Конструкции покрытий одноэтажных зданий

Плиты покрытий

Выполняются двух типов:

1. С опиранием на основные несущие конструкции (фермы, балки, арки)

2. Плиты на пролёт, которые совмещают в себе и несущие и ограждающие функции.

1. Плиты с опиранием на основные несущие конструкции представляют собой крупные ребристые панели размером 3x12 и 3x6м. Они рассчитаны под полезную нагрузку:

3x6 → 135-775 кг/м²

3x12 → 170-560 кг/м²

Плиты 1,5x12 и 1,5x6м используют как доборные элементы в местах повышенных снеговых отложений у фонарей, в перепадах профиля покрытия. Рассчитаны под нагрузку:

1,5x6 → 320-1150 кг/м²

1,5x12 → 610-1240 кг/м²

При установке плиты привариваются не менее чем в трех точках к стропильным конструкциям. Швы между ними заполняются бетоном класса В20 на мелком заполнителе. В зданиях с агрессивной средой швы изнутри накрываются герметикой. Плиты с отверстиями в полке применяются в местах пропуска вентиляционных шахт, при уста­новке зенитных фонарей и над участками с взры­воопасным производством для легкосбрасываемой кровли. Отверстия для пропуска вентиляционных шахт предусматриваются диаметром от 0,4 до 1,45 м; на участке их расположения полка плиты утолщается до 100 м.

В плитах с отверстиями для зенитных фонарей общая прочность компенсируется дополнительным армированием.

Разновидности плит длиной 6(рис.1) и 12 м (рис.2) приведены ниже:

Рис. 1

а, е – шириной 3м; ж-к – шириной 1,5м; а-ж – рядовые; б, в, и – с круглым отверстием;

д,е – для зенитных фонарей; к – для легкосбрасываемой кровли.

Рис. 2

а-в – плиты 3x12м типа I (шаг поперечных рёбер 1,5м); г-к – плиты 3x12 м типа II (шаг поперечных рёбер 1м); л-н – плиты 1,5x12м; а, г, л – рядовые плиты; б, в, д, е – плиты с круглыми отверстиями; ж, н – плиты для легкосбрасываемой кровли; и, к – плиты с проёмами для зенитных фонарей; рёбра условно показаны только для рядовых плит

Плиту рассчитывают как однопролётную балку пролётом , шарнирно лежащую на опорах, методом предельных состояний, расчётная схема приведена на рис.3.

Расчеты по первой группе предельных состояний (I ГПС) включают в себя расчеты по несущей способности - прочности, устойчивости и усталостному разрушению. Расчет производят на расчетные нагрузки и по расчётным характеристикам.

Расчёты по второй группе предельных состояний (II ГПС) – это расчёты по нормальной эксплуатации: расчеты по деформациям (прогибы и углы поворота), а также расчёты по трещиностойкости. Здесь используются нормативные характеристики и нагрузки.

В расчётах по I ГПС определяется площадь предварительно напряжённой арматуры , установленной в продольных рёбрах. Расчёт производят на действие изгибающего момента (расчёт по нормальному сечению). А также определяется площадь поперечных стержней и шаг поперечных стержней на действие поперечной силы.

В расчётах по II ГПС определяется наличие либо отсутствие трещин, ширина их раскрытия и прогиб с учётом наличия или отсутствия трещин.

Расчётная схема плиты

Рис. 3

2. Плиты на пролёт. В России используют четырёх типов:

1) Плиты 2Т. Плиты двухконсольные 2Т изготовляют размерами 3x12 и 3x6м с уклоном 3,3%. Имеют продольные ребра, расположенные на расстоянии 1,5м, и консольные свесы полок. Благодаря уменьшению изгибающих моментов в поперечном направлении ребер не делают, форма плиты упрощается. В плитах размером 3X12 м продольные предварительно напряженные ребра изготовляют заранее, а затем бетонируют полку. Связь ребер с полкой создается устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15. Плиты 3x6 м изготовляют как раздельно, так и целиком. На рис. 4 приведена эпюра моментов плиты 2Т. На рис. 5 приведено армирование плиты 2Т.

Плита покрытия 2Т

Рис. 4

а – эпюра изгибающих моментов по ширине плиты; б – армирование плиты.

Рабочая арматура устанавливается в продольных рёбрах.

Армирование плиты 2Т

Рис. 5

В качестве преднапряженной арматуры используют арматуру повышенной прочности А500, А600, А800, А1000, а также Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500. В каркасах ( ) используется арматура А240, В500.

Продольная арматура каркасов и сетка назначается конструктивно из арматуры В500 или А240, класс бетона В35, В40, В45.

2) Плиты КЖС – конструкция железобетонная сводчатая. Предназначены для одноэтажных зданий различно­го назначения. Плиты КЖС размером 3,0х12; 3x18; 3х24 м изготавливают из бетона марок В30 - В40 с высокопрочной стержневой и проволочной арматурой.

Плиты можно применять в зданиях с пролетами 12, 18 и 24 м и шагом колонн 6 и 12 м, в бескрановых зданиях и в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемно­стью до 30 т, подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т, с фонарями и без фонарей, в агрессивных средах, в районах с сейсмичностью до 8 баллов включительно.

Плиты КЖСимеют криволинейные продольные ребра с уширениями в нижней и верхней частях, гладкую полку толщиной 40 - 50 мм в середине пролета, 140 - 160 мм в торце у опор. Армирование плиты приведено на рис.7.

Рис. 7

3) «П» - образные плиты. Сечение имеет форму, схожую с формой сечения плиты КЖС.

Железобетонные плиты размером 3x18 и 3x24 м двускатного очертания для малоуклонных кровель с уклоном до 3,3%. Характеризуются малой материалоемкостью, высокой индустриальностью изготовления и монтажа.

Отличие плиты «П» - образной от плиты КЖС – это наличие у «П» - образной плиты поперечного ребра. Армирование плиты приведено на рис.8.

Рис. 8

Плиты «на пролёт» по сравнению с типовым покрытиям «плиты по фермам» более экономичны по расходу бетона (примерно на 0,05м³/м²), по расходу стали – от 3-5 кг/м², цемента – от 10-13 кг/м², по трудозатратам – на 0,9 чел·час/м².

4) Коробчатый настил. Используется при пролётах 6, 9, 12м. Применяется в промышленных зданиях, в которых большое количество инженерных коммуникаций (трубопроводов, кабелей и т.д.). Эти коммуникации располагаются внутри плиты, что обеспечивает технику безопасности и пожаробезопасность. Армирование плиты приведено на рис. 9.

Рис. 9