_В^пр = Q_л^с = -Q_с^пр = ±0,5ql^´_0; Q_B = 0,6ql₀.

Рис. Расчетная схема1 – первые(крайние) пролеты; 2 – вторые от края пролеты; 3 – все средние пролеты; 4 – обвязочная балка; 5 – второстепенная балка; 6 – главная балка.

Огибающую эпюру расчетных распределенных изгибающих моментов неразрезной второстепенной балки строят по двум схемам загружения: 1) полная нагрузка q = g + v – в нечетных пролетах, а условная постоянная нагрузка q^’ = g + 1/4 v в четных пролетах; 2) полная нагрузка q = g + v – в четных пролетах, а условная постоянная нагрузка q’ = g + 1/4 v – в нечетных пролетах.

У словную постоянную нагрузку q’ = g + 1/4 v вводят в расчет для учета влияния главных балок, которые препятствуют свободному повороту опор второстепенных балок и этим уменьшают влияние временной нагрузки в загруженных пролетах на незагруженные.

Ординаты опорных и пролетных моментов огибающей эпюры М принимают по формулам M₁ =ql₀²/11 и М₂ =М₃ = -Мс = ±q(l₀´)²/16, а минимальные моменты в пролетах строят по параболам отвечающим действиям условной нагрузки q’ = g + 1/4 v и проходящим через вершину ординат опорных моментов.

Сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в нижней зоне балок, определяют по максимальным расчетным положительным (пролетным) моментам, а сечение продольной рабочей арматуры, укладываемой в верхней зоне балок (над их опорами), -по максимальным расчетным отрицательным (опорным) моментам у граней опор.

За расчетное сечение второстепенной балки в пролетах принимают тавровое сечение, а на опорах прямоугольное, так как плитка оказывается в растянутой зоне и в работе сечений не участвует. Полезную высоту второстепенной балки h₀ принимают по формуле , как для неразрезного ригеля, рекомендуемую относительную высоту сжатой зоны принимают равной 0,35, так как такое значение оказывается наиболее целесообразным при определении высоты балки по распределенным моментам. Обычно высота сечения второстепенной балки не выходит из пределов (1/12 – 1/20) ее пролета.

При расположений продольной рабочей арматуры в один ряд полную высоту сечения h₀ определяют по формуле A _s= ξbh₀R_b / R_s, а при расположении арматуры в два ряда ( при одинаковых диаметрах и количестве стержней в каждом ряду)- по формуле h =h₀+s, s=а_b+d+a₁/2, где s – расстояние от центра тяжести продольной арматуры до нижней грани сечения балки,

A_b - толщина защитного слоя бетона,

d - диаметр рабочей арматуры,

a₁ - расстояние между рядами арматуры по высоте сечения.

Общую площадь сечения рабочей продольной арматуры определяет по данным 23 для таврового и для прямоугольного сечения. По общей площади сечения рабочей арматуры подбирают диаметр и количество стержней (не менее 2). При размещений подобранных стержней в поперечном сечений балки руководствуются нормами наименьшего расстояния в свету между стержнями и толщины защитного слоя бетона. При количестве стержней одинакового диаметра (d=25 мм) в одном ряду m- наименьшая ширина второстепенной балки.

b_min = 2*1.5 + 2.5(m-1) + md = 3 + 2.5(m-1) + md

На действие найденных поперечных сил Q_a, Q_bl и Q_br рассчитывают и конструируют поперечную арматуру в наклонных сечениях соответственно у опор А (слева) и В ( слева и справа), как для изгибаемых элементов.