§ XI.1. Классификация плоских перекрытий

По конструк­тивной схеме железобетонные перекрытия могут быть разделены на две основные группы: балочные и безба­лочные. Балочными называют перекрытия, в которых балки, расположенные в одном направлении или в двух направлениях, работают совместно с опирающимися на них плитами перекрытий. В безбалочных перекрытиях плита опирается непосредственно на колонны с уширениями, называемыми капителями. Конструктивные схемы перекрытий при сборном и монолитном выполнении различны, поэтому клас­сификация перекрытий ведется по конструктивным приз­накам: балочные сборные; ребристые монолитные с ба­лочными плитами; ребристые монолитные с плитами, опертыми по контуру; балочные сборно-монолитные; безбалочные сборные; безбалочные монолитные; безбалоч­ные сборно-монолитные. Плиты в составе конструктив­ных элементов перекрытия в зависимости от отношения сторон опорного контура могут быть: а) при отношении сторон l₂/l₁>2 — балочными (рис. XI.1, а), работающими на изгиб в направлении меньшей стороны, при этом изгибающим моментом в направлении большей стороны ввиду его небольшой величины пренебрегают; б) при от­ношении сторонl₂/l₁≤2 — опертыми по контуру (рис. XI.1,6), работающими на изгиб в двух направлениях, с перекрестной рабочей арматурой.

Рис. XI.1. Схемы плит, работающих на изгиб

а — в одном коротком направ­лении; б — в двух направле­ниях

§ XI.2. Балочные сборные перекрытия

1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия

В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками (рис. XI.2,а). Ригели опираются на колонны и стены; направ­ление ригелей может быть продольное (вдоль здания) или поперечное (рис. XI.2,б). Ригели вместе с колонна­ми образуют рамы.

В поперечном направлении перекрытие может иметь два-три пролета (для гражданских зданий) и пять-шесть пролетов для промышленных зданий. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей конструктивной схемой перекры­тия, нагрузкой от технологического оборудования и мо­гут составлять 6; 9 и 12 м при продольном шаге колонн 6 м. Размеры пролета ригелей гражданских зданий зави­сят от сетки опор, которая может быть в пределах 3,0— 6,6 м с градацией через 0,6 м.

2. Проектирование плит перекрытий

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

По форме поперечного сечения плиты бывают с оваль­ными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые с ребрами вверх (с устройством чистого пола по реб­рам), ребристые с ребрами вниз, сплошные (рис. XI.4, а-е).

Рис. Х1.4. Формы поперечного сечения плит перекрытий

Расчет панелей.Расчетный пролет плит /о принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис. XI.5, а— в); при опирании по верху ригелейl₀=l—b/2 (гдеb— ширина ригеля); при опирании на полки ригелей (l₀=l-a-b(a — размер полки). При опирании одним кон­цом на ригель, другим на стенку расчетный пролет равен расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры в ригеле.

Высота сечения плиты h должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости (предельных прогибов). При пролетах 5—7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать равной:

h=l₀/20—для ребристых; h=l₀/30—для пустотных.

При расчете прочности по изгибающему моменту ши­рина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты, а расчетная ширина сжатой полки принимается равной полной ширине панели.

В ребристой панели ребрами вниз при толщине полки h'_f/h <0,1, но при наличии поперечных ребер, вводимая в расчет ширина полки принимается равной полной шири­не панели.

Таким образом, расчет прочности плит сводится к рас­чету таврового сечения с полкой в сжатой зоне. В боль­шинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки, поэтому, определив

находят по таблице η и ξ, проверяют условия x=ξh₀≤h’_f затем находят площадь растянутой арматуры

Для случаев, когда x=ξh>h’_f и нейтральная ось пе­ресекает ребро, расчет ведут с учетом сжатия в ребре.

В многопустотных плитах высотой 300 мм и менее до­пускается поперечную арматуру не устанавливать.

Конструирование плит.Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

Поперечные стержни объединяют с продольной ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. Плоские сварные каркасы в круглопустотных плитах мо­гут размещаться только на приопорных участках, через одно-два ребра.

В продоль­ных боковых гранях плит предусматривают впадины, предназначенные для образования (после замоноличивания швов) прерывистых шпонок, обеспечивающих сов­местную работу плит на сдвиг в вертикальном и горизон­тальном направлениях. При таком соединении сборных элементов перекрытия представляют собой жесткие го­ризонтальные диафрагмы.

Если временные нагрузки на перекрытиях больше (υ≥10 Н/м²), то ребристые плиты при замоноличивании швов целесообразно превращать в неразрезные, швы между ребристыми плитами на опорах арми­руют сварными седловидными каркасами.

Рис. XI.9. Армирование ребристой плиты перекрытия