Расчет и конструирование железобетонных плит перекрытия и покрытия.

Выбор экономичной формы поперечного сечения плит. Плиты перекрытий опираются на ригели, работая на изгиб, и для уменьшения расхода материалов проектируются облегченными- пустотными или ребристыми. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. При необходимости устройства гладкого потолка создается нижняя полка, образующая замкнутую полость.

По форме поперечного сечения пустотные плиты бывают с овальными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые- с ребрами вверх(с устройством чистого пола по ребрам), с ребрами вниз, сплошные.

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

В плитах с пустотами минимальная толщина полок составляет 25…30 мм, ребер- 30…35мм в ребристых плитах ребрами вниз толщина полки (плиты)-50…60мм.

При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3…5 т. Плиты шириной 3,2 м при пролете 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса таких плит с пустотами- 5…6 т.Пустотные и сплошные плиты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели ребрами вниз- для промышленных зданий с нормативными нагрузками свыше 5 кН/ м².

Экономичность плиты оценивают по приведенной толщине бетона, которую получают при делении объема бетона панели на ее площадь, и по расходу стальной арматуры.

Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 92 мм, в то время как в плитах с круглыми пустотами она достигает 120мм.Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызванные тем, что после извлечения пустотообразователей стенки каналов свежеотформованного изделия иногда обваливаются. Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами. Дальнейшее совершенствование технологии заводского изготовления пустотных панелей позволит перейти к к более экономичным по расходу бетона конструкциям. Следует, однако, считать с условиями звукоизоляции и требованиями в связи с этим о минимальной массе перекрытия.

В ребристых панелях ребрами вниз (П- образных) приведенная толщина бетона- 105 мм, расход стальной арматуры на 1м² площади- 8,3…21,5 кг в зависимости от временной нагрузки.

Для предварительно напряженных плит применяют бетон класса В15, В25, для плит без предварительного напряжения- бетон класса В15, В20.

Расчет плит. Расчетный пролет плит lο принимают равным расстоянию между осями ее опор; при опирании по верху ригелей lο=l-b/2(b-ширина ригеля); при опирании на полки ригеля lο =l-a-b(a-размер полки). При опирании одним концом на ригель, другим на стенку расчетный пролет равен расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры в ригеле.

Высота сечения плиты h должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости (предельных прогибов). При пролетах 5…7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости. Предварительно высоту сечения панели, удовлетворяющую одновременно условиям прочности и требованиям жесткости, можно определить по приближенной формуле

с- эффициент, принимаемый для пустотных панелей 18…20, для ребристых панелей с полкой в сжатой зон- 30…34.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать равной: h= lο/20-для ребристых, h= lο/30- для пустотных плит.

При расчете прочности по изгибающему моменту ширина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты; Расчетную ширину сжатой полки принимают равной полной ширине панели. При малой толщине сжатой полки, когда , ширина полки, вводимая в расчет, не должна превышать

Где n – число ребер в поперечном сечении панели.

В ребристой панели ребрами вниз при толщине полки , но при наличии поперечных ребер, вводимую в расчет ширину полки принимают равной полной ширине панели.

Таким образом, расчет прочности плит сводится к расчету таврового сечения с полкой в сжатой зоне. В большинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки, поэтому, определив

, находят по таблице ζ и ξ, проверяют условия , затем находят площадь растянутой арматуры

Для случаев, когда и нейтральная ось пересекает ребро, расчет ведут с учетом сжатия в ребре.

Расчетную ширину сечения плиты ребрами вверх принимают равной суммарной ширине ребер и расчет ведут как для прямоугольного сечения.

Поперечную арматуру плиты рассчитывают из условия прочности по наклонному сечению по расчетной ширине ребра b, равной суммарной ширине всех ребер сечения. В многопустотных плитах высотой менее 300 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать, если она не требуется по расчету.

По образованию или раскрытию трещин, а также по прогибам плиту рассчитывают в зависимости от категории требований трещиностойкости.

При расчете прогибов сечение панелей с пустотами приводят к эквивалентному двутавровому сечению. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавровое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром d равна площади моментом инерции, соблюдая также условие совпадения центра тяжести овала и заменяющего прямоугольника. Обозначив как и ширину и высоту эквивалентного

Отсюда

;

Для пустотных панелей с высотой сечения 150…250 мм и шириной отверстия до 5000мм такое приведение может быть выполнено упрощенно.

Полка плиты работает на местный изгиб как частично защемленная на опорах пролетом , равным расстоянию в свету между ребрами. В ребристых плитах ребрами вниз защемление полки создают заливкой бетоном швов, препятствующей повороту ребра. Изгибающий момент

В ребристой плите с поперечными промежуточными ребрами, изгибающие моменты полки могут быть определены как в плите,опертой по контуру и работающей в двух направлениях.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: