Ригели; 2 —колонны; 3—панели перекрытия; 4 - стена

Многопустотные панели, имеющие гладкие потолочные поверхности, применяют главным образом в гражданском строительстве. Наибольшее распространение получили панели с круглыми пустотами (рис. 9.2,6) шириной 1,4...2,4 м через 0,1 м, высотой сечения 20.,.24 см. Панели с овальными пустотами (рис. 9.2, в), несмотря на лучшие показатели по расходу материалов, менее технологичны в изготовлении и в последнее время применяются редко.

• Сплошные панели могут быть однослойные и двухслойные с верхним слоем из легкого бетона;

Все типы панелей с точки зрения статического расчета представляют собой однопролетную балку, загруженную равномерно распределенной нагрузкой, максимальные усилия в которой будут

М=q·l₀² /8; Q=ql/2

где q —полная нагрузка на 1 м плиты– расчетный пролет, равный расстоянию между линиями действия опорных реакций.

Высота сечения предварительно напряженных панелей (1/20-1/30)l₀.

После установления размеров сечения плиты, задавшись классом рабочей арматуры и бетона, выписывают их расчетные характеристики; затем производят расчет прочности плиты по нормальным и наклонным сечениям.

При расчете по нормальным сечениям для ребристой плиты вводят эквивалентное тавровое сечение, а для многопустотной – двутавровое. Расчетную ширину сечений принимают равной суммарной толщине всех ребер. В ребристых панелях производят также расчет прочности верхней полки на местный изгиб. В этом случае при отсутствии поперечных ребер из полки плиты мысленно выделяют полосу шириной 100 см, расчет которой производят как частично защемленной по концам балки пролетом 1=b_f^/-b на действие пролетного и опорного моментов M= q·l₀ /11 Далее выполняют расчет прогибов, трещиностойкости и проверку прочности плиты на монтажные нагрузки.

Класс бетона панелей В15...В25. Армируют панели сварными каркасами и сетками из горячекатаной арматуры периодического профиля и обыкновенной проволоки. Рабочая продольная арматура панелей без предварительного напряжения — класса A-III, предварительно напряженных — высокопрочная стержневая и канатная К-7. Сварные сетки плит укладывают в полках, каркасы – в ребрах. Монтажные петли из арматуры класса A-I закладывают по четырем углам и приваривают к основной арматуре. Швы между панелями заполняют бетоном. Длину опирания панелей на кирпичные стены определяют расчетом кладки на местное смятие и принимаютне менее 75 мм для панелей пролетов до 4 м и не менее 120-мм—для больших пролетов. В целях устранения местных напряжений при опирании вышележащихстен пустоты панелей в пределах опоры заделывают кирпичной кладкой, бетоном

Конструирование панелей. При конструировании сборных панелей необходимо:

–учитывать требования технологии изготовления и унификации сборных железобетонных конструкций. Для удобства распалубки пересечение поверхностей делать с плавными переходами в узлах, а ребра со скосами по уклону i=(0, 1 ...0,6) h;

–защитные слои бетона в плите принимать не менее 10мм, а в ребрах 15—20 мм в зависимости от высоты ребер;

–сварные каркасы и сетки проектировать с соблюдением конструктивных и технологических требований;

–расположение рабочей арматуры каркасов и сеток должно соответствовать принятым расчетным условиям;

–в местах стыкования плоских каркасов и сварных сеток следует предусматривать соединение части арматурных стержней сваркой или связыванием, объединяя их таким образом в пространственный каркас;

–монтажные петли располагать по четырем углам, проектируя их из круглой стали класса A-I (марки ВСтЗ) с прикреплением к основной рабочей арматуре плоских каркасов;

–в местах опорных площадок приваривать к продольной арматуре или специально анкеровать металлические закладные детали из уголков, пластин и т. д.;

–создавать надежную опору для панелей на железобетонных несущих элементах не менее 6 см, а на каменной кладке, легкобетонных блоках и панелях не менее 10 см;

–проверять расчетом прочность законструированной сборной железобетонной панели для стадии ее изготовления (снятия с формы при распалубке), транспортирования и монтажа.

Расчет и конструирование ригеля. Ригель балочного сборного перекрытия здания с полным каркасом представляет собой элемент рамной конструкции. В зданиях с неполным каркасом (свободное опирание концов ригеля па стены) при пролетах, отличающихся не более чем на 20 %, и небольшой временной нагрузке сопротивлением колонн повороту опорных сечений можно пренебречь и рассматривать ригель как неразрезную балку. Форма поперечного сечения ригеля – прямоугольная и тавровая с полками внизу или вверху. Ригели l<6м обычно выполняют без предварительного напряжения, при l>6 м – предварительно напряженными. Бетон ригелей классов В15...В30. Ригели армируют двумя-тремя плоскими сварными каркасами.

Предварительно размеры сечения ригеля принимают равными: высоту h = (1/10 - 1/15) l, ширину b= (0,3 - 0,4) h, где ; l – пролет ригеля, равный расстоянию в осях между колоннами.

Нагрузку на ригель от панелей перекрытий принимают равномерно распределенной при плоских панелях или сосредоточенной при ребристых панелях с ребрами, расположенными вниз. При числе сосредоточенных сил в пролете более четырех сосредоточенную нагрузку допускается заменять на эквивалентную равномерно распределенную.

Расчет железобетонных ригелей производят по методу предельного равновесия. Сущность этого расчета заключается в следующем. При определенном значении нагрузки в опасном сечении напряжения в арматуре из мягкой стали достигают предела текучести и возникает участок больших местных деформаций, называемый шарниром пластичности. Внутренний изгибающий момент в этом сечении постоянен и равен R_sA_sZ. В статически определимой конструкции, например в свободно опертой балке, с появлением шарнира пластичности происходит взаимный поворот частей балки, трещины раскрываются, прогиб нарастает, и балка разрушается. Иначе ведет себя статически неопределимая конструкция. Рассмотрим однопролетную балку с защемленными концами, загруженную равномерно распределенной нагрузкой q, с одинаковым продольным армированием на опорах и в пролете. Исходя из упругого расчета следует, что первые два шарнира пластичности одновременно возникнут на опорах балки. Нагрузка еще не является разрушающей, поскольку прочность пролетного сечения осталась недоиспользованной, и балка способна воспринять дополнительную нагрузку, работая как свободно опертая конструкция с постоянными моментами на опорах. Исчерпание несущей способности наступит лишь тогда, когда в середине пролета балки напряжения в арматуре достигнут предела текучести. Таким образом, расчет по методу предельного равновесия позволяет вскрыть значительный резерв несущей способности конструкции по сравнению с упругим методом расчета.

Соотношение между опорными и пролетными моментами может меняться в зависимости от принятого количества арматуры на опорах и в пролетах. В соответствии с этим, назначая количество арматуры, можно планировать места образования шарниров пластичности.

Арматуру в сечениях нормальных и наклонных к продольной оси рассчитывают по формулам изгибаемых элементов прямоугольного или таврового сечений. Армирование ригелей проектируют обычно двумя сварными каркасами. Обрыв стержней в пролете осуществляется по огибающей эпюре моментов. Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на расчетную длину и не менее чем на 20d арматуры.