Конструкции ж/бетонных монолитных перекрытий

Конструктивное решение с применением в качестве перекрытий монолитных ж/бетонных конструкций принимается в результате технико-экономического обоснования проектируемого объекта строительства. Главная особенность монолитного перекрытия в том, что все его составляющие элементы монолитно связаны между собой и представляют жесткий диск, который в составе других конструкций здания обеспечивает его пространственную жесткость. Из числа монолитных перекрытий перекрытия ребристые с балочными плитами наиболее экономичны.

а) Монолитные ж/бетонные ребристые балочные перекрытия. В составе монолитного ж/бетонного ребристого балочного перекрытия присутствуют три основные конструктивные элементы: плита, второстепенные и главные балки. Экономичность такого перекрытия достигается за счет того, что из растянутой зоны изгибаемых конструкций удалено максимальное количество бетона, остались только ребра балок для размещения в них рабочей арматуры. Толщина балочных плит таких перекрытий определяется в зависимости от пролета и нагрузки и не превышает 5-6см для гражданских и промышленных зданий соответственно. Опорами монолитных перекрытий служат колонны и несущие стены каменные или бетонные.

Балочные плиты ребристых перекрытий работают на изгиб только в одном направлении – по короткой стороне как неразрезные балки, т.к. соотношение размеров сторон их опорного контура (рис.13.1).

На рис.13.3 представлен фрагмент конструктивной схемы монолитного балочного ребристого перекрытия для здания с неполным каркасом, где опорами перекрытия служат наружные несущие стены и колонны, расположенные во внутреннем пространстве здания с определенным шагом в продольном и поперечном направлениях.

Расположение главных и второстепенных балок перекрытия может быть принято по разному. Принимается наиболее экономически выгодное решение. Из опыта проектирования балочных монолитных перекрытий известно, что шаг второстепенных балок (пролет плиты) обычно принимают L =1,5-2,5м, пролеты второстепенных балок -L =6-8м, пролеты главных балок -L =6-9м. Высота балок назначается в долях их пролетов для обеспечения жесткости: для второстепенных балок h=(1/12-1/20)L , для главных –h=(1/8-1/15) L . Ширина балок составляет b=(0,4-0,5)h.

 

Рисунок 13.3 Конструктивная схема монолитного ребристого балочного

                 ж/бетонного перекрытия для здания с неполным каркасом

               (фрагмент):L -пролет второстепенных балок, L -пролет

             главных балок, L - пролет плиты

 

Для конструкций монолитных перекрытий применяют бетон тяжелый класса В30-40 по прочности на сжатие.

Для расчета плиты монолитного перекрытия ее рассматривают как многопролетную неразрезную балку прямоугольного сечения шириной 1 м с равными пролетами L , равными шагу второстепенных балок. Армирование производят сварными рулонными арматурными сетками из арматурной проволоки класса В500 Ø4-5мм, см. рис. 13.4. Сетки С1,С2 раскладывают в направлении пролетов L , приподнимая их над опорами плиты для восприятия опорных изгибающих моментов.

Второстепенные и главные балки – в расчетном отношении – так же многопролетные неразрезные. Но для первых опорами являются главные

балки и стены, а для вторых – колонны и стены, как видно из 1-1,2-2 на рис.13.3.

В монолитном перекрытии второстепенные и главные балки работают на изгиб совместно с плитой перекрытия. Верхние отметки всех трех конструктивных элементов перекрытия совпадают. Поэтому при расчете прочности нормальных и наклонных сечений балок в качестве расчетного сечения принимают тавровый профиль с полкой в сжатой зоне. Для одной из второстепенных балок такое сечение условно выделено пунктирными линиями на рис. 13.4 с обозначением ширины полки тавра L , равной шагу балок. Фактически ширину полки тавра, вводимую в расчет, следует ограничивать. Расчеты таких сечений и их практические примеры рассмотрены в п.5 настоящего пособия.

Рисунок 13.4 Армирование плиты и второстепенной балки монолитного

балочного ребристого перекрытия

 

Армирование главных и второстепенных балок производят плоскими сварными арматурными каркасами, располагая 2-3 каркаса в сечении вертикально, как показано на рис.13.4. Материал каркасов – стержневая арматура периодического профиля продольная класса А300-А400, поперечная – класса А240.

б) Монолитные ж/бетонные балочные перекрытия с плитами, опретыми по контуру. В монолитных перекрытиях с плитами, опертыми по контуру, нет промежуточных опорных балок, соотношение размеров сторон их опорного контура (рис.13.1). Фактически , =4-7м. Такие перекрытия менее экономичны из-за повышенного расхода бетона. Исполнение требований к жесткости плиты приводит к ее утолщению (до 20см и более). Преимуществом плит, опертых по контуру, является возможность получения безреберной гладкой потолочной поверхности. Поэтому такие плиты находят применение в строительстве жилых и общественных зданий. Опорный контур плит – балки располагаются вдоль осей колонн. При этом, в многоэтажных каркасно-монолитных зданиях колонны могут приниматься как квадратного, так и прямоугольного сечения и своей наибольшей жесткостью ориентированы как в поперечном так  и в продольном направлениях. При значительной толщине плиты ее опорные балки могут быть расположены в пределах этой толщины и тем более не

видны на потолочной поверхности. Значительные размеры опорного контура плит  требуют усиления колонн в области их верхних отметок специальными уширениями – капителями. Пример конструктивной схемы монолитного перекрытия с плитами, опертыми по контуру, и балками, расположенными в пределах толщины плиты, показан на рис. 13.5.

Рисунок 13.5 Конструктивная схема перекрытия с плитами, опертыми

по контуру,с характерными эпюрами М в двух

направлениях.

 

Монолитные плиты, опертые по контуру рассчитывают как неразрезные, работающие на изгиб в двух направлениях. Расчеты ведут по методу предельного равновесия, широко описанному в специальной и учебной литературе [1]. Армируют плиты сварными арматурным сетками из стержневой арматурной стали класса А400-А500, располагая их согласно действующим изгибающим моментам. Балки в расчетном отношении так же представляют собой многопролетные неразрезные конструкции, опирающиеся на колонны. Расчетное сечение балок прямоугольное с двойной арматурой, воспринимающей пролетные и опорные моменты. Расчетом балок может быть учтена их совместная работа с частью сечения плит, т.к. эти два элемента конструкции перекрытия монолитно связаны между собой.