Файл: В.А. Тесля Расчет и армирование монолитного безбалочного перекрытия.pdf

-1-

ПРЕДИСЛОВИЕ.

Монолитные безбалочные перекрытия представляют собой плоскую сплошную плиту, которая опирается непосредственно на колонны. В местах сопряжения с плитой колонны усиливают капителями. Устройство капителей в верхней части колонны увеличивает жесткость сопряжения плиты с колонной, обеспечивает прочность плиты на продавливание по периметру капители, уменьшает величину расчетного пролета плиты, обеспечивает более равномерное распределение усилий по ширине плиты.

Безбалочные перекрытия ввиду гладкой поверхности потолка создают лучшую освещенность и вентиляцию помещений. Капители колонны придают красивую архитектурную форму, что позволяет применять такие перекрытия в помещениях общественных зданий: фойе театров, ресторанов и т.п. Безбалочные перекрытия становятся выгодными по сравнению с ребристыми при пролетах до 6м и временных нагрузках свыше 5 кН/м2, поэтому они нашли широкое применение в многоэтажных складах, холодильниках, в больших резервуарах.

Некоторые конструктивные особенности. Безбалочные пере-

крытия проектируются с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему при прямоугольной сетке ограничивается отношением не более1,5. Наиболее рациональные решения - это квадратная сетка колонн 6×6 м [1].

По контуру здания плита безбалочного перекрытия может опираться на несущие стены, контурные балки или консольно выступать за капители крайних колонн. Таким образом, для зданий с неполным каркасом плита опирается на несущие стены, а для зданий с полным каркасом плита по контуру опирается на балки.

Капители применяются трех типов в зависимости от величины временных нагрузок. При тяжелых нагрузках капители проектируются больших размеров с применением в некоторых случаях дополнительной плиты

Армируются безбалочные перекрытия, как правило, сварными сетками (в том числе и рулонными ГОСТ 8478-81). Такой способ более индустриален и менее трудоемок. Диаметр стержней сеток и их расположение определяется расчетом на действие изгибающих моментов. Армирование капителей и надкапительных плит выполняется конструктивно. Капители армируют прямыми стержнями диаметром 8-10 мм,

-2-

которые располагают по боковым граням и углам и связывают между собой горизонтальными хомутами диаметром 6-8 мм, образующими совместно с прямыми стержнями так называемые «корзинки».

Надкапительные плиты армируют сварными сетками из стержней диаметром 8-10 мм с ячейками 10-15 см.

Рис.1. Геометрия капители

По контуру плиты предусматриваются обвязочные балки, как показано на рис.2.

Размеры обвязочной балкивысота 50 см, ширина 30 см

На рисунке обозначены:

1. Сборная панель

2. Ж.б. колонна 3. Обвязочная балка

4. Плита перекрытия 5. Капитель колонны

Рис.2. Капитель и обвязочная балка по крайним колоннам

-3-

Для статического расчета необходимо плиту разбить на полосы в обоих направлениях: по большему пролету ширина полосы 0,5×6=3 м, по меньшему пролету 0,5×5=2,5 м. Крайние полосы по периметру пли-

ты соответственно 0,5×3+0,2=1,7 м и 0,5×2,5+0,2=1,45 м [1].

Расчетные пролеты определяются из условия передачи нагрузки с плиты на капители по закону треугольника, как это показано на рис.3.

Расчетные пролеты по большему пролету

l p 6 = 600 − 23 180 = 480 см ;

по меньшему пролету

Разложение нагрузки по направлениям: нагрузка по длительному пролету в 6 м

-4-

по короткому пролету в 5 м

g5=11,31-3,19=8,12 кН/м2.

3. Определение изгибающих моментов.

Для определения изгибающих моментов необходимо перекрытие разбить на надколонные и пролетные полосы. Надколонные полосы считаются лежащими на неподатливых опорах, которыми служат колонны, а пролетные полосы считаются лежащими на упругих податливых опорах, которыми являются надколонные полосы, направленные перпендикулярно рассчитываемым пролетным, как это показано на рис.4.

-5-

В крайних панелях изгибающие моменты определяют по соответствующим изгибающим моментам средних панелей, умножая их на соответствующие коэффициенты α, β, γ. Коэффициенты определяются по графику в зависимости от отношения моментов инерции сечений колонн и условных полос плиты. Количество дополнительных моментов и их расположение в крайних панелях приведено на рис.5. Изгибающие моменты в крайних панелях, направленные вдоль края: М′1=-0,5М1;

М′2=0,5М2; М′3=-0,8М3; М′4=0,8М4.

′ ′

′′

′′

Рис.5. Расположение действующих моментов

Моменты определяются в следующем порядке. В первую очередь необходимо определить основные моменты на полную ширину, равную шагу конструкций. В нашем случае в направлении длинного пролета в 6 метров

Мп6=g6 l2 l2p/8=3,19 5 4,82/8=45,936 кН м;

в направлении короткого пролета

-6-

Мп5=g5 l1 lр2/8=8,12 6 3,82/8=87,940 кН м

Дальше необходимо найденные моменты разбить по полосам в соответствии фактической ширины и их жесткости. В направлении длинного пролета в 6 м моменты будут равны:

1.В надколонной полосе М61=(2,50/5,00)0,7Мп6=16,078 кН м

2.В пролетной полосе М62=(2,50/5,00)0,3Мп6=6,890 кН м

3.В крайней полосе М63=(1,45/5,00)0,7Мп6=9,325 кН м

Внаправлении короткого пролета в 5 м моменты будут равны:

1.В наклонной полосе М51=(3,00/6,00)0,7Мп5=30,779 кН м

2.В пролетной полосе М52=(3,00/6,00)0,3Мп5=13,191 кН м

3.В крайней полосе М53=(1,70/6,00)0,7Мп5=17,44 кН м

При определении остальных дополнительных моментов по крайним полосам потребуется отыскание поправочных коэффициентов α, β,

иγ по графику, приведенному на рис. 6, по отношению моментов

инерции (IВ+IН)/In [2], где IВ и IН - моменты сечений колонн 404/12=2,13 105 см4, а In - моменты сечений полос. Для ширины в 6 м In=600 163/12=2,048 105 см4, при ширине в5 мIn=500 163/12=1,707 105 см4.

Отношение (IН+IВ)/In при определении коэффициентов по направлению длинного пролета ξ=2,08, тогда согласно графику α=1,15; β=1,20

иγ=0,68. В направлении короткого пролета отношение ξ при

IП=500 163/12=17,0666 104 см4 будет равно 2,496. В этом случае коэффи-

циенты α=1,13,β=1,18 и γ=0,70.

Рис.6. График для определения коэффициентов α, β, γ

-7-

Значения всех остальных моментов приведены в табл. 2