8.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок (рис. 8.1). Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона, класса С12/15.
Рис. 8.1. Конструктивные схемы ребристых перекрытий
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. 8.2). 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. Высота сечения второстепенных балок составляет обычно (1/12…1/20)l. главных балок - (1/8…1/15)l. Ширина сечения балок b=(0.4…0.5)h.
Рис. 8.2. Схемы балок и плит ребристых перекрытий
8.2. Расчет плиты, второстепенных и главных балок
Расчетный пролет плиты принимают равным расстоянию в свету между второстепенными балками и при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра: для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м
Расчетный пролет второстепенных балок принимают равным расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки (см. рис. 8.2 г).
Для второстепенных балок огибающая эпюра моментов строится для двух схем загружения:
1) полная нагрузка g+v в нечетных пролетах и условная нагрузка g+1/4v в четных пролетах;
2) полная нагрузка g+v в четных пролетах и условная постоянная нагрузка g+1/4v в нечетных пролетах.
Условную нагрузку вводят в расчет для того, чтобы определить действительные отрицательные моменты в пролете второстепенной балки. Главная балка создает дополнительные закрепления, препятствующие: 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
;
(8. 1)
на первой промежуточной опоре слева
(8.2)
на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах
(8.3)
При подборе сечений в первую очередь уточняют размер поперечного сечения второстепенной балки по опорному моменту на первой промежуточной опоре. Поскольку расчет ведется по выравненным моментам, принимают =0,35. На опоре действует отрицательный момент, плита оказывается в растянутой зоне и расчет ведут как для прямоугольного сечения, полагая рабочую высоту
. (8.4)
Установив окончательно унифицированные размеры сечения b×h, подбирают рабочую арматуру в четырех расчетных нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах — как для таврового сечения, на первой промежуточной и средней опорах — как для прямоугольного cечения. 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.