Проектирование ребристых перекрытий с плитами опертыми по контуру

В этих перекрытиях балки (ребра) идут по двум направлениям, а плиты, опертые на балки по контуру, имеют соотношение сторон l1 : l2 обычно менее 1,5, и образуют панели, стороны которых могут достигать 6 м. Различают еще перекрытия с малыми панелями (не более 2 м в стороне), собственно кессонные перекрытия.

Результаты опытных исследований

Расчет железобетонных «балочных» плит как ряда параллельных полос, рассматриваемых как обыкновенные балки, дает довольно точные результаты в случае длинных, вытянутых плит; в этом случае влияние опор по коротким сторонам на деформации и напряжения в средней части плиты оказывается весьма незначительным.

Опыты и теоретические исследования показывают, что при отношении l2:l1 > 2 плиты, опертые по контуру, достаточно точно рассчитываются как балочные в направлении короткого пролета.

При меньших отношениях (l2 : l1 этот метод для плит, опертых по контуру, дает совершенно неправильные результаты. Так, при квадратной плите (l2 : l1 = 1) такой расчет приводит к напряжениям, превосходящим действительные в 3 раза.

Точный расчет плит, опертых по контуру, представляет довольно сложную задачу теории упругости. Он сводится к интегрированию дифференциального уравнения упругой пластинки и определению изгибающих моментов и поперечных сил по каждому из направлений.

Для плит из однородного материала эта теория разработана достаточно подробно как отечественными, так и иностранными учеными.

Для выяснения работы квадратных и прямоугольных железобетонных плит, опертых по контуру, были произведены многочисленные опыты.

Из результатов этих опытов отметим здесь только наиболее характерные.

У плит как квадратных, так и прямоугольных со свободно опертыми краями углы под действием нагрузки стремятся приподниматься, причем наибольшие давления, передаваемые плитой на контур (на единицу длины), находятся в средних точках сторон контура.

При постепенном увеличении нагрузки на квадратную плиту первые трещины появлялись с нижней стороны в средней части по направлению диагоналей и там же распространением трещин к углам начиналось раскрытие их вследствие достижения арматурой предела текучести.

На верхней стороне плиты при нагрузках, уже близких к предельной (разрушающей), появлялись вблизи углов перпендикулярно диагоналям трещины, имеющие в общем круговое очертание. Появление этих трещин способствовало раскрытию от действия изгибающих моментов диагональных трещин на нижней поверхности плиты.

Опыты показали, что при армировании плит, параллельном сторонам, появление первых трещин наблюдается при большей нагрузке по сравнению с армированием, параллельным диагоналям; по на величину разрушающей нагрузки направление армирования не имело особого влияния.

Затем опытами были выяснены преимущества лучшей бетонной смеси при прочих равных условиях и выгодность при одинаковом проценте армирования более тонких стержней; оказалось, что одно и то же количество арматуры, распределенное равномерно, менее выгодно, чем сгущенное к середине.

В прямоугольных плитах (размерами 2 X 3 и 2 X 4 м) первые трещины возникали параллельно длинным сторонам, но при дальнейшем увеличении нагрузки они, удлиняясь, направлялись (под углом 45") к углам плиты. Разрушение происходило как вследствие раскрытия отдельных трещин, идущих параллельно длинным сторонам, с распространением трещин к углам, так и вследствие поднятия углов плиты и разрушения бетона сверху по диагональным направлениям вблизи углов.

Другие опыты подтвердили применимость для расчета плит, опертых по контуру, приводимого ниже расчета по методу Маркуса (с учетом крутящих моментов).

Конструирование плит, опертых по контуру

Армирование плит производится как отдельными стержнями, так и сварными сетками.

а) Армирование отдельными стержнями

Особенностью этого армирования является то, что стержни, идущие параллельно перекрестным балкам, вблизи последних могут располагаться реже, чем в середине плиты, так как напряжения в плите вблизи балок возникают главным образом в направлении, перпендикулярном им.

Поэтому при армировании плиты, опертой по контуру рекомендуется разбивать ее в каждом направлении на три полосы: крайние — шириной 1/4 l1 (меньшего пролета) и среднюю — шириной 1/2 l1 и l2;cредние полосы армируются по расчетным моментам, а в крайних арматура ставится в половинном количестве, но не менее чем три стержня на 1 пог. м.

В свободно опертых плитах, имея в виду не учитываемую расчетом частичную заделку на опорах, отгибают 1/3 стержней каждого направления. В заделанных плитах отгибают до 2/3 стержней и ставят дополнительные стержни; кроме того, опоры можно усиливать вутами.

В неразрезной плите распределение арматуры в пролете между средними и крайними полосами делается так же, как и в свободно опертой плите.

Но из средних частей каждого пролета по обоим направлениям загибается на опоры в чередующемся порядке 2/з (или 1/2)стержней. Прямые стержни могут идти непрерывно через два или несколько пролетов.

Ввиду трудности отгиба стержней из крайних частей пролета и недостаточного количества их для усиления слабых мест в углах (над колоннами) добавляются верхние стержни, укладываемые параллельно направлениям пролетов. Для этих стержней рекомендуется брать половину общего сечения стержней, располагаемых в середине плиты, при длине, равной половине меньшего пролета.

б) Армирование сварными сетками

Армирование неразрезных (многорядных) плит, опертых по контуру, значительно упрощается и ускоряется применением сварных сеток.

Как и при армировании балочных плит, здесь также находят применение сварные рулонные сетки с продольным расположением рабочих стержней и раздельное армирование рулонными сетками с поперечным расположением рабочих стержней (диаметром 6 мм и более).

В первом случае рулонные сетки раскатываются в направлении меньшего пролета, причем при отношении l2/l1 < 1,5 следует применять сетки с квадратными ячейками и одинаковыми диаметрами стержней обоих направлений, а при отношении l2/l1 > 1,5 — сетки с продольным расположением рабочих стержней, учитывая работу распределительной арматуры в направлении большего пролета. В обоих случаях в направлении ширины рулона сетки стыкуются рабочим стыком.

Над балками, параллельными направлению раскатки основных сеток, раскатываются (по верху плиты) сетки с поперечным расположением рабочих стержней, ширина которых принимается равной половине меньшего пролета плиты.

В крайних панелях поверх основных раскатываются дополнительные рулонные (или плоские) сетки. При этом, если свободный край плиты направлен перпендикулярно направлению раскатки, дополнительная сетка укладывается так, как в балочных плитах; в тех же панелях, где свободный край плиты совпадает с направлением раскатки основных сеток, дополнительная сетка укладывается поверх основной, по всей крайней полосе.

В угловых панелях после раскатки основных и дополнительных сеток укладывают дополнительные стержни, направленные перпендикулярно рабочим стержням дополнительных сеток;

эти стержни переводят из пролета на первую промежуточную опору и заводят за ее ось на 1/4 меньшего пролета. После этого над опорой производится раскатка рулонной сетки поверх стержней, переведенных из крайнего пролета.

В случае армирования плит, опертых по контуру, узкими, сетками с рабочей арматурой в продольном направлении их укладывают в два слоя и так, чтобы рабочая арматура проходила в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

Сетки в каждом слое укладывают без нахлестки в нерабочем направлении.

Кессонные перекрытия

По архитектурным соображениям нередко находят применение для залов, вестибюлей и пр.) так называемые кессонные потолки, образуемые членением перекрытия на квадратные или прямоугольные поля с выступающими ребрами-балками.

Помещения, над которым устраиваются кессонные neрекрытия, должны иметь в плане прямоугольную форму с отношением сторон не более 1:1.5, или разделяться колоннами на участки подобной формы. Балки, разделяющие перекрытие на кессоны, могут быть расположены параллельно его сторонам или под углом — обычно в 45 град.

В последнем случае план помещения не стеснен указанным соотношением сторон и может быть более вытянутым.

При диагональных кессонах как общая длина балок, так и длина средних балок больше; все же расход материала при таком расположении не больше, чем при обычном, благодаря выгодным условиям статической работы балок. Выгода работы диагонального кессонного перекрытия обусловлена наличием коротких угловых балок, которые являются как бы промежуточными упругими опорами для других, длинных, балок.

Иногда при вытянутых планах диагональные кессонные перекрытия имеют и архитектурные преимущества.

Высота балок кессонных перекрытий принимается обыкновенно в обоих направлениях одинаковой. При этом необходимо наблюдать за тем, чтобы в местах пересечения рабочей арматуры стержни балок с большими изгибающими моментами располагались ниже.

Кессонные потолки устраивают или на месте или со сборными кессонными плитами, которые укрепляются на своих местах тем или другая способом. Второй метод применяется при богатой архитектурной отдел кессонов.

Стоимость кессонных перекрытий более высокая по сравнению со стоимостью ребристых, они применяются в случаях, когда это вызвано архитектурными требованиями.

К основным преимуществам кессонных плит относят:
- повышенная жесткость плиты (а значит низкая зыбкость при эксплутации), достигается за счет высокого сечения и жесткой связи между балками;
- при прочих равных возможность перекрывать большие пролеты;
- эстетическая выразительность, в некоторых архитектурных решениях;
- высокая несущая способность;
- технологичность устройства при производстве работ;
- гибкость подхода при устройстве отверстий (между балками);

Недостатками данного типа перекрытия можно считать:
- повышенная трудоемкость и материалоемкость при производстве работ;
- рабочая высота сечения перекрытия;
- ограниченность использования криволинейных конфигураций (арочные, сводчатые и пр.).

Более полную информацию об услугах компании и нашей деятельности вы можете получить позвонив нам по телефону + 7 (499) 350-23-58, или оставить заявку .

< Назад