- •3. Укрупнение элементов
- •§ XIII.1. Конструктивные схемы зданий
- •6. Система связей
- •§ XIII.2. Расчет поперечной рамы
- •3. Определение усилий в колоннах от нагрузок
- •4. Особенности определения усилий в двухветвеиных колоннах
- •7. Подкрановые балки
- •§ X1ii.3. Конструкции покрытии
- •1. Плиты покрытий
- •8. Фермы
- •§ XI.1. Классификация плоских перекрытий
- •§ XI.2. Балочные сборные перекрытия
- •1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
- •2. Проектирование плит перекрытий
- •3. Проектирование ригеля
- •§ XI.3. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами
- •1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
- •2. Расчет плиты, второстепенных и главных балок
- •3. Конструирование плиты, второстепенных и главных балок
- •§XI.4. Ребристые монолитные перекрытия с плитами, опертыми по контуру
- •1. Конструктивные схемы перекрытий
- •2. Расчет и конструирование плит, опертых по контуру
- •3. Расчет и конструирование балок
- •§XI.5. Балочные сборно-монолитные перекрытия
- •2. Конструкции сборно-монолитных перекрытий
- •§ XI.6. Безбалочные перекрытия
- •2. Безбалочные монолитные перекрытия
- •3. Безбалочные сборно-монолитные перекрытия
2. Безбалочные монолитные перекрытия
Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно из колонны с капителями (рис. XI.36, а). Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы: а) создать достаточную жесткость в месте сопряжения монолитной плиты с колонной; б) обеспечить
Рис. XI.36. Конструкция безбалочного монолитного перекрытия
а — общий вид; б — деталь опирания плиты по наружному контуру здания; в — то же, на капители колонн
Рис. XI.37. К определению размеров капители
прочность плиты на продавливание по периметру капители; в) уменьшить расчетный пролет безбалочной плиты и более равномерно распределить моменты по ее ширине.
Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему при прямоугольной сетке ограничивается отношением l2/l1≤l,5. Рациональная квадратная сетка колонн 6x6 м. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие Метены, контурные обвязки или консольно выступать за капители крайних колонн (рис. XI.36, б).
Для опирания безбалочной плиты на колонны в производственных зданиях применяют капители трех типов
(рис. XI.36, в): тип I — при легких нагрузках; типа II и III —при тяжелых нагрузках. Во всех трех типах капителей размер между пересечениями направлений скосов с нижней поверхностью плиты принят исходя из распределения опорного давления в бетоне под углом 45°. Этот размер принимают с= (0,2...0,3)l. Размеры и очертания капителей должны быть подобраны так, чтобы исключить продавливание безбалочной плиты по периметру капители. Для этого на любом расстоянии х и соответственно у от оси колонны (рис. XI .37) должно быть соблюдено условие прочности при квадратных капителях х=у.
Толщину монолитной безбалочной плиты находят из условия достаточной ее жесткости h= (1/32—1/35) l2(гдеl2—размер большого пролета при прямоугольной сетке колонн); для безбалочной плиты из бетона на пористых заполнителяхh=(1/27-..1/30)l2.
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. XI.38, о). В пролете пластический шарнир образуется по оси загруженных панелей, и трещины раскрываются внизу. У опор пластические шарниры отстоят от осей колонн на расстоянии с1, 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 (рис. XI.38, б, в), В средних панелях над опорными пластическими шарнирами трещины раскрываются только вверху, а по линиям колонн прорезают всю толщину плиты.
Рис. Х1.38. К расчету безбалочного перекрытия по методу предельного равновесия
В крайних панелях схема образования пластических шарниров изменяется в зависимости от конструкции опор (свободное опирание на стену, наличие полукапителей на колоннах и окаймляющих балок и т. п.).
При загружении полосовой нагрузки для случая излома отдельной полосы с образованием двух звеньев, соединенных тремя линейными шарнирами, среднюю панель рассчитывают из условия, что суммы опорного и пролетного моментов, воспринимаемых сечением плиты в пластических шарнирах Msup=RsAs.supzsup и
Ml= — RsAs.lzl, равны балочному моменту плиты ширинойl2и пролетомl1— 2с1, т. е.
здесь q суммарная нагрузка на 1 м2плиты; с1, с2— расстояние от опорных пластических шарниров до оси ближайших к ним рядов колонн в направленияхl1иl2As.sup— площадь сечения арматуры в опорном пластическом шарнире в пределах одной панели; Ast— площадь сечения арматуры в пролетном пластическом шарнире в пределах одной панели; zsup, иz1 — плечо внутренней пары в опорном и пролетном пластических шарнирах.