|
|
Безбалочные перекрытия состоят из
плиты, опертой непосредственно на уширения колонн — капители, которые
уменьшают пролеты плиты, обеспечивают ее прочность на продавливание и
увеличивают жесткость сопряжения плиты с колоннами. Безбалочные перекрытия
применяют в промышленных и гражданских зданиях. Их преимущество по сравнению
с балочными состоит в отсутствии выступающих ребер, что улучшает освещенность
помещений, облегчает прокладку коммуникаций и упрощает устройство
теплоизоляции. Меньшая конструктивная высота перекрытия позволяет снизить
общую высоту здания и сократить расход материала на стены. Эти перекрытия
экономичны при пролетах 6...9 м и полезных нагрузках более 10 кН/м2. Поэтому
такие перекрытия находят применение при строительстве холодильников,
резервуаров, гаражей, многоэтажных складов, фойе театров.
Сетка колонн может быть квадратной или прямоугольной с
отношением пролетов не более 1,5. Такие перекрытия бывают монолитными,
сборными и сборно-монолитными.
Монолитные безбалочные перекрытия состоят из сплошной
плиты, монолитно связанной с капителями ( 9.7, а). Толщина плиты h обычно
равна (1/32... 1/35)/, где / — размер большего пролета при прямоугольной
сетке колонн. Плита по контуру может опираться на несущие стены, обвязочные
балки или кон- сольно выступать за капители крайнего ряда. При опирании
безбалочной плиты на колонну обычно применяют капители трех типов: тип I —
при нагрузках до 10 кН/м2 ( 9.7, б), тип II и III — при нагрузках свыше 10
кН/м2 ( 9.7, в). Размеры в плане и очертание капителей подбирают из условия
обеспечения прочности безбалочной плиты на продавливание по периметру
капители. При этом полагают, что продавливание может произойти по поверхности
пирамиды, боковые стороны которой наклонены под углом 45° к вертикали.
При необходимости ограничения толщины плиты, определенной
из условия (9.19), в пределах пирамиды продавливания устанавливают хомуты,
нормальные к поверхности плиты.
Расчет плиты безбалочного перекрытия на излом производят
методом предельного равновесия. Экспериментальные исследования показали, что
наиболее опасными схемами загружения являются: расположение полосовой
нагрузки через пролет и сплошная по всей площади плиты.
При полосовом нагружении в перекрытии образуются три
линейных шарнира пластичности ( 9.8, а). Два верхних располагаются на
расстояниях cx = (0,08...0,12)/* от осей колонн, а третий — на нижней
поверхности в середине пролета 1Х. Изгибающие моменты, воспринимаемые плитой
на длине 1У верхними и нижними пластическими шарнирами, составляют M1 =
RsAslzi; М2 = RsAs1Z2, где zt и z2 — плечи внутренних пар в опорном и
пролетном сечениях в пределах одной ячейки. При равномерно распределенной
полосовой нагрузке среднюю плиту рассчитывают из условия, что сумма опорного
и пролетного моментов равна моменту однопролетной балки шириной 1У и
При сплошном нагружении безбалочного перекрытия каждая
ячейка разделяется пластическими шарнирами на четыре звена (например, АБВГД),
поворачивающихся вокруг опорных линий пластических шарниров, оси которых
расположены в зоне капителей обычно под углом 45° к рядам колонн ( 9.8, б). В
этом случае расчет выполняют, исходя из условия равновесия моментов всех сил,
приложенных к жесткому диску АБВГД относительно оси, проходящей через центр
тяжести сечения в месте опорного линейного пластического шарнира ВГ,
расположенного в его плоскости.
Плиту монолитного безбалочного перекрытия армируют
сварными рулонными или плоскими сетками в соответствии с эпюрами изгибающих
моментов. Пролетные моменты воспринимают сетки, уложенные внизу плиты, а
опорные — сетки, уложенные в верхней зоне плиты. На опорах надколонных полос
в том и другом направлении действуют отрицательные моменты, поэтому арматуру
устанавливают в обоих направлениях по верху плиты ( 9.9, а). В пролетах
надколонной полосы (между капителями) в ее направлении действуют
положительные моменты, а в направлении пролетной полосы — отрицательные,
поэтому арматуру в пролетах надколонной полосы в обоих направлениях
устанавливают внизу и вверху плиты. Стержни верхних и нижних сеток заводят от
середины пролета в каждую сторону: 50% — на 0,3/ и 50% — на 0,35/.
В пролетах пролетных полос в обоих направлениях действуют
положительные моменты, поэтому сетки располагают внизу плиты ( 9.9, б). На
опорах пролетных полос (над надколонными полосами) действуют отрицательные
моменты, поэтому рабочую арматуру укладывают по верху полосы. Для фиксации на
расчетной высоте верхних стержней используют специальные подкладки. Капители
армируют конструктивно для воспринятия усадочных и температурных усилий, а
также в целях обеспечения более надежной и прочной связи колонны с плитой.
Сборные безбалочные перекрытия. Эти перекрытия состоят из
надколониых плит, расположенных в двух направлениях, пролетных плит и колонн
с капителями ( 9.10). Надколонные и пролетные плиты могут быть ребристыми и
пустотными. Капитель может представлять собой полую усеченную, квадратную в
плане пирамиду с отверстиями для пропуска колонн. Капители могут быть также
сплошными плоскими. Надколонные плиты соединяются с капителями жестко
приваркой выпусков арматуры из плит к закладным деталям капители. Пролетные
плиты опираются на надколонные шарнирно. Капители устанавливают на консоли
колонн и приваривают к закладным деталям стальными накладками. Стык колонн
устраивают в пределах покрытия с замоноли- чиванием, при этом на колонне и
внутренней поверхности капители устраивают пазы для обеспечения шпоночного
соединения этих конструкций.
В качестве типового решения принято перекрытие с сеткой
колонн 6x6м.
Многоэтажные здания со сборными балочными перекрытиями
проектируют по рамной схеме в продольном и поперечном направлениях. Ригелями
рамы являются надколонные плиты, а стойками — колонны. При расчете учитывают
увеличение жесткости стоек и уменьшение пролета ригелей за счет устройства
капителей. Приближенно изгибающие моменты в надколонной плите при равномерно
распределенной нагрузке могут определяться как в неразрезных балках с учетом
перераспределения усилий по формуле
где (g+v) —равномерно распределенная приведенная нагрузка
на 1 м длины панели; /0 — расчетный пролет, равный 1,05 расстояния в свету
между капителями.
Пролетные плиты при свободном опирании по четырем сторонам
рассчитывают по методу предельного равновесия как плиты, опертые по контуру.
Приближенно изгибающие моменты в этих плитах можно определить по формуле
Капители рассчитывают в обоих направлениях на нагрузку от
опорных давлений и моментов надколонных плит. Расчетную арматуру укладывают
по верху капители. Стенки капителей армируют конструктивно. Кроме того,
капители рассчитывают на монтажную нагрузку как консоли и при необходимости
устраивают дополнительную арматуру.
К сборным безбалочным перекрытиям относятся также
бескапительные перекрытия, возводимые методом подъема этажей. Работа по
возведению таких перекрытий производится в следующем порядке. Вначале
устраивают фундаменты, устанавливают железобетонные колонны на высоту яруса
(ярус до 15 м), устраивают подготовку 1-го этажа, по выровненной поверхности
подготовки бетонируют одну над другой пакет железобетонных плит перекрытий,
нанося между ними разделяющие слои, препятствующие сцеплению слоев бетона. В
местах, где колонны пересекают перекрытия, устраивают отверстия, усиленные
стальными закладными деталями — воротниками, предназначенными для увеличения
прочности и жесткости плит на излом и продавлива- ние. Подъем плит на
проектные отметки производят с помощью системы гидродомкратов, установленных
на колоннах, после чего их закрепляют.
|