6. Балочные сборные перекрытия. Проектирование ребристых плит перекрытий.

7. Жесткие и шарнирные стыки ригеля с колонной. Чем обеспечивается возможность восприятия жестким стыком изгибающих моментов. Схемы армирования.

Узлы соединения ригелей между собой и с колонной должны обеспечивать восприятие опорных моментов и поперечных сил ригеля. Это достигается соединением опорной арматуры ригеля с помощью стыков и устройством в колоннах опорных консолей или столиков. Пример стыка ранней проектировки показан на рисунке (рис.2.3). В нем опорные стыковые стержни пропускаются через каналы в колонне (они могут быть и забетонированы в колонне при ее изготовлении) и привариваются к закладным деталям ригеля. Сжимающие усилия в ниж­ней части ригеля передаются через сварные швы, соединяющие заклад­ные детали ригеля и консоли.

 Рисунок 2.3.

Узлы соединения ригеля с колонной: а - стыковые стержни привари­ваются к горизонтальной закладной детали; б - стыковые стержни привариваются к вер­тикальной закладной детали;

1 - закладные детали ригеля;

2 - закладные детали колонны;

3 - стыковые стержни;

4 - отверстия в колонне

Типовым решением является стык с ванной сваркой соединяемых опорных стержней (рис.2.4). В этом случае ригель и колонна имеют выпуски арматуры, которые свариваются непосредственно или через короткие соединительные стержни. Сжимающие усилия воспринимаются через обетонировку полости стыка. Стыки с консо­лями воспринимают значительные моменты и поперечные силы и не­сложны при исполнении. Они применяются при больших нагрузках, ха­рактерных для промышленных зданий.

+Скрытые стыки можно осущест­вить по рис. 2.3 и 2.4 подрез­кой торца ригеля, и опиранием его на железобетонную или ме­таллическую консоль колонны высотой, не превышающей вы­соту подрезки. В настоящее вре­мя для общественных зданий применяют стык ригелей, пока­занный на рис. 2.5. Этот стык, как и вообще стыки с подрезкой ригеля, проектируется для вос­приятия сравнительно неболь­ших опорных моментов. Следует также указать на его меньшую жесткость по сравнению со сты­ками без подрезки ригеля. В це­лях увеличения жесткости стыка может оказаться целесообразным предложение по устройству кон­солей по схеме, показанной на ри­с. 2.6.

8. Компоновка сборных и монолитных железобетонных балочных перекрытий. Основные правила назначения размеров элементов.

В состав балочного сборного перекрытия входят панели (плиты) и поддерживающие их балки, называемые ригелями. Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или на внутренние колонны и наружные несущие стены (в зданиях с неполным каркасом) (рис. 9.1, а). Проектирование перекрытия включает в себя компоновку конструктивной схемы, расчет панелей, ригелей, узлов сопряжения их с колоннами, конструирование и т. п.

Рис. 9.1. Конструктивные схемы сборных балочных перекрытий:

1 — панели перекрытия; 2 — ригели; 3 — колонны

■ Компоновка конструктивной схемы перекрытия. Компоновка состоит из выбора сетки колонн, направления ригелей, типа и ширины панелей. Это делается на основании соображений технологического характера (назначения здания — производственное, жилое, общественное), значений нагрузки, обеспечения пространственной жесткости и требований экономики. При выборе сетки колонн должны соблюдаться требования типизации и унификации.

Направление ригелей может быть продольным (вдоль здания) (рис. 9.1, б) и поперечным (рис. 9.1, в). Устройство ригелей поперек здания обеспечивает его повышенную пространственную жесткость. Такое расположение целесообразно в зданиях с большими оконными проемами в продольных несущих стенах, поскольку в этих случаях на оконные перемычки не будет передаваться нагрузка от панелей перекрытия. Продольное расположение ригелей в вытянутых в плане зданиях позволяет сократить число монтажных единиц, способствует улучшению освещенности помещений и т. п.

Для выбора конструктивной схемы перекрытия разрабатывают несколько вариантов таких схем и на основании технико-экономического сравнения принимают наиболее экономичный. Наибольший расход бетона в перекрытии (около 65%) приходится на панели, поэтому разработка их рациональных решений имеет особо важное значение. Это достигается прежде всего за счет удаления возможно большего количества бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность и жесткость элемента, а также совершенствованием технологии изготовления конструкции и т. п.

9. Построение эпюры материалов сборного железобетонного ригеля. Рабочее армирование, установленное по изгибающему моменту, точки теоретического обрыва арматуры. С какой целью рассчитывают длину анкеровки арматуры. Факторы влияния на анкеровку.

Рис. 7.16. Армирование ригеля и эпюра арматуры

В целях экономии арматурной стали часть продольных стержней обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов. Сечение ригеля, в котором отдельный растянутый стержень по расчету уже не нужен, называют местом его теоретического обрыва. Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки 1_ап.

Для проверки экономичности армирования ригеля и прочности всех его сечений строят эпюру арматуры (эпюру материалов). Ординаты эпюры вычисляют как момент внутренних сил в рассматриваемом сечении ригеля.

Эпюра арматуры против мест теоретического обрыва стержней имеет ступенчатое очертание с вертикальными уступами. Там, где эпюра арматуры значительно отходит от эпюры М, избыточный запас прочности (избыток растянутой арматуры); в местах, где ступенчатая линия эпюры арматуры пересекает эпюру М, прочность сечения недостаточна.

С какой целью рассчитывают длину анкеровки арматуры

Длина анкеровки – необходимая длина заделки арматурного стержня в бетон, при которой усилие сцепления данного стержня с бетоном будет не менее предельного сопротивления стержня по материалу (по пределу текучести).

Факторы влияния на анкеровку

1. Класс бетона. Чем более прочным является бетон, тем сильнее сопротивляется перемещению заключенной в нем арматуры.

2. Класс арматуры. Чем выше класс стали арматурного стержня, тем большее усилие способен обеспечить данный стержень по материалу (по пределу текучести), что приводит к необходимости большей заделки арматурного стержня в бетон.

3. Диаметр арматуры. Чем выше класс стали арматурного стержня, тем большее усилие способен обеспечить данный стержень по материалу (по пределу текучести), что приводит к необходимости большей заделки арматурного стержня в бетон.

4. Профиль поверхности арматурных стержней. При наличии периодического профиля арматуры, бетон лучше сопротивляется перемещению арматурного стержня, так как для такого перемещения необходим срез консольных участков бетона в зонах между выступами на теле арматурного стержня.

5. Напряженное состояние бетона в направлении, перпендикулярном оси арматурного стержня. Данное напряженное состояние может возникать, например, на опорах изгибаемых элементах, где конец элемента обжимается опорной реакцией (точнее главными сжимающими напряжениями).

6. Напряженное состояние бетона и арматуры. При вдавливании арматуры в бетон происходит расширение арматурного стержня, которому препятствует окружающий бетон, вследствие этого фактора при вдавливании арматуры в бетон сцепление выше, чем при выдергивании.

6.1 Растянутая арматура в растянутом бетоне. Данное напряженное состояние может возникать, например, в изгибаемых элементах без предварительного напряжения, где растяжение (например, нижней зоны в шарнирно-опертых балках вызывает растяжение одновременно и бетона, и арматуры).

6.2 Растянутая арматура в сжатом бетоне. Данное напряженное состояние может возникать, например, в предварительно напряженных элементах, где усилие от предварительного напряжения арматуры обжимает окружающий бетон.

6.3 Сжатая арматура в сжатом бетоне. Данное напряженное состояние может возникать, например, в сжатых элементах, где внешние усилия приводят одновременно к сжатию и бетона и арматуры.

6.4 Сжатая арматура в растянутом бетоне. Данное напряженное состояние может возникать, например, вследствие усадки бетона, что приводит к его растяжению и сжатию заключенной в нем арматуры при отсутствии внешних усилий, однако данное напряженное состояние является крайне редким, кроме того, усилия от усадки как правило, не учитываются в расчетах напрямую, в связи с чем при определении длины анкеровки данный вид напряженного состояния не рассматриваем