Элементы плоских сборных железобетонных перекрытий многоэтажных зданий.

Плоские железобетонные перекрытия являются наи­более распространенными элементами различных зданий и сооружений. Несмотря на особенности в конструкции сооружения, все плоские перекрытия могут быть приве­дены к двум основным типам: балочным и безбалочным. Балочные перекрытия включают в себя балки, идущие в одном или двух направлениях, и опирающиеся на них плиты. В безбалочных балки отсутствуют, а плиты этих перекрытий опираются непосредственно на колонны, имеющие в своей верхней части уширения — капители. В зависимости от способа возведения перекрытия могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными. В настоящее время применяют преимущественно сборные и сборно-монолитные перекрытия, отличающиеся высо­кой индустриальностью.

Балочные сборные перекрытия

В состав балочного сборного перекрытия входят панели (плиты) и поддерживающие их балки, называе­мые ригелями. Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или на внутренние ко­лонны и наружные несущие стены (в зданиях с непол­ным каркасом) Проектирование перекрытия включает в себя компоновку конструктивной схемы, рас­чет панелей, ригелей, узлов сопряжения их с колоннами, конструирование и т. п.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия.

Компоновка состоит из выбора сетки колонн, направле­ния ригелей, типа и ширины панелей. Это делается на ос­новании соображений технологического характера (на­значения здания — производственное, жилое, обществен­ное), значений нагрузки, обеспечения пространственной жесткости и требований экономики. При выборе сетки колонн должны соблюдаться требования типизации и унификации.

Направление ригелей может быть продольным (вдоль здания) и поперечным . Устрой­ство ригелей поперек здания обеспечивает его повышен­ную пространственную жесткость. Такое расположение целесообразно в зданиях с большими оконными проема­ми в продольных несущих стенах, поскольку в этих слу­чаях на оконные перемычки не будет передаваться на­грузка от панелей перекрытия. Продольное расположе­ние ригелей в вытянутых в плане зданиях позволяет сократить число монтажных единиц, способствует улуч­шению освещенности помещений и т. п.

Для выбора конструктивной схемы перекрытия раз­рабатывают несколько вариантов таких схем и на осно­вании технико-экономического сравнения принимают наиболее экономичный. Наибольший расход бетона в пе­рекрытии (около 65 %) приходится на панели, поэтому разработка их рациональных решений имеет особо важ­ное значение. Это достигается прежде всего за счет уда­ления возможно большего количества бетона из растяну­той зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечи­вающих прочность и жесткость элемента, а также совершенствованием технологии изготовления конструк­ции и т. п.

По форме по­перечного сечения различают ребристые, многопустотные и сплошные панели.

Ребристые панели применяют преимущественно в промышленных зданиях. Ширина панелей 1,0...1,8 м че­рез 0,1 м, высота сечения панелей 25...35 см

Многопустотные панели, имеющие гладкие пото­лочные поверхности, применяют главным образом в граж­данском строительстве. Наибольшее распространение по­лучили панели с круглыми пустотами шири­ной 1,4...2,4 м через 0,1 м, высотой сечения 20...24 см. Панели с овальными пустотами, 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; последние обладают высокими теплоизоляционными свойствами, малой звукопроводностью и применяются в чердачных перекрытиях.

Ширину плит при заданном типе и пролете назначают с учетом возможностей подъемно-транспортного оборудо­вания таким образом, чтобы масса плиты не превышала 1,5; 3; 5 т.

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

. М = q₀l² / 8; Q =q₀l₀/ 2 )

где q = (g +v)b^l_f—полная нагрузка на 1 м плиты; g— постоянная нагрузка, кН/м²; v — временная нагрузка, кН/м²; b^l_f —ширина панели; l₀ — расчетный пролет, рав­ный расстоянию между линиями действия опорных ре­акций.

Высота сечения предварительно напряженных пане­лей (1/20...1/30)l ₀.

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 l =b^l_f -bна действие пролетного и опорного момен­тов М = ql²/11. 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 А-Ш, предварительно на­пряженных — высокопрочная стержневая и канатная К-7. Сварные сетки плит укладывают в полках, каркасы — в ребрах. Монтажные петли из арматуры класса А-1 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 принимают не менее 75 мм для панелей пролетов до 4 м и не менее 120 мм — для больших пролетов. В целях устранения местных напряжений при опирании вышележащих стен пустоты панелей в пределах опоры заделывают кирпич­ной кладкой, бетоном и т. п.

Сборные безбалочные перекрытия. Эти перекры­тия применяют при сетке колонн 6X6, 6X9, 9X9 м. Они состоят из капителей, надколонных и пролетных панелей. Капители опираются науширенияколонн, соединяются с ними шпонками и воспринимают на­грузку от надколонных панелей, идущих в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Панели соединяются с капителью сваркой закладных деталей и, таким обра­зом, превращаются в неразрезную систему. Пролетная панель опирается на полки надколонных панелей и рабо­тает как плита, опертая по контуру. Классы бетона па­нелей В25 и ВЗО, колонн и капителей В15...В50. Рабо­чая арматура из стали класса А-Ш.

К сборным безбалочным перекрытиям относят также бескапительные перекрытия, возводимые методом подъ­ема этажей. Работа по возведению таких перекрытий производится в следущем порядке. Вначале устраивают фундаменты, устанавливают железобетонные колонны на высоту яруса (ярус до 15 м), устраивают подготовку пола 1-го этажа, по выровненной поверхности подготов­ки бетонируют одну над другой пакет железобетонных плит перекрытия, нанося между ними разделяющие слои, препятствующие сцеплению слоев бетона. В мес­тах, где колонны пересекают перекрытия, устраивают отверстия, усиленные стальными закладными деталя­ми — воротниками, предназначенными для увеличения прочности и жесткости плит на излом и продавливание. Подъем перекрытия на проектные отметки производят с помощью системы гидродомкратов, установленных на колоннах, после, чего осуществляют их закрепление.