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.