Сборно-монолитные балочные перекрытия

● Сборно-монолитные конструкции представляют собой рациональное сочетание в общей конструкции заранее изготовленных сборных элементов и дополнительно уложенных на месте строительства монолитного бетона (бетона омоноличивания) и арматуры. После приобретения монолитным бетоном прочности такая конструкция работает как единое целое.

Сборно-монолитные железобетонные конструкции по основным конструктивным признакам разделяют на три класса (рис. 9.9):

Рис. 9.9. Виды сборно-монолитных перекрытий:

1 — сборные элементы; 2 — монолитный бетон

класс А — сборные элементы воспринимают всю монтажную нагрузку и нагрузку от собственного веса монолитного бетона, служат несущей опалубкой и не нуждаются в установлении временных опор в процессе монтажа и производства работ; монолитный бетон располагается в основном выше нейтральной оси (рис. 9.9, а);

класс Б — сборные элементы воспринимают лишь часть монтажной нагрузки и нагрузки от собственной массы монолитного бетона, служат опалубкой, но нуждаются в установлении временных опор в процессе монтажа и производства работ; нейтральная ось располагается в пределах высоты монолитной части сечения (рис. 9.9, б, в);

класс В — сборные элементы в процессе монтажа и укладки монолитного бетона нагрузки не воспринимают, а служат лишь рабочей арматурой; монолитный бетон располагается по всей высоте поперечного сечения (рис. 9.9, г).

В качестве сборных элементов можно применять как специально запроектированные конструкции, так и типовые обычные или предварительно напряженные элементы (балки, плиты, ригели и т.п.). Размеры сборных элементов назначают из условия обеспечения их прочности при изготовлении, транспортировании и монтаже, а также прочности швов сопряжения с бетоном омоноличивания при их совместной работе. Для элементов, воспринимающих нагрузки, действующие при возведении конструкции, рекомендуется применять прямоугольные, тавровые, двутавровые, коробчатые, лотковые и другие типы сечений.

Надежную связь бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов рекомендуется осуществлять с помощью арматуры, выпускаемой из сборных элементов, путем устройства шпонок или шероховатостей поверхности, продольных выступов и т. п. Конструктивное сочетание сборных элементов и монолитного бетона во многих случаях является экономически выгодным, так как сборно-монолитные конструкции, объединяя достоинства тех и других, лишены некоторых их недостатков. Для возведения сборно-монолитных конструкций, в отличие от монолитных, не требуется специальной опалубки, подмостей и лесов, поэтому монолитный бетон сборно-монолитных конструкций дешевле бетона монолитных конструкций, возводимых в несущей опалубке, а также пропаренного бетона сборных элементов. В сборных элементах сборно-монолитных конструкций весьма эффективно применение предварительно напряженной высокопрочной арматуры. Установкой дополнительной арматуры в опорных участках монолитного бетона легко обеспечивается неразрезность соединений элементов.

Сборно-монолитные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета: по несущей способности с целью обеспечения прочности нормальных и наклонных к продольной оси конструкции сечений, а также по контакту сборных элементов с монолитным бетоном (первая группа предельных состояний); по перемещениям, образованию, раскрытию и закрытию трещин (вторая группа предельных состояний).

Расчет сборно-монолитных конструкций по предельным состояниям должен производиться для следующих двух стадий работы конструкции [26]:

● до приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности на воздействие нагрузки от массы этого бетона и от других нагрузок, действующих на данном этапе возведения конструкции;

● после приобретения бетоном омоноличивания заданной прочности, т. е. при совместной работе со сборными элементами — на нагрузки, действующие на данном этапе возведения и при эксплуатации конструкций.

Расчет прочности сборно-монолитных конструкций по нормальному и наклонному сечениям производится по [1], однако необходимо соблюдать ряд дополнительных требований, изложенных в [26].

Так, при наличии в сжатой зоне сечения бетонов разные классов в расчет вводится сечение, приведенное к бетону одного класса по соотношению прочностей R_bi, с сохранением фактических значений высоты сечений всех слоев бетона, но с изменением ширины.

Расчет прочности сборно-монолитных конструкций по контакту на сдвиг производится из условия

где Q_sh — расчетное усилие сдвига; b_sh — ширина поверхности сдвига, по которой производится проверка прочности контакта; l_sh—расчетная длина участка сдвига; τ_sh — среднее (по длине участка сдвига) суммарное сопротивление сдвигу, которое в общем случае слагается из сопротивления за счет сцепления и механического зацепления, работы бетонных шпонок на срез, за счет трения, а также за счет работы поперечной арматуры.

Согласно руководству по проектированию сборно-монолитных железобетонных конструкций расчет по (9.26) не требуется, однако сформулированы конструктивные требования, при соблюдении которых будет обеспечена прочность по контакту сборно-монолитных конструкций при действии статических и многократно повторных нагрузок.