Расчет и конструирование безбалочных монолитных и сборных перекрытий
1. Расчет и конструирование безбалочных монолитных перекрытий Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия представляют собой плиту толщиной 150. . . 200 мм, опирающуюся на ряд промежуточных колонн, на крайние колонны или на несущие стены. Колонны могут быть с капителями и без капителей. Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями. В последнее время стали применять также консольные безбалочные плиты, у которых плита выступает за крайние колонны в виде консолей. Конструкция безбалочных перекрытий состоит из четырех основных элементов: 1) колонн 2) капителей 3) плиты 4) обвязочных балок.
1. 1 Компоновка конструктивной схемы Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему при прямоугольной сетке ограничивается отношением lдл/lк≤ 1, 5 и в отношении величин пролетов одного направления каркаса не более 4/3. Наиболее рациональна квадратная сетка колонн 6 х6 м. Сверху колонны расширяются, образуя так называемые капители, которые служат опорами для безбалочной плиты (рис. 1. 1)
Рис. 1. 1 Железобетонное монолитное безбалочное перекрытие: а — общий вид, б — схема опирания плиты на колонну, I — плита, 2 — капитель, 3 — колонна
1. 2 Расчет плиты Плита безбалочного перекрытия имеет одинаковую толщину на всем ее протяжении; толщина плиты назначается по расчетам, основанным на статикоэкономических соображениях или по допускаемым прогибам и принимается из условия ее необходимой жесткости в пределах hpl= (1/32. . . 1/35)L 2 (L 2 — длина большего пролета). В монолитной конструкции каждая рама образуется колоннами и полосой перекрытия, равной по ширине расстоянию между серединами двух пролетов, прилегающих к соответствующему ряду колонн. Безбалочную конструкцию рекомендуется рассчитывать на нагрузки, равномерно распределенные по всему перекрытию или его части.
Нагрузки, действующие на перекрытия, могут быть приближенно приведены к эквивалентным равномерно распределенным нагрузкам по изгибающим моментам, поперечным силам или деформациям в зависимости от предельных состояний, по которым производится расчет. При расчете отдельных частей конструкции (например, на продавливание и т. п. ) необходимо учитывать действительный характер нагрузки. Безбалочное перекрытие рассчитывается по методу предельного равновесия. Экспериментально установлено, что для безбалочной плиты опасными загружениями являются как полосовая нагрузка через пролет, так и сплошная по всей площади. При этих загружениях возможны две схемы расположения линейных пластических шарниров и излома плиты. При полосовой нагрузке в предельном равновесии образуется три линейных пластических шарнира, соединяющих звенья в местах излома. При сплошном загружении в средних панелях возникают взаимно перпендикулярные и параллельные рядам колонн линейные пластические шарниры с раскрытием трещин внизу.
Для расчета безбалочного перекрытия его делят на полосы шириной, равной половине пролета в каждом направлении. При этом расчете надколонные и пролетные полосы перекрытия рассматривают как неразрезные изгибаемые плиты. Надколонные полосы считают лежащими на неподатливых опорах, которыми служат колонны, а пролетные полосы считают лежащими на упругих податливых опорах, которыми являются надколонные полосы, направленные перпендикулярно рассчитываемым пролетным.
Монолитная балочная плита армируется рулонными или плоскими сварными сетками. Пролетные моменты воспринимаются сетками, уложенными внизу, а опорные моменты – сетками, уложенными вверху.
Плиту безбалочного перекрытия армируют в обоих направлениях; таким образом, стержни одного направления служат распределительными для другого, поэтому обычно применяют сварные сетки с рабочими стержнями в обоих направлениях. Иногда применяют сварные сетки с продольной рабочей арматурой; такие сетки надо укладывать в обоих направлениях, т. е. в два слоя.
Рис. 1. 2 Схема и армирование безбалочного монолитного перекрытия: а – капители колонн и их армирование; б – армирование плиты; в – разрез плиты с армированием; 1 – рабочая арматура; 2 – конструктивная арматура
1. 3 Расчет и конструирование капители Капитель - местное утолщение колонн, поддерживающих плиты перекрытия. Назначение капителей: - обеспечить необходимую жесткость, сопряжений перекрытий с колоннами в системе каркаса здания; -увеличить прочность плиты перекрытия на излом; -обеспечить плиту от продавливания в месте ее опирания на колонны; -увеличить жесткость перекрытия. Устройство капителей в верхней части колонн вызывается следующими конструктивными соображениями: 1)созданием достаточной жесткости сопряжения плиты с колонной; 2)обеспечением прочности балочной плиты на продавливание по периметру капители; 3)уменьшением расчетного пролета плиты и более равномерное распределение усилий по ее ширине.
Капители и надкапительные плиты армируют конструктивно. Капители армируют прямыми стержнями диаметром 8— 10 мм, которые располагают по их боковым граням и углам и связывают между собой горизонтальными хомутами диаметром 6 мм, образующими совместно с прямыми стержнями вязаные «корзинки» .
2. Расчет и конструирование безбалочных сборных перекрытий Сборные безбалочные перекрытия применяются при сетке колонн 6 x 6 м и полезных нагрузках на перекрытие более 10 к. Н/м 2. Это наиболее экономичный тип безбалочных перекрытий. Сборные безбалочные конструкции образуются из плит, капителей и колонн. Плиты подразделяются на межколонные (надколонные) и пролетные. Межколонные плиты опираются па капители и поддерживают пролетные плиты Межколонные и пролетные плиты следует предусматривать, как правило, единой толщины. Может допускаться разная толщина межколонных и пролетных плит с превышением большей толщины над меньшей на 2 - 4 см.
Рис. 2. 1. Сборные железобетонные панели перекрытий: а - сплошная однослойная, б — сплошная двухслойная, в— часторебристая с ребрами вверх, г — то же, из двух бибропрокатных скорлуп, д — шатровая с ребрами по контуру, 1, 2 — монтажные петли от воздушного шума обеспечивается массой самой плиты
2. 1 Компоновка конструктивной схемы Сборные безбалочные перекрытия применяются как в стеновых, так и в каркасных зданиях. Рис. 2. 2. Конструкция безбалочного сборного перекрытия с пустотными панелями а — конструктивный план и разрез; б — детали капители
Рис. 2. 3. Сборное безбалочное перекрытие со сплошными плитами и капителями на бетонных шпонках: а – раскладка плит и компоновка элементов каркаса; б – двухэтажная колонна; в – капитель; г - армирование капители; д - межколонная плита; з – стык колонны с капителью;
При устройстве бескапительного железобетонного перекрытия особое внимание необходимо уделить конструированию и расчету узла опирания плиты на колонну. В этом узле возникают большие поперечные силы и необходимо исключить разрушение узла по продавливанию по периметру колонны. В каркасах жилых зданий со свободным расположением колонн применяются безкапительные перекрытия с расстоянием между колоннами до 7, 2 м. Рис. 2. 4. Сборное перекрытие без капителей с применением пустотных плит: 1 – плита: 2 – колонна; 3 – стеновая панель; 4 – закладная деталь; 5 – арматурный выпуск из колонны; 6 – центрирующая прокладка; 7 – шпонка; 8 – центрирующий стержень
Рис. 2. 5. Схемы разрезки безбалочных перекрытий на сборные элементы: 1 - колонны; 2 - капители; 3 и 3 ¢ - межколонные (надколонные) плиты; 4 - пролетные плиты
Рис 2. 6. Многоэтажное производственное здание с железобетонными сборными безбалочными перекрытиями а - поперечный разрез, б —схематический план элементов перекрытия, 1 — колонны: 2 — капители: 3 — надколонные плиты; 4 — пролетные плиты
Рис. 2. 7 Элементы железобетонных сборных безбалочных перекрытий а >— капители; 6 — надколонная плита с круглыми пустотами (слева) и с ребрами по контуру (справа); в — надколонная плита с опальными пустотами (слева) и с вкладышами справа
2. 2 Расчет плиты Сплошные плоские железобетонные плиты (размером на комнату) применяют в крупнопанельных жилых зданиях. Размеры таких плит колеблются в пределах: длина от 3 до 7, 2 м, ширина от 1, 2 до 6, 6 м, толщина зависят от схемы опирания (по двум, трем или по четырем сторонам) и составляет от 100 до 200 мм, но чаще всего 160 мм Безбалочную конструкцию рекомендуется рассчитывать на нагрузки, равномерно распределенные по всему перекрытию или его части. Безбалочное сборное перекрытие работает подобно ребристому перекрытию с плитами, опертыми по контуру. Опорный и пролетные моменты надколонных панелей сборного безбалочного перекрытия определяют как для неразрезной балки с учетом перераспределения моментов по ф-ле: Мпр=Моп=ql 2/16 Пролетные панели рассчитывают как плиты, опертые по контуру на надколонные панели. Расчетный пролет надколонной панели принимают равным расстоянию в свету между краями капители, умноженному на 1, 05.
Рис 2. 8. Пролетные плиты железобетонных сборных безбалочных перекрытий а — плоская пустотная плита; б — плита с ребрами по контуру; в — плита с вкладышами из шлакобетонных, пенобетонных, керамзитобетонных иди керамических вустотелых камией
2. 3 Расчет опорной капительной плиты Сплошные плоские железобетонные плиты (размером на комнату) применяют в крупнопанельных жилых зданиях. Размеры таких плит колеблются в пределах: длина от 3 до 7, 2 м, ширина от 1, 2 до 6, 6 м, толщина зависят от схемы опирания (по двум, трем или по четырем сторонам) и составляет от 100 до 200 мм, но чаще всего 160 мм Безбалочную конструкцию рекомендуется рассчитывать на нагрузки, равномерно распределенные по всему перекрытию или его части. Капители рассчитывают в обоих направления на нагрузку от опорных давлений и моментов надколонных плит. Расчетную арматуру укладывают по верху капителей. По краям капитель армируют конструктивно. Колонны каркаса рассчитывают на действие продольной сжимающей силы N от нагрузки на вышележащих этажах и на действие изгибающего момента М от односторонней временной нагрузки на перекрытие.
Капители армируют прямыми стержнями диаметром 8— 10 мм, которые располагают по их боковым граням и углам и связывают между собой горизонтальными хомутами диаметром 6 мм, образующими совместно с прямыми стержнями вязаные «корзинки» .
Скачать презентацию Расчет и конструирование безбалочных монолитных и сборных перекрытий
Катя.pptx