Сборные панельные перекрытия

В состав конструкции сборного панельного перекрытия входят панели (плиты) и поддерживающие их балки, называемые ригелями (рис. 14.2). Ригели могут опираться на колонны (в зданиях с полным каркасом) или (в зданиях с неполным каркасом) на внутренние колонны и наружные несущие стены (рис. 14.2а). Проектирование такого перекрытия включает в себя компоновку конструктивной схемы, расчет панелей, ригелей, узлов их сопряжения с колоннами и конструирование всех элементов.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе сетки колонн, направления ригелей, типа и ширины панелей. Форма поперечного сечения ригеля — прямоугольная или тавровая с полкой вверху либо внизу (рис. 14.2г).

С целью уменьшения расхода бетона панели перекрытий проектируются пустотелыми или ребристыми. В основу выбора формы

Схемы работы плит на изгиб при их свободном опирании по 4 сторонам

Рис. 14.1. Схемы работы плит на изгиб при их свободном опирании по 4 сторонам: а — в одном (коротком) направлении; б — в двух направлениях

Конструктивные схемы сборных балочных панельных перекрытий

Рис. 14.2. Конструктивные схемы сборных балочных панельных перекрытий: а — поперечное сечение перекрытия; б, в — варианты размещения ригелей в плане; г — формы поперечных сечений сборных ригелей;

1 — панели перекрытия; 2 — ригели; 3 — колонны поперечного сечения панели положен принцип: при изгибе в работе участвует в сжатой зоне бетон, а в растянутой зоне — арматура; весь остальной бетон, за исключением вертикальных ребер, шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонным сечениям, может быть удален (рис. 14.3).

Ширину панелей Ьп при заданном типе и пролете назначают с учетом возможностей подъемно-транспортного оборудования таким образом, чтобы масса панели не превышала 3—5 т.

В панелях с пустотами минимальная толщина полок составляет 25—30 мм, ребер — 30—35 мм; в ребристых панелях с ребрами вниз толщина полки (плиты) — 50—60 мм. Для предварительно напряженных панелей применяют бетон класса В15—В25, для панелей без предварительного напряжения — бетон класса В15, В20.

Для армирования ребер панелей применяют плоские сварные каркасы, а для армирования полок — сварные сетки. При отсутствии предварительного напряжения в каркасах в качестве продольной рабочей арматуры применяется преимущественно стержневая горячекатаная арматура класса А400. В качестве монтажной и поперечной применяется арматура класса А240, из которой выполняются и подъемные петли. Сварные сетки для армирования полок панелей выполняются из обыкновенной арматурной проволоки классов В500 и Вр500 или стержневой арматуры классов А240, А400 диаметром 6—10 мм. Панели длиной более 6 м, как правило, выполняют предварительно напряженными. В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержневую арматуру классов А600, А800, высокопрочную проволоку и канаты.

Высота сечения панели И должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости. При пролетах / = 5—7 м она определяется главным образом требованиями жесткости.

Высоту сечения предварительно напряженных панелей можно в первом приближении назначать равной: h — I / 20 — для ребристых, h — I / 30 — для пустотных панелей. После этого назначаются остальные размеры сечения панели с учетом возможности размещения арматуры, требований к толщинам защитных слоев и т.д.

Сложные сечения (ребристые, пустотелые) в сборных панелях перекрытий при подборе продольной рабочей арматуры по изгибающему моменту в расчетах заменяются эквивалентными тавровыми (рис. 14.Зг, д). При этом полку в растянутой зоне в расчетах не учитывают. При расчете прочности по изгибающему моменту ширина ребра в расчетной схеме принимается равной суммарной ширине всех ребер панели, а расчетная ширина сжатой полки при /у//? > 0,1 обычно

Формы поперечных сечений панелей перекрытий

Рис. 14.3. Формы поперечных сечений панелей перекрытий: а — пустотных; б, в — ребристых; г, д — схемы приведения поперечных сечений ребристых и пустотных панелей к эквивалентному тавровому при

расчете прочности принимается равной полной ширине панели. При этом ширина свеса полки в каждую сторону от ребра всегда должна быть не более !/6 расчетного пролета панели. Площадь сечения продольной растянутой арматуры, которую следует разместить в продольных ребрах, находят по рекомендациям главы 10.

Расчетную ширину сечения ребристой панели с ребрами вверх (имеющей полку в растянутой зоне) принимают равной суммарной ширине ребер, и расчет ведут как для прямоугольного сечения. В ребристых панелях производят также расчет прочности верхней полки на местный изгиб.

Поперечную арматуру панели рассчитывают из условия прочности по наклонным сечениям по формулам главы 10. В многопустотных панелях высотой менее 300 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать, если она не требуется по расчету.

Затем производится проверка прочности панели на действие усилий, возникающих при подъеме, хранении, транспортировании и монтаже, и определение диаметра подъемных петель. Панель также должна быть рассчитана по предельным состояниям второй группы по прогибам и раскрытию трещин.

Ригель балочного сборного перекрытия здания с полным каркасом представляет собой элемент рамной конструкции. Ригели конструируют из однопролетных сборных элементов, объединяемых при монтаже в неразрезную систему. В зданиях с неполным каркасом (при свободном опирании концов ригеля на стены) ригель можно рассчитывать как неразрезную многопролетную балку на воздействие равномерно распределенной нагрузки при сплошных и многопустотных панелях или сосредоточенных нагрузок — при ребристых (когда уложено менее четырех панелей в пролете). Для предварительного определения собственного веса ригеля размеры его сечения принимают

Изгибающие моменты и поперечные силы вычисляют для различных схем загружения ригеля временной нагрузкой, причем постоянная нагрузка входит в каждую комбинацию нагрузок.

При расположении временной нагрузки через один пролет возникают наибольшие изгибающие моменты в пролетах, загружаемых временной нагрузкой; при расположении временной нагрузки в двух смежных пролетах и далее через один пролет возникают наибольшие по абсолютному значению изгибающие моменты на опоре.

В неразрезном ригеле целесообразно ослабить армирование опорных сечений и упростить монтажные стыки. С этой целью по полученным эпюрам моментов производят перераспределение изгибающих моментов (учет пластических деформаций арматуры). Перераспределение сводится к добавлению к эпюрам, на которых опорные моменты имеют наибольшие значения, дополнительных треугольных эпюр, перекрывающих два смежных пролета; при этом наименьшее значение «перераспределенного» опорного изгибающего момента должно быть не менее 70% от полученного по упругому расчету. С учетом усилий от отдельных загружений строят огибающие эпюры М и Q.

Ригель, как правило, армируют двумя плоскими сварными каркасами (рис. 14.4). При значительных нагрузках возможен третий каркас в средней части пролета. Сечение продольной рабочей арматуры подбирают по изгибающим моментам в четырех нормальных сечениях: в первом и средних пролетах, на первой промежуточной опоре и на средней опоре. Расчет поперечной арматуры по Q ведут для трех наклонных сечений: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней опоры.

Армирование ригеля (а) и эпюра арматуры (б)

Рис. 14.4. Армирование ригеля (а) и эпюра арматуры (б)

Так как по мере удаления от расчетных нормальных сечений ординаты огибающей эпюры моментов уменьшаются, следовательно, может быть уменьшена и площадь сечения арматуры. Для проверки экономичности армирования ригеля и прочности всех его нормальных сечений при обрыве части продольных стержней строят эпюру арматуры (эпюру материалов). Ординаты ее вычисляют как моменты внутренних сил в рассматриваемых сечениях ригеля по формуле:

где А$ — площадь сечения растянутой арматуры в рассматриваемом сечении;

Zb — плечо внутренней пары сил.

Поперечное сечение ригеля, в котором отдельный растянутый стержень по расчету уже не нужен, называют местом его теоретического обрыва. Эпюра арматуры в местах теоретического обрыва стержней имеет ступенчатое очертание с вертикальными уступами. Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки w.

Затем производят расчеты по второй группе предельных состояний и на монтажные нагрузки. Стыки ригелей обычно размещают непосредственно у боковой грани колонны.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >