А – опалубна схема; б – розрахункова схема; в – армування другорядної балки зварними каркасами і плоскими сітками

 

З урахуванням впливу різних варіантів завантаження тимчасовим на-вантаженням прольотів другорядної балки необхідно враховувати побудо-ву огинаючої епюри моментів, що залежить від співвідношення тимчасо-вого і постійного навантажень (v / g). Для різних співвідношень слід знахо-дити значення надопорного моменту в другому і наступному прольотах, що викликають у ряді випадків розтягання верхньої зони другорядних ба-лок. Значення таких моментів наведені на рис. 5.5.

 

Огинаючу епюру моментів будують залежно від двох розрахункових схем завантаження: 1) повне навантаження q = v +g знаходиться в непар-них прольотах (1, 3, 5) і умовно постійна q′ = g + v/4 знаходиться в парних прольотах (2, 4); 2) повне навантаження q = v +g знаходиться в парних прольотах (2, 4), а q′ = g + v/4 знаходиться в непарних прольотах (1, 3, 5).

 

 

Додатком до постійного навантаження тимчасовим v′ = v/4 враховується опір головних балок до повороту другорядних балок.

 

Значення поперечних сил обчислюють за наступними формулами: на крайній вільній опорі

QA = 0,4 (g + v)l01;	(5.7)
на першій проміжній опорі ліворуч
QB,l = 0,6 (g + v)l01;	(5.8)
на першій проміжній опорі праворуч і наступних опорах
QB,r = 0,5 (g + v)l02.	(5.9)

Різниця у значеннях поперечних сил пояснюється впливом опорних моментів.

 

Необхідну площу робочої поздовжньої і поперечної арматур одер-жують відповідно до розрахунків за першою групою граничних станів, ви-користовуваних при розрахунках елементів, що згинаються.

 

Площа перерізу поздовжньої робочої арматури в нижній зоні балок об-числюють за максимальними прольотними моментами у першому і другому прольотах, а площу перерізу арматури у верхній зоні (над опорами) визнача-ють за максимальними опорними моментами. За розрахунковий переріз дру-горядної балки в прольоті приймають тавровий переріз з шириною полиці b ^' _f

 

не більше l_ос, а над опорами – прямокутний, оскільки в цьому випадку верхня плита попадає в розтягнуту зону й у роботі перерізу не бере участі. Ці перері-зи розраховують як такі, що згинаються з подвійною арматурою.

Розрахунок і конструювання поперечної арматури в похилих перері-зах в зоні опор (на відстані 1/4 l_oc виконують на дію поперечних сил, обчи-слених за формулами (5.7)-(5.9) як для елементів, що згинаються. У серед-ній частині прольоту поперечна арматура встановлюється за конструктив-ними вимогами (s = 3/4 h), кратно 50 мм, але не більше 500 мм).

 

Армування другорядних балок може виконуватися звареними карка-сами і сітками або в’язаними каркасами і сітками з окремих стержнів. Поз-довжні робочі стержні каркасів і сіток слід розміщувати відповідно до епюр моментів, що огинають балку, заводячи за точки теоретичного обри-ву стержнів на 20 d, де d – діаметр арматури; поперечні стержні встанов-люють відповідно до епюр поперечних сил.

 

Якщо кількість каркасів чи окремих стержнів у прольоті складає три, чотири і більше, то мінімум два каркаси або два стержні треба доводити до граневої опори головних балок і опорних торців другорядних балок над стінами, тому що кінцеві ділянки балок повинні сприймати випадкові си-лові впливи, а також усадку, зміни температури, удари тощо. Каркаси, що доводяться до опор у зоні головних балок, зв'язують за допомогою стико-вих стержнів, що пропускаються через головні балки. Проектне положення каркасів і сіток в опалубці забезпечується за допомогою спеціальних фік-саторів, що перешкоджають зсуву арматури при заливанні бетоном.

 

 

 

 

Рис.5.5 – Величини коефіцієнтів β для визначення моментів у середніх прольотах балок та на опорах залежно

 

від співвідношення навантажень v/g. Епюри розрахункових ординат додатних і від’ємних моментів М = β(g + v)l₀²₀

У верхній зоні (переріз над опорами) другорядні балки можуть арму-ватися рулонними чи плоскими сітками, а також надопорними П-подібними каркасами. Розподільча арматура сіток може одночасно бути робочою надопорною арматурою плити.

 

Розрахунок і армування головних балок. Зовнішні навантаженняна головні балки передаються вже не у вигляді рівномірно розподіленого навантаження, як це було в монолітній плиті і другорядній балці, а у ви-гляді зосереджених сил, прикладених у місцях спирання другорядних ба-лок. Як розрахунковий проліт для головних балок приймають відстань між осями опор.

 

Зовнішні навантаження, прикладені по осях колон, не впливають на значення згинальних моментів і поперечних сил у головних балках, тому їх у розрахунку не враховують. Власна вага головних балок приводиться до зосереджених сил, прикладених у місцях спирання другорядних балок. Розрахункова схема чотирьох-прольотної головної балки наведена на рис.6.6, а. Тут же показана епюра моментів для постійного навантаження.

 

Висоту перерізу головних балок приймають в межах (1/8÷1/15) l, а ширину перерізу b = (0,3÷0,5) h.

 

Особливістю побудови епюр внутрішніх зусиль M і Q для головних балок є те, що необхідно будувати для цих балок епюри моментів, які оги-нають, і поперечних сил, тобто необхідно розглядати різні варіанти наван-таження прольотів головної балки тимчасовим навантаженням v. Це наван-таження може діяти в першому і третьому, у другому і четвертому, у двох суміжних прольотах і т.д.

 

 

Рис. 5.6 – Розрахункова схема і варіант армування головної балки: F-1 і F-3 – наскрізні прольотні каркаси, F-2 – скорочені прольотні каркаси;

F-4 – опорні каркаси, що зміщуються один відносно другого відповідно до згинаючої епюри опорних моментів, N-1 – сітки в зонах перетину головних балок із другоряд-ними; 1,3 – поздовжні робочі стержні каркасів F-2, F-3, що обриваються в про-льоті; 2 – поздовжні робочі стержні каркасів F-1 і F-3, що доводяться до опор, 4 – поздовжні робочі стержні каркасів F-4; 5, 6 – епюри опорних і прольотних роз-поділених (теоретичних) моментів; 7, 8 – те ж дійсних моментів, що витриму-

 

Ються перерізами балки

 

Для можливості побудови таких епюр існують спеціальні таблиці, які дозволяють за допомогою готових коефіцієнтів визначати в характер-них точках величина згинальних моментів і поперечних сил для різних ва-ріантів завантаження. Як приклад таких таблиць наведена табл. 5.1.

 

 

Таблиця 5.1 – Згинальні моменти і поперечні сили нерозрізних трипрольот-них балок з рівними прольотами

При рівномірно розподіленому навантаженні M = (αg +βv)l²; Q = (γg + δv)l. При зосередженому навантаженні M = (αG + βV)l; Q = γG + δV.

	Прольотні мо-	Опорні		Поперечні сили
Схема	менти	моменти
				QA	Q ^Л	QВ^ПР	Q ^Л	Q ПР	Q ^Л
навантаження	M1	M2	МB	МС
						В		С	С	D
	0,08	0,025	– 0,1	– 0,1	0,4	– 0,6	0,5	– 0,5	0,6	– 0,4
	0,101	– 0,05	–0,05	–0,05	0,45	–0,55			0,55	–0,45
	–0,025	0,075	–0,05	–0,05	–0,05	–0,05	0,5	– 0,5	0,05	0,05
	по розра-	по роз-	–0,117	–0,033	0,383	–0,617	0,583	–0,417	0,033	0,033
	хунку	рахунку
	по розра-	по роз-	–0,067	–0,017	0,433	–0,667	0,083	+0,083	–0,017	–0,017
	хунку	рахунку
	0,244	0,067	–0,267	–0,267	0,733	–1,267		– 1	1,267	–0,733
	0,289	–0,133	–0,133	–0,133	0,866	–1,133			1,133	–0,866
	–0,044	0,2	–0,133	–0,133	–0,133	–0,133		–1	0,133	0,133
	по розра-	по роз-	–0,311	–0,089	0,689	–1,311	1,222	–0,778	0,089	0,089
	хунку	рахунку
	по розра-	по роз-	–0,178	–0,044	0,822	–1,178	0,222	0,222	0,044	–0,044
	хунку	рахунку

Після побудови огинаючої епюри моментів роблять у необхідних випадках перерозподіл зусиль (зменшують опорні моменти на 20-30% і збільшують прольотні на 0,5 від величини знятого з опор моментів).

 

Підбір площі перерізу робочої арматури в прольотах і на опорах го-ловної балки виконують аналогічно розрахунку другорядних балок (у про-льоті тавровий переріз з відповідними параметрами, на опорі прямокутний переріз). Для підбору арматури на середній опорі приймається розрахунко-вий момент не по осі опори, а по грані колони, тобто

M ^опрозр = M B − QB	^hcol	,	(5.10)

де h_col – висота перерізу колони.

Похилі перерізи розраховують відповідно до вимог, визначених до розрахунку елементів, що згинаються. Поперечну силу в цьому випадку приймають з коефіцієнтом 1,3, з огляду на можливість зростання попереч-ної сили при перерозподілі згинальних моментів за довжиною балки.

 

На ділянках перетину головних і другорядних балок у верхній зоні перетинаються робоча арматура головної і другорядної балок, а також ро-боча арматура плити, тому при розрахунку опорних перерізів головних ба-лок відстань від центру ваги розтягнутої робочої арматури до крайнього розтягнутого волокна приймають рівною a = 7-9 см.

 

Армування головної балки виконується плоскими зварними каркаса-ми або окремими стержнями. Каркаси можуть виконуватися прольотними й опорними. У ряді випадків опорну арматуру встановлюють у вигляді окремих стержнів, приварених до плоских прольотних каркасів. Для еко-номії металу в крайніх і середніх прольотах відбувається обрив других ни-жніх стержнів каркасів відповідно до вимог побудови епюри матеріалів (епюри арматури). Такі ж обриви можуть спостерігатися для верхньої опо-рної арматури. Якщо армування виконано окремими стержнями, то про-льотну нижню арматуру переводять у верхню, виконуючи відгини під ку-том 45°-60°. У зонах опор стиснуті стержні плоских зварних каркасів охо-плюють коритоподібною сіткою або окремими сполучними стержнями.

 

Загальна технологія влаштування монолітного ребристого перекрит-тя полягає в тому, що спочатку в опалубку встановлюють зварені чи в’язані каркаси головних і другорядних балок, нижні їхні стержні зв'язу-ють стиковими стержнями, далі в головних балках розміщують додаткові сітки, потім укладають зварені або в’язані сітки плит, надопорні сітки дру-горядних балок, після чого проводиться укладання бетонної суміші.

 

Монолітні ребристі перекриття з плитами, опертими по контуру,

 

є різновидом ребристих плоских перекриттів. Вони складаються з балок, розташованих по осях колон у двох напрямках при співвідношенні сторін у плитах l₂ / l₁ ≤ 2. Монолітні ребристі перекриття з плитами, опертими по ко-нтуру, бувають двох типів: гладкі й кесонні (рис. 5.7 а, б). Перші застосо-вують при прольотах 4-6 м, другі – при великих прольотах 6-9 м. Застосу-вання перекриттів цього типу виправдовується в основному вимогами ар-хітектурної виразності, оскільки вони менш економічні, ніж перекриття з балковими плитами.

Товщина плит гладких перекриттів звичайно складає 10÷14 см, а ке-сонних – 5÷10 см.

 

l1

 

а б

 

Рис. 5.7 – Конструктивні схеми монолітних ребристих перекриттів

 

з плитами, опертими по контуру:

а – ребристі з гладкими плитами; б – кесонні

 

Плити, оперті по контуру, що знаходяться між основними несучими балками, розраховують найчастіше кінематичним способом за методом граничної рівноваги. Сутність цього методу полягає в тому, що граничний стан у плиті настає внаслідок утворення системи лінійних пластичних ша-рнірів у формі конверта (рис. 5.8), при якій плита перетворюється в сукуп-ність твердих дисків, здатних переміщуватися без наступного збільшення зовнішнього навантаження, тобто відбувається кінематичне обертання од-ного диска щодо іншого.

I - I

 

а б

 

Рис. 5.8 – Розрахункова схема плити, опертої по контуру, за методом граничної рівноваги: