ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ. ВЫБОР ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ И РАСЧЕТНЫХ ПРОЛЕТОВ

Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролетов, шага ригелей, типа и размеров плит перекрытий, Ригели могут располагаться как вдоль, так и поперек здания. При расположении ригелей вдоль здания его жесткость меньше, чем при поперечном расположении и хуже освещение потолка. Поэтому продольное расположение ригелей должно быть строго обосновано. В поперечном направлении перекрытие может иметь от двух до шести пролетов, а иногда и более. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей компоновкой, нагрузкой от оборудования и могут составлять 6, 9, 12 м. Размеры пролета ригелей гражданских зданий зависят от сетки колонн, которая может быть в пределах 3…9 м. Из общего расхода бетона и стали на перекрытие около 65% приходится на плиты. Поэтому к проектированию плит надо подходить особенно тщательно. Основной принцип проектирования плит состоит в том, чтобы максимальное количество бетона удалить из растянутой зоны, сохранив отдельные вертикальные ребра, обеспечивающие прочность по наклонному сечению и служащие для размещения арматурных каркасов. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения (рис. 30.1). Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. Нижняя полка, образующая замкнутую пустоту, создается при необходимости устройства гладкого потолка. Поперечное сечение плит перекрытий может быть пустотным, ребристым и сплошным.

Пустотные плиты изготавливают с пустотами различной формы: овальной, круглой и вертикальными (рис. 30.2). В ребристых панелях ребра чаще всего направлены вниз, однако, при устройстве чистого пола по ребрам, последние обращены вверх (рис. 30.3). В плитах с пустотами минимальная толщина полок 25…30 мм, ребер 30…35 мм, в ребристых плитах с ребрами вниз толщина полки 50…60 мм. Пустотные и сплошные плиты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели с ребрами вниз – для промышленных зданий с нормативными нагрузками выше 5 кН/м². Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами, однако при извлечении пустотообразователей стенки каналов иногда обрушаются. Поэтому к массовому применению рекомендованы плиты с круглыми пустотами. Для предварительно напряженных плит применяют бетон классом не ниже В20, а для плит без предварительного напряжения – бетон класса В15…В20. Расчетный пролет плит принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис. 30.4). Так при опирании по верху ригелей и на стены , где ширина ригеля или суммарная ширина площадок опирания плит на стены; при опирании плит на полки ригеля , где размер свеса полки. Высота сечения плиты подбирается так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости. Исходя из этого, предварительно высоту сечения панелей определяют по эмпирической формуле:

, (30.1)

где С – коэффициент, принимаемый для пустотных панелей в пределах от 18 до 22, для ребристых С=30…36, причем большие значения коэффициента С принимаются при армировании стержневой арматурой класса А-II, меньше – для А-III; длительно действующая нормативная нагрузка на 1 м²; кратковременная нормативная нагрузка на 1 м²; коэффициент длительности, принимаемый равным для пустотных плит и для ребристых .

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно назначать равной: для ребристых, для пустотных плит.

30.2. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СБОРНЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ

Расчетные усилия в сечениях плит определяются как для однопролетных свободно опертых балок с расчетным пролетом . Прочность нормальных сечений пустотных, ребристых плит с ребрами вниз рассчитывается как для сечений тавровой формы на действие момента , где погонная длительная и кратковременная расчетные нагрузки. Если нейтральная ось проходит в полке, то сечение рассчитывается как прямоугольное шириной равной ширине сжатой полки, если же нейтральная ось пересекает ребро, то расчет ведется с учетом сжатия части ребра. При этом ширина ребра расчетного сечения принимается равной суммарной ширине всех ребер плиты, а расчетная ширина сжатой полки принимается равной полной ширине плиты. Если же толщина сжатой полки так мала, что , то ширина полки, вводимая в расчет не должна превышать , где число продольных ребер в поперечном сечении плиты. Если же помимо продольных ребер в ребристой плите имеются поперечные ребра, то даже при ширина полки принимается равной ширине плиты. Расчетная ширина сечения ребристой плиты с ребрами вверх принимается равной суммарной ширине продольных ребер и расчет ее ведется как для прямоугольного сечения. В результате этого расчета определяется площадь сечения продольной арматуры. Поперечную арматуру плиты определяют из расчета прочности наклонного сечения на действие поперечной силы . В многопустотных плитах высотой до 300 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать если соблюдается условие

. (30.2)

Расчет по второй группе предельных состояний плиты производится в зависимости от предъявляемых требований по трещиностойкости. Сечения пустотных плит приводится к эквивалентному двутавровому профилю. Круглые и овальные отверстия заменяются соответственно квадратными или прямоугольными с той же площадью, моментом инерции при совпадении центров тяжести (рис. 30.5). Так, для круглого отверстия диаметром высота эквивалентного квадратного отверстия равна (рис. 30.5). Для овальных отверстий принимается эквивалентное прямоугольное отверстие с размерами и .

В пустотных и ребристых плитах с ребрами вниз полка проверяется на местный изгиб, как частично защемленная в ребрах. Ее пролет равен расстоянию в свету между продольными ребрами, а изгибающий момент в полке на участке шириной в 1 м вычисляется по формуле (рис. 30.6)

, (30.3) где длительная и кратковременная нагрузки на 1 м², причем как и раньше в состав длительной нагрузки входят постоянные и временные длительно действующие.

При наличии поперечных ребер в ребристых плитах полка рассчитывается как плита, опертая по контуру или как балочная плита в зависимости от отношения расстояний между поперечными ребрами и продольными . При этом дополнительно необходимо рассчитать по прочности поперечные ребра жесткости как балки таврового сечения, защемленные в продольных ребрах.