Конструкции покрытий. Железобетонные панели покрытий (ребристые, двойное т, кжс, и др. ), их конструктивные решения. Классификация ферм покрытий.

Ребристая плита.

При беспрогонной системе покрытий наибольшее распростронение получили ребристые крупногабаритные панели 3*12м, а также используются плиты 3*6м. Доборными являются плиты 1,5*12м и 1,5*6м. Эти плиты опираются непосредственно на ригели поперечных рам. Плиты прогонных покрытий имеют размеры 3*0,5м, 1,5*0,5м. Они опираются на ж/б прогоны, а те в свою очередь на ригеля. Беспрогонная система покрытий является основной в строительстве одноэтажных каркасных зданий.

Ребристые плиты состоят из продольных и поперечных ребер, а также полки. Типовые плиты 3*12м имеют продольные ребра сечением 100*450мм, полку толщиной 25-30мм, поперечные ребра 40*150мм. Высота плты в пределах 450мм.

Бетон для плит принимают В30-В40 – 12м; В15-В30 – 6м.

Поскольку нагрузка от собственного веса плиты составляет значительную долю от полной нагрузки их целесообразно изготавливать из бетона на легких заполнителях. Плиты длиной свыше 6м выполняют преднапряженными, до 6м с преднапряжением или без него. Основная рабочая арматура устанавливается в продольных ребрах, расчет продольного ребра производят, как свободно-опертой балки, расчетное сечение тавровое. Нагрузка действующая на ребро:

· Постоянная- масса плиты икровля

· Временная – нагрузка от снега

Расчет продольного ребра сводится к определению необходимого количества продольной рабочей арматуры (расчет по нормальному сечению)-Аsp.

Определение поперечной арматуры –расчет по наклонному сечению (К1).

Продольное ребро плиты также рассчитывается по2-му предельному состоянию: образование трещин, раскрытие трещин и расчетные прогибы.

Поперечное ребро рассчитывается,как балка таврового профиля с частичным защемлением

Расчетное сечение поперечного ребра тавровое. расчет производится по нормальному и наклонному сечению. Армирование поперечного ребра:

Полка плиты в зависимости от расстояния между поперечными ребрами расчитывается как неразрезная балочная плита или плита опертая по контуру. Расчетная схема при соотношении сторон полки больше 2 - многопролетная неразрезная балка; меньше 2 – плита опертая по контуру с пролетными и опорными моментами.

Полка плиты армируется сеткой С-1. сетка С-2 устанавливается в местах сопряжения продольного ребра с полкой на всю длину плиты. В преднапрягаемых видах наиболее опасным является опорное сечение, которое армируют дополнительрыми сетками и усиливают вутами.

 

 

 

Плита 2Т.

 

 

Применяются для покрытий одноэтажных и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Они имеют размеры 3*6м, 3*12м – при поперечном расположении ригелей, 3*18м, 3*24м – при продольном.

Плиты 2Т двухконсольные, имеют продольные ребра расположенные на расстоянии 1,5м, консольные свесы полок и торцовые ребра.

Продольные ребра длиной 6 и12 м имеют прямоугольную или трапецевидную форму. Высота сечения h=1/5-1/20 длины.

Плиты длиной 18-24м применяются для покрытий со скатной и малоуклонной кровлей, они имеют трапециевидные продольные ребра. Полка плиты опирается на ребра и имеет переменную толщину от 25 до 60 мм. Основная рабочая арматура расположена в продольных ребрах: А-3в, А-4, А-5, К-7, К-15, ненапрягаемая Вр-1, А-3.- которой армируют полку и ребра.

Плиту изготавливают 2-мя способами:

1. совместное бетонирование полки и ребер
2. раздельное бетонирование, предварительно напряженных ребер (более экономично).

Расчет каждого элемента плиты производят раздельно, продольное ребро рассчитывают как свободно опертую однопролетную балку таврового сечения. шириной равной расстоянию между продольными ребрами, т.е. bf(штрих)=1500мм. Для упрощения ведут расчет одного ребра. Расчетом нормального сечения определяют преднапряженную арматуру продольных ребер.

Из расчета прочности наклонного сечения определяют диаметр хомутов и увязывают каркас К-1. Ребро рассчитывают аналогично ребру ребристой плиты.

Полка плиты работает как двухконсольная балочная плита. При расчете рассматривается консольная балка, защемленная в продольном ребре шириной 1м и нагруженная равномернораспределенной снеговой нагрузкой V, нагрузкой от кровли равномерно распределенной q2, а также нагрузки от собственного веса полки (трапецевидной формы) q1. 2 2

Mmax=(q1*a)/6+(q2+V)*lR/2

Площадь:

As= Mmax/Rs*ho*ξ

Расчетное сечение полки – прямоугольное.

Q1

Q2

V

 

Расчет торцевых ребер плиты ТТ. lR

Расчетная схема этого ребра представляет собой двухконсольную балку, опорами которой являются продольные ребра плиты.

bгр

qmax

q1

 

q2

As

С-1

Lc LR Lc

 

90 250

 

br=340

q1- нагрузка от собственного веса торцевого ребра

q2- отвеса полки и временной нагрузки над торцовыми ребрами с площадки br.

Qmax- от полки и временной нагрузки с площадки bгр.

2 2

Mmax=qmax*lc/3+(q1+q2)*lc/2

Qmax= qmax*lc/2+(q1+q2)*lc

Для армирования торцевого ребра назначаем каркас К-2 с рабочей арматурой, расположенной в верхней зоне, поперечную арматуру каркаса К-2 определяют из расчета наклонного сечения и распологают ее с шагом согластно эпюры поперечных сил.

As= Mmax/Rs*ho*ξ

Плита КЖС.

Крупноразмерная ж/б сводчатая. Эта плита состоит из короткой цилиндрической оболочки переменной толщины и 2-х преднапряженных ребер (или диафрагм) криволинейного очертания с уширениями в нижней и верхней частях.

В покрытиях плиты опираются на балку, уложенную по колоннам. Плиты КЖС экономичны и достаточно просты в изготовлении. Их недостатком является трудоемкость устройства кровли по криволинейной поверхности.

размеры плиты в плане 3*12м, 3*18м, 3*24м.

Оболочки 30-50мм в середине.

δ=140-160мм у торцов.

Высота плиты (1/20…1/15)l в середине пролета.

Диафрагмы проектируют минимальной толщины 40-50 мм с вертикальными ребрами жесткости.

Сопряжение оболочки с диафрагмой выполняют с помощью вута. Плита КЖС изготавливается из бетона класса В25-50 в зависимости от пролетов и нагрузок.

При расчете рлиту рассматривают как цилиндрический свод, работающий совместно с диафрагмами.полагают что вдоль направляющей оболочки оси х действует только продольная сила N, поперек вдоль оси Y – Q т Mизг.

Mизг воспринимается растянутой арматурой диафрагм и сжатой арматурой оболочки.

Армирование плиты осуществляется на основе расчета:

• диафрагма плиты по нормальному сечению расчитывается на действие момента. Расчетная схема – свободно опертая балка с равномерно распределенной нагрузкой.

 

As= M/Rs*ho*ξ*γs6- определение рабочей арматуры диафрагмы.

Арматуру устанавливают в нижней зоне диафрагм и анкеруют с помощью закладной детали МД-1 на опоре.

• Расчет диафрагм на действие Q производят в сечении расположенном на расстоянии 1м от оси опоры при этом должно соблюдаться условие:

Qd/2*b*ho<=0,5Rbt

Где b- толщина диафрагмы в сечении.

На приопорных участках на расстоянтт 0,1l устанавливают каркас с рабочей поперечной арматурой.

• Проверяют толщину оболочки в середине и на опорах:

h=M/Rb* γs6*Z*bf

M- изгибающий момент в рассматриваемом сечении.

Z- плечо внутренней пары сил, т.е. расстояние от срединной поверхности до центра тяжести рабочей арматуры.

Bf- ширина панели поверху.

• Расчитывают оболочку в сечении между диафрагмой, соединяющейся с оболочкой на изгиб в поперечном направлении. По результатам расчета принимаются сетки С-1 иС-2, расположенные по контуру оболочки.
• Производят расчет арматуры в торце плиты.

Ast=Nt,max/Rs

Где Nt,max – расчетное усилие в торцевой арматуре. Согластно этого расчета устанавливается каркас К-1.

• Расчетом определяют площадь рабочей арматуры поверхности анкеровки.
• Проверяют прочность сопряжения оболочки с диафрагмой.
• Производят расчет плиты по 2-му предельному состоянию.

Плита П.

Под малоуклонную кровлю. Имеет трапециевидные продольные ребра с уклоном верхнего пояса: I=1:20; 1:30. толщина полки 25мм.

Достоинства плит: упрощение работ по устройству кровли. Для уменьшения расхода бетона ребра плиты делают решетчатыми. Расчет и армирование этих плит аналогично ребристым плитам. Отличие лишь заключается в расчете продольного ребра по нормальному сечению. Значение момента определяется в двух сечениях: в середине пролета и на расстоянии lx от оп

28 Конструкции монолитных рам, армирование их узлов. Соединение стоек рам с фундаментом.

Рамы - плоские стержневые системы, геометрическая неизменяемость которых обеспечивается жёсткими соединениями в узлах.

В зависимости о числа пролётов и этажей рамы подразделяются на: однопролётные и многопролётные; одноэтажные и многоэтажные. Ригели рам одноэтажных зданий могут быть: прямолинейные (при пролётах до 12... 15м); ломаные (при пролётах до 15... 18м); криволинейные (без затяжек - до 18м, с затяжками - до 24м и более). Рамы с криволинейными ригелями применяют в качестве диафрагм коротких оболочек, являющихся весьма экономичным типом монолитных покрытий. Затяжка, препятствуя горизонтальным перемещениям верха стоек, уменьшает значения моментов и продольных сил в стойках и ригелях, а так же в заделке стоек, что облегчает конструкцию фундамента.

а) криволинейный ригель с затяжкой и без затяжки;

 

б) ломаный ригель с шарнирным и жёстким соединением стойки с фундаментом.

Стойки рам могут соединяться с фундаментами жёстко или шарнирно. С жёстким соединением арматуру стоек сваривают или стыкуют внахлёстку с выпуском арматуры фундамента. Шарнирное соединение применяют при слабых грунтах, что облегчает конструкцию фундамента. Они создаются установкой вертикальный или перекрещивающихся стержней с усилением примыкающих к шарниру части стоек и фундаментов поперечными сетками. Шарнирное со единение стоек с фундаментом приводит к возрастанию изгибающего момента в пролете, и ригель становится тяжелее. При больших пролётах рамных конструкций (до 50¸60м) в строительстве автобусных гаражей, аэровокзалов, автосборочных мастерских и т.д. применяют предварительно напряжённые ригеля. Рамы конструируют в соответствии с характером и значениями ординат М, N, Q, полученных в результате расчёта при различных расположениях временных нагрузок. Стойки рам армируют как внецентренно сжатые элементы, часть стержней которых заводят в ригель. Ригели армируют как изгибаемые элементы (балки) заделанные на опоре. Особое внимание при армировании и расчёте следует уделять узлам и сопряжением.

В узле сопряжения ригеля со стойкой сжимающие напряжения концентрируются вблизи внутренней грани угла, а наибольшие растягивающие напряжения находятся в пределах средней части диагонального сечения. Растянутую арматуру в узле у внешней грани закрепляют с радиусом не менее 15d и заводят на длину анкеровки. В сжатой зоне узла входящие углы выполняют со скосами (вутами), уменьшающими местное напряжение. Сжатую арматуру ригеля и стойки в глубь угла, а вут армируют дополнительными продольными стержнями и поперечной арматурой. В коньковом узле усилия в растянутой нижней арматуре создают равнодействующую R, под действием который арматура стремится выпрямится и выколоть бетон. Коньковые узлы армируют продольной растянутой арматурой с анкеровкой в сжатом бетоне, если длины анкеровки недостаточно, то приваривают коротыши. Эти узлы также усиливают поперечными стержнями, определяемыми расчётом. При значительных напряжениях во внутренних углах, устраивают вуты, снижающих напряжения.