2_ЛЕКЦИИ ПО ЖБК ПГС Вторая часть / ЛЕКЦИИ ПО ЖБК ПГС Вторая часть / Лекция №9

Лекция № 9.

Плоские перекрытия

Высокие эксплуатационные качества железобетонных перекрытий: долговечность, огнестойкость, жесткость, а также возможность индустриального возведения — способствовали широкому распространению их в строительстве .

Перекрытия из железобетона стали основными для жилищно-гражданских и промышленных зданий.

Существуют различные типы железобетонных перекрытий, они по своей конструктивной схеме могут быть разделены на две основные группы: балочные и безбалочные перекрытия.

Балочные перекрытия содержат балки, идущие в одном или направлениях и опирающиеся на них плиты или панели.

Безбалочные перекрытия не содержат балок, а плиты перекрытий опираются непосредственно на колонны.

Балочные перекрытия

1. Балочные сборные панельные перекрытия.

2. Ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами.

3. Ребристые монолитные перекрытия с плитами, опертыми по контуру.

4. Балочные сборно-монолитные перекрытия.

Безбалочные перекрытия

1. Безбалочные сборные перекрытия.

2. Безбалочные монолитные перекрытия.

3. Безбалочные сборно-монолитные перекрытия.

Плиты в составе конструктивных элементов перекрытия в зависимости от отношения сторон опорного контура могут быть:

а) при отношении сторон l1/l2 > 2-балочными (рис. 9.1, а), работающими на изгиб в направлении меньшей стороны, при этом изгибающим моментом в направлении большей стороны ввиду его небольшой величины пренебрегают;

б) при отношении сторон l1/l2 < 2— опертыми по контуру (рис. 9.1,6), работающими на изгиб в двух направлениях, с перекрестной рабочей арматурой.

Рис. 9.1. Схемы плит, работающих на изгиб

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

Плиты, опертые по контуру

Плиты, опертые по контуру, армируют плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направлениях. Поскольку изгибающие моменты в пролете, приближаясь к опоре, уменьшаются, количество стержней в приопорных полосах уменьшают. С этой целью в пролете по низу плиты укладывают две сетки разных размеров, обычно с одинаковой площадью сечения арматуры.

Рис. 9.2. Конструктивные планы ребристых перекрытий с плитами, опертыми по контуру

1-3 – соответственно угловая, первая и средняя панели

Рис. 9.3. Схемы армирования и характер разрушения при испытании плит, опертых по контуру

Меньшую сетку не доводят до опоры на расстояние tb (рис. 9.4, а). В плитах, неразрезных и закрепленных на опоре, принимают lk = l/4, в плитах, свободно оперты tk = l/8, где l1 меньшая сторона опорного контура. Пролетную арматуру плит конструируют также и из унифицированных сеток с продольной рабочей арматурой. Сетки укладывают в пролете в два слоя во взаимно перпендикулярном направлении (рис. 9.4, б). Монтажные стержни сеток не стыкуются.

Рис. 9.4. Армирование плит, опертых по контуру

а — плоскими сварными сетками; б — узкими сварными сетками; 1 — пролетные сетки нижнего слоя; 2 — пролетные сетки, укладываемые

на сетки

Надопорная арматура неразрезных многопролетных плит, опертых по контуру, при плоских сетках в пролете конструируется аналогично надопорной арматуре балочных плит. Армирование может осуществляться также с применением типовых рулонных сеток с продольной рабочей арматурой, раскатываемых во взаимно перпендикулярном направлении.

В первом пролете многопролетных плит изгибающий момент больше, чем в средних, поэтому поверх основных сеток укладывают дополнительные рулонные сетки (рис. 9.4, б) или дополнительные плоские сетки (рис.9.4, в).

Плиты, опертые по контуру, рассчитывают кинематическим способом метода предельного равновесия. Плита в предельном равновесии рассматривается как система плоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям излома пластическими шарнирами, возникающими в пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опорах вдоль балок (рис. 9.5). Изгибающие моменты плиты М зависят от площади арматуры Аs, пересеченной пластическим шарниром, и определяются на 1 м ширины плиты по формуле М = Rs*As*zb.

Рис. 9.5. К расчету плит, опертых по контуру, по методу предельного равновесия

Сечение арматуры плит подбирают как для прямоугольных сечений. Рабочую арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в направлении большего пролета. В соответствии с таким расположением арматуры рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет отличаться на размер диаметра арматуры.

Нагрузка от плиты на балки передается по грузовым площадям в виде треугольников или трапеций (рис. 9.6,а).

Рис. 9.6. Расчетные схемы и армирование балок ребристых перекрытий с плитами, опертыми по контуру

Рис. 9.7. Расчетная схема балок перекрытий с плитами, работающими в двух направлениях:

а - схема грузовой площади, приходящейся на поперечные 1 и продольные 2 балки; б — интенсивность двусторонней нагрузки; в — интенсивность односторонней нагрузки

Порядок подбора сечения и принцип армирования балки такие же, как главной балки ребристого перекрытия с балочными плитами. На опорах балки армируют седловидными каркасами (рис. 9.6, в), что позволяет осуществить независимое армирование в пересечениях на колоннах.

БАЛОЧНЫЕ СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ

Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из сборных элементов и монолитных частей, бетонируемых непосредственно на площадке. Затвердевший бетон этих монолитных участков связывает конструкцию в единую совместно работающую систему.

Сборные элементы перекрытия служат остовом для монолитного бетона и в них размещена основная, чаще всего напрягаемая арматура. Дополнительную арматуру при монтаже можно укладывать на остов из сборных элементов. Сборные элементы изготовляют из бетона от­носительно высоких классов, бетон же монолитных участков может быть класса В 15.

Работа сборно-монолитной конструкции характеризуется тем, что деформации монолитного бетона следуют за деформациями бетона сборных элементов, и трещины в монолитном бетоне не могут развиваться до тех пор, пока они не появятся в предварительно напряженном бетоне сборных элементов.

Рис. 9.8. Ребристые сборно-монолитные перекрытия с остовом из железобетонных панелей

При пролетах до 9 м возможны перекрытия с предварительно напряженными элементами, которые имеют вид железобетонной доски и служат остовом растянутой зоны балки, снабженной арматурой. На эти элементы устанавливают корытной формы армированные элементы, а по ним, как по опалубной форме, укладывают монолитный бетон. В неразрезных перекрытиях описанного типа над опорами устанавливают дополнительную арматуру.

Конструкция сборно-монолитного перекрытия, в котором объем монолитного бетона составляет 30 % общего бетона в перекрытии (рис. 9.8), образована из сборных предварительно напряженных досок и панелей корытной формы.

Бетон замоноличивания укладывают в пазы, образованные между боковыми гранями смежных панелей. Неразрезность главной и второстепенных балок достигается укладкой на монтаже опорной арматуры. Для лучшей связи между сборным и монолитным бетоном из железобетонной доски — днища главной балки — выпущены хомуты.

Сборно-монолитные ребристые перекрытия рассчитывают с учетом перераспределения моментов, что дает возможность уменьшить количество опорной арматуры, укладываемой на монтаже. Возможность выравнивания моментов для неразрезных сборно-монолитных элементов проверена специальными опытами.

Под кессонными перекрытиями понимают перекрытия с плитами, работающими в двух направлениях, и размерами ячеек перекрещивающихся балок 1000 - 2000 мм.

Кессонные потолки применяют для перекрытия пролетов выставочных залов, вестибюлей, станций метро. Часто промежутки между ребрами заполняют стеклобетонными, легкобетонными, керамическими и другими камнями. Стоимость кессонных потолков более высокая по сравнению со стоимостью ребристых перекрытий с балочными плитами.

Помещения, над которыми устраивают кессонные потолки, рекомендуется принимать в плане квадратной или прямоугольной формы с отношением сторон меньше 1,5 м (рис. 9.9, а).

Вытянутые в плане помещения разделяют бортовыми балками, уложенными по колоннам, на отдельные участки (рис. 9.9, б). Балки, разделяющие перекрытия на кессоны, можно располагать параллельно его сторонам (рис. 9.9, а и б — прямоугольные кессоны) или под углом в 45° (рис. 9.9, в — диагональные - кессоны). В последнем случае план помещения не стеснен указанным соотношением сторон и может быть более вытянутым. По расходу железобетона прямоугольные и диагональные кессонные перекрытия равноценны.

Плиты кессонных перекрытий рассчитывают, как плиты, опертые по контуру. Толщину плит принимают не менее 3 см. Плиту пролетом до 1,25 м армируют конструктивно из расчета 4 ... 5 стержней из стали класса В-1 диаметром 3 ... 5 мм на 1 м плиты в каждом направлении.

Высоту перекрестных балок кессонных перекрытий принимают в обоих направлениях одинаковой, при этом стержни рабочей арматуры балок с большими изгибающими моментами располагают ниже стержней балок с меньшими моментами.

Безбалочные сборные перекрытия

Безбалочное сборное перекрытие представляет собой систему сборных панелей, опертых непосредственно на капители колонн (рис. 9.10). Основное конструктивное назначение капителей в том, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчетных пролетов панелей и создать опору для панелей. Сетка колонн обычно квадратная размером 6х6 м.

Преимущество безбалочных панельных перекрытий в сравнении с балочными — в лучшем использовании объема помещений из-за отсутствия выступающих ребер, облегчении устройства различных производственных проводок и коммуникаций. Благодаря меньшей конструктивной высоте безбалочного перекрытия уменьшается общая высота многоэтажного здания и сокращается расход стеновых материалов.