книги / Строительные конструкции

Таким образом, характер перераспределения момен­ тов определяется армированием элемента и может быть задан при проектировании.

Во избежание чрезмерного раскрытия трещин в се­ чении, где возможно образование пластического шарни­ ра, перераспределенный момент М не должен отличаться от соответствующего упругого момента более чем на 30%. Степень армирования сечений с пластическими шарни­ рами ограничивается условием

£ = x/hff ^ 0,35.

Сборные балочные перекрытия

Сборные балочные перекрытия монтируют из заранее изготовленных сборных балок (ригелей) и панелей. Ри­ гели могут быть однопролетными или' многопролетными, их располагают либо поперек здания, либо вдоль (рис. Х.4). Размеры пролетов в гражданских зданиях кратны укрупненному модулю 400 мм, в промышленных зданиях сетка колонн составляет 6X6, 6X9 и 6X12 м.

Многопролетные ригели, как правило, выполняют неразрезными за счет соответствующего конструктивного решения стыков сборных элементов ригеля длиной в один пролет. Возможно и шарнирное опирание однопролетных ригелей на колонны. По форме поперечного сечения ри­ гели бывают прямоугольными, тавровыми или прямо­ угольными с уширениями для опирания панелей (рис. Х.5,а). Высота сечения сборных ригелей Л обычно сос­

ли применяют в гражданских зданиях, где временные на­ грузки на перекрытиях невелики и потолок должен быть гладким. Ребристые панели укладывают преимущест­ венно в промышленных зданиях. Плоские панели имеют значительный собственный вес и используются только при небольших пролетах.

Панели могут быть выполнены без предварительно­ го напряжения или предварительно-напряженными (обычно с натяжением напрягаемой арматуры на упоры). Высота панелей без предварительного напряжения со­ ставляет (Vi6—V20) /, предварительно-напряженных (V20—1/зо)У, где I — продет панели.

161

а)

Панели опираются на ригели и стены. В расчетной схеме они представляют собой однопролетные балки, свободно лежащие на опорах, загруженные равномерно распределенной нагрузкой, которая складывается из собственного веса, веса пола и из временной нагрузки (рис. Х.6, а ) . На 1м длины панели нагрузка q составляет:

Я = <7i ba,

где <7i — нагрузка на 1 м2; Ь„ — ширина панели.

Максимальный изгибающий момент в середине про­ лета М =0,125 ql2, максимальная поперечная сила (у опоры) <2=0,5 ql.

Требуемую площадь сечения продольной растянутой арматуры Fa определяют из условия прочности по нор­ мальному сечению по методике, изложенной в § VI.3. Расчетное сечение панелей прямоугольное шириной Ь'п,

поскольку высота сжатой зоны х (в III стадии напряжен­ ного состояния), как правило, меньше толщины верхней полки h'n (рис. X..6 ,б ,в).

Прочность панелей по наклонному сечению рассчи­

тывают по методике, изложенной в § VI.4. Если

Q < /?р bliQ)

182

Рис. Х.6. Расчетная схема и расчетные се* чення панелей пере* крытий

где Ь — суммарная ширина ребер, поперечную арматуру ставят кон­ структивно. Если Q>-k[Rpbho, выполняют расчет поперечных стерж­ ней каркасов, устанавливаемых в ребрах. В панелях с круглыми пустотами обычно Q<fti#p6fto, поэтому каркасы ставят только по концам панели на длине у4/.

Характер работы плиты (полки) между ребрами за ­ висит от соотношения размеров ее сторон. При отсутст­ вии поперечных ребер или при расстоянии между попе­ речными ребрами /2, превышающем расстояние между продольными 1\ в два раза и более, плита работает как балочная (рис. Х .7,а). С учетом перераспределения уси-

двух направлениях (плита, опертая по контуру). Мето­ дика расчета таких плит рассмотрена ниже. Когда по­ перечные ребра расположены часто, так что Z i/4 > 2 (рис. X .7 ,в), плита работает как балочная в направле­ нии /2. Поперечные ребра рассчитывают как однопролет­ ные балки, опертые на продольные ребра, на нагрузку, передаваемую на них плитой (полкой). Расчетное сече­ ние поперёчных ребер тавровое. Армируют их обычно одним плоским каркасом.

Схемы армирования пустотных и ребристых панелей показаны на рис. Х.8.

183

=0 ,5 ql.

Внеразрезном ригеле моменты и поперечные силы определяют с учетом перераспределения усилий, умень­ шая упругие опорные моменты до 30% с соответствую­ щим увеличением пролетных моментов по условию (X. 1). Снижение опорных моментов дает -возможность облег­ чить конструкцию стыка ригеля с колонной.

Упругий расчет неразрезного ригеля с учетом невы­

годного расположения временной нагрузки1 выполняют

1 Постоянная нагрузка g считается приложенной одновременно но всех пролетах; для определения максимального пролетного момен­ та надо расположить временную нагрузку р в данном пролете, а да­ лее — через один пролет; для определения максимального опорного момента временпой нагрузкой загружают два примыкающих к этой опоре пролета, а остальные — через один.

184

обычными методами строительной механики. Для равно­ пролетных ригелей удобно пользоваться специальными таблицами1. Так, для ригеля, загруженного равномерно распределенной нагрузкой,

М = (ag + Рр) /?,

где а и р — соответствующие табличные коэффициенты.2

2 Справочник проектировщика промышленных, жилых и общест­ венных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. — 2-е изд.,

перераб. и доп. Под ред. д-ра техн. наук, проф. А. А. Уманского. М., 1972.

185

Выполнив перераспреде­ ление моментов, определяют поперечные силы, рассматри­ вая каждый пролет как балку на двух опорах, загруженную своей нагрузкой и принятыми опорными моментами.

Отрицательные моменты в ригеле по мере удаления от оси опоры уменьшаются (рис. Х.10). Для подбора се­ чений ригеля принимают момент по грани колонны

Л1гр = Моа — QbK0Jl/2.

Поскольку выполненный расчет предусматривает возможность образования пластического шарнира на опоре, размерысечения ригеля уточняют исходя из того, чтобы в опорном сечении (на первой промежуточной опоре)

| = х/Л0 < 0,35.

186

По принятым изгибающим моментам определяют тре­ буемую площадь сечения продольной рабочей арматуры в пролетах и на рпорах из условия прочности по нор­ мальным сечениям. Поперечную арматуру (поперечные стержни каркасов) рассчитывают из условия прочности наклонных сечений на поперечную силу.

Стык многопролетного ригеля (на колонне) должен обеспечить его неразрезность. В стыке по рис. Х.11,а верхняя растянутая арматура ригеля приварена (при изготовлении) к стальным закладным деталям. Стыко­ вые стержни, которые устанавливают на монтаже, про­ пускают через отверстия в колонне и приваривают к за­ кладным деталям ригеля. Сжимающие усилия в стыке передаются с ригеля на консоль колонны через сварен­ ные между собой стальные закладные детали. После вы­ полнения сварки стык замоноличивают бетоном.

Стык по рис. Х.11,б решается следующим образом: выпущенную опорную арматуру ригеля с помощью вста­ вок соединяют ванной сваркой с соответствующими вы­ пусками стержней из колонны, а зазоры бетонируют. Вставки дают возможность уменьшить длину выпусков арматуры и тем самым предотвратить их деформирова­ ние при перевозке и монтаже сборных элементов, а так­ же позволяют компенсировать возможную несоосность выпусков арматуры ригеля и колонны. В ригеле по­ крытия стыковые стержни соединяют с выпусками ар­ матуры ригелей на ванной сварке и приваривают к за­

Стержни колонны Рис. Х.12. Схема армирования неразрезного ригеля

187

По этому усилию находят требуемую площадь сечения стыковых стержней

Fa = N/Ra ■

На усилие N, увеличенное на 30%, должны быть рас­ считаны прикрепляющие сварные швы. Это увеличение расчетного усилия гарантирует надежность работы свар­ ных швов при образовании пластического шарнира в опорном сечении ригеля.

Схема армирования неразрезного ригеля показана на рис. Х.12. В целях экономии стали часть продольных стержней целесообразно обрывать по длине ригеля в со­ ответствии с уменьшением изгибающих моментов. Обрыв стержней назначают по эпюре материалов — см. § VI.4.

Монолитные балочные перекрытия с балочными плитами

Монолитное перекрытие с балочными плитами1 состо­ ит из плиты, второстепенных и главных балок (рис.Х.13), которые бетонируют в общей опалубке; они конструк­ тивно взаимосвязаны в единую систему.

Плита передает нагрузку на второстепенные балки, второстепенные балки — на главные, а главные балки на колонны и стены. Минимальная толщина плиты для междуэтажных перекрытий принимается в гражданских зданиях 6 см, в производственных 7 см. Расстояние меж­ ду второстепенными балками обычно составляет 1,8— 2,5 м, между главными балками 5—7 м. Высота второ­ степенных балок составляет 1/ч —Vie их пролета, главных балок 7ю—V12; ширина балок равна V2— '/з их высоты.

и временной нагрузкой р. Полная нагрузка q = g -\-p . И з­ гибающие моменты (рис. Х.14, а, б) определяют с учетом

1 Соотношение размеров плиты между окаймляющими ее балка­ ми lillz^S, и, следовательно, она является балочной и работает на изгиб между второстепенными балками.

188

Рис. X.13. Конструктивная схема монолитного перекрытия с балоч­ ными плитами

/ —плита; 2 —второстепенные балки; 3 —главные балки; 4 —колонны

Рис. Х.14. Плита мо­ нолитногоребристого перекрытия с балочны­ ми плитами

а —расчетная схема; б— эпюра момен­ тов; в —схе­ ма армирова­ ния; 1 —рабо­ чая армату­ ра; 2 —рас­

предели­

тельная

перераспределения усилий: во всех средних пролетах и на средних опорах

М= <7/2/16;

вкрайних пролетах и над первой промежуточной опорой

М= <7/?/11.

Расчетное поперечное сечение плиты прямоугольное шириной b = 100 см.

189