Плоскі залізобетонні перекриття

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Класифікація плоских перекриттів

Залізобетонні плоскі перекриття - найбільш розповсюджені конструкції у промисловому і цивільному будівництві. Їх широкому застосуванню у будівництві сприяють висока індустріальність, економічність, жорсткість, вогнетривкість, гігієнічність, архітектурна виразність та довговічність.

На перекриття діють постійні навантаження (власна вага конструкцій перекриття, вага конструкцій підлог) та змінні навантаження (корисне навантаження від ваги людей, обладнання, устаткування, тощо).

Вартість перекриття ≈ 20-25% вартості всього будівництва.

Класифікація:

· за конструктивною схемою: балочні та безбалочні;

· за способом зведення: збірні, монолітні і збірно-монолітні.

Балочні називають перекриття, у яких балки працюють спільно з опертими на них плитами перекриття. Балки (ребра) можуть розташовуватись в одному або в двох напрямках.

У безбалочних перекриттях плита опирається безпосередньо на уширення колон, що називаються капітелями.

б)

а)

Рис. 6.1. Перекриття: балочне (а), безбалочне (б)

 

За конструктивними ознаками виділяють наступні види плоских перекриттів: балочні збірні; ребристі монолітні з балочними плитами; ребристі монолітні з плитами опертими по контуру; балочні збірно-монолітні; безбалочні збірні; безбалочні монолітні; безбалочні збірно-монолітні.

Плити у складі конструктивних елементів перекриттів залежно від співвідношення сторін опорного контуру можуть бути:

· при відношенні сторін l₂ / l₁ > 2 – балочними, які працюють на згин у напрямку меншої сторони; при цьому згинальним моментом у напрямку більшої сторони нехтують через його невелике значення (рис. 6.2.а);

· при l₂ / l₁ £ 2 – опертими по контуру, працюють на згин у двох напрямках та мають перехресну робочу арматуру (рис. 6.2.б).

 

Рис. 6.2. Плита балочного типу (а) та оперта по контуру (б)

 

Балочні збірні перекриття

Складається з балочних плит, які опираються на балки, що називаються ригелями. Ригелі опираються на колони та стіни, їх напрямок може бути поздовжнім (вздовж будівлі, рис. 6.3.а) або поперечним (рис. 6.3.б).

Рис. 6.3. Збірне балочне перекриття з різним розташуванням ригелів

 

Збірні перекриття монтуються з попередньо виготовлених на заводах елементів.

Проліт плит 2,4…12 м, проліт ригелів 4…6 (до 9) м.

Розміри прольотів та напрямок розташування ригелів визначаються загальним компонуванням конструктивної схеми будівлі, величиною навантаження на перекриття та вибирається на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

 

1

2

3

4

5

6

6.1

6.2

Плити перекриття

Плити (панелі) перекриття опираються на ригелі та працюють на згин в одному напрямку (перпендикулярно до ригелів).

Для зменшення витрат матеріалів плити проектуються полегшеними – пустотними (з круглими, овальними, вертикальними пустотами) або ребристими (з розташуванням ребер внизу або зверху).

Плити можуть бути і суцільного перерізу.

Рис. 6.4. Форми поперечного перерізу плит: а) ребриста,

б) круглопустотна, в) пустотна з овальними пустотами, г) типу 2Т

 

Найбільш економічні за витратою бетону є плити з овальними пустотами, проте вони є складнішими у виготовленні.

Вертикальні ребра пустотних плит забезпечують міцність похилого перерізу та жорсткість елемента в цілому.

Ребристі плити використовуються в промисловому будівництві, їх ширина b = 1,5…3,0 м, висота h = 25…45 см.

Пустотні плити використовуються в цивільному будівництві, їх ширина b = 0,8…2,2 м, висота h = 20…24 см.

Суцільними плити використовуються для перекриття горищ і т.п. приміщень, їх товщина складає t = 12…16 см.

Плити розраховують як однопролітні шарнірно оперті балки завантажені рівномірно розподіленим навантаженням. Розрахунковий проліт плити l₀ – це відстань між осями її опор. Фактичний переріз пустотних та ребристих плит приводять до розрахункового, що має форму тавра або двотавра (див. рис. 6.5).

У ребристих плитах та плитах з овальними пустотами необхідно розраховувати полицю плити на місцевий згин. Крім того в ребристих плитах розраховують поперечні ребра, як балку защемлену у поздовжніх ребрах.

Рис. 6.5. Еквівалентний переріз пустотної (а) та ребристої (б) плит

 

 Для армування застосовують зварні сітки та каркаси з звичайного арматурного дроту класу Вр-І та арматури класів (А240), А400 та А500.

У якості поздовжньої напружуваної арматури застосовують стержньову арматуру класів А500, А600, (А800), високоміцний дріт Вр-ІІ та канати К-7 (К-19). Якщо проліт плити менше 6 м, то її можна виконувати без попередньо напруженої арматури.

Поздовжню робочу арматуру розміщують по всій ширині нижньої полиці перерізу пустотних плит і у ребрах ребристих плит.

Поперечні стержні об'єднують із поздовжньою монтажною або робочою ненапруженою арматурою у плоскі зварні каркаси, що розміщують у ребрах плит. Плоскі зварні каркаси у пустотних плитах розміщують лише на приопорних ділянках через одне-два ребра.

Для стропування плит в них передбачають монтажні петлі.

Монтажні сполучення плит всіх типів виконують зварюванням сталевих закладних деталей та заповненням бетоном швів між плитами. У поздовжніх бічних гранях плит передбачають заглиблення, призначені для утворення (після бетонування швів) преривчастих шпонок, які забезпечують спільну роботу плит, при цьому перекриття являє собою жорстку горизонтальну діафрагму.

Рис. 6.6. Армування пустотної (а) та ребристої (б) плит

 

Ригелі

Форма збірних ригелів може бути прямокутна або таврова (з полицею зверху або знизу):

Рис. 6.7. Форми поперечного перерізу ригеля

 

Висота ригеля h = (1/10…1/15)·l, ширина b = (0,3…0,6)·h.

За статичною схемою ригелі можуть працювати:

· як однопролітна балка на двох опорах,

· як багатопролітна нерозрізна балка.

Нерозрізність збірних ригелів забезпечується з’єднанням опорної арматури за допомогою стикових стержнів і закладних деталей або за допомогою ванного зварювання з випусками арматури колони.

Рис. 6.8. Схеми з’єднання опорної арматури: а) за допомогою стикових стержнів, б)за допомогою ванного зварювання

 

При розрахунку статично невизначних систем можна враховувати утворення пластичних шарнірів, що призводять до перерозподілу і вирівнювання згинальних моментів між окремими перерізами.

Значення перерозподіленого моменту задають так, щоб він не занадто різко відрізнявся від моменту по пружній схемі і приблизно складав не менше 70% його значення при пружній роботі, при цьому відносна висота стиснутої зони бетону x = x / h_o ≈ 0,35. Перерозподіл моментів обмежує також ширина розкриття тріщин у перших пластичних шарнірах. Якщо утворення тріщин в конструкції не допускається (досить частий випадок для ГТС), то розрахунки необхідно виконувати у пружній стадії без перерозподілу зусиль.

 

При визначені армування нерозрізних ригелів будують епюру матеріалів на основі огинаючої епюри моментів.

б)

а)

Рис. 6.9. Побудова згинаючої епюри матеріалів: а) схеми завантаження, б) огинаюча епюра моментів,

g – постійні навантаження, v – тимчасові навантаження

Рис. 6.10. Епюра матеріалів та армування ригеля

 

Ригелі армують зварними каркасами. Звичайна (ненапружена) поздовжня робоча арматура класів А400, А500   (Ø10…40 мм); монтажна поздовжня арматура – Вр-І, А240, А400, (А500); поперечна арматура - Вр-І, А240, А400, (А500).

Ригелі, що працюють за однопролітною статичною схемою, можуть армуватися попередньо напруженою арматурою (стержньова арматура класів А500, А600, А800; високоміцний дріт Вр-ІІ або канати К-7,        К-19).