Железобетон

Сборный железобетонный унифицированный каркас

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

5. ПЕРЕКРЫТИЯ

В связевом каркасе перекрытия воспринимают вертикальные эксплуатационные нагрузки, а также обеспечивают жесткость и неизменяемость здания в горизонтальной плоскости путем передачи и распределения усилий от ветровых и других горизонтальных нагрузок.

Перекрытия в целом образуют совместно с вертикальными диафрагмами жесткости общую пространственную систему жесткости здания.

Диски перекрытия воспринимают горизонтальные нагрузки: распределенные по площади фасада здания; усилия от колонн, имеющих переломы или искривления продольных осей; усилия от колонн рам, объединенных в единую пространственную систему для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок; реакции диафрагм от вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также усилия от температурно-влажностных воздействий, возникающие вследствие объединения отдельно стоящих диафрагм в общую систему жесткости; реакции диафрагм, возникающие из-за изменения их положения в плане в различных этажах здания.

Внешние и внутренние горизонтальные усилия определяют компоновку дисков перекрытий в плане. Наряду с этими факторами компоновка перекрытий определяется системами отверстий для пропуска коммуникаций, лифтов, лестниц, а также конструктивными соображениями.

Перекрытия выполняются из сборных железобетонных панелей, которые опираются на полки ригелей, консоли диафрагм жесткости, а также как исключение на стальные балки.

Панели перекрытия легкого каркаса — многопустотные, высотой 220 мм. Панели перекрытия тяжелого каркаса двух типов: многопустотные и ребристые высотой 400 мм.

Все панели перекрытия делятся на следующие виды: рядовые; внутренние, укладываемые по внутренним рядам колонн; фасадные, укладываемые по фасадным рядам колонн и несущие нагрузку от огражающих конструкций; доборные, укладываемые у диафрагм жесткости, у ригелей второго направления, лестничных клеток и т. д.; сантехнические укладываемые в местах пропуска коммуникаций и заглубленных сантехнических трубопроводов.

Кроме того, в состав номенклатуры панелей перекрытий входят изделия для балконов и лоджий, а также фасадные лестничные распорки, используемые в качестве наружных обвязок выходящих на фасад лестничных клеток.

Основной тип опирания панелей перекрытий на полки ригелей и консоли диафрагм жесткости — через слой свежеуложенного цементного раствора.

Рядовые и фасадные распорки связываются в узлах поверху монтажными накладками из стержней класса A-I и полосовой стали ВСтЗпсб, обеспечивающими передачу горизонтальных   растягивающих усилий в горизонтальных дисках перекрытий. При поворотах панелей от вертикальных нагрузок монтажные накладки в узлах работают аналогично «текучим рыбкам» ригелей.

Концевые прикрепления монтажных накладок предусмотрены исходя из возможности их изготовления из партий стали с повышенным пределом текучести а™ах =350 МПа, рекомендованным

ЦНИИСК для расчетов возможного повышенного предела текучести отдельных партий стали ВСтЗ.

Распорки, укладываемые вдоль линии фасада, кроме связи между собой соединяются с колоннами, обеспечивая тем самым устойчивость каркаса в продольном направлении на монтаже. Продольное растягивающее усилие для фасадных распорок, наиболее загруженных горизонтальными усилиями при работе в составе диска перекрытия, принято 240 кН на две опорные части, для внутренних распорок 120 кН.

На боковых поверхностях панелей перекрытий предусмотрены шпонки. Система шпонок обеспечивает передачу через замоволи-ченные швы между панелями перекрытий, ригелями и панелями диафрагм жесткости горизонтальных и вертикальных сдвигающих усилий. В зимних условиях раствор (бетон) замоноличивания предусмотрено укладывать с электронагревом или противоморозными добавками.

Важным вопросом в статической работе перекрытий является обеспечение совместной работы настилов на вертикальные нагрузки. Теоретические и экспериментальные исследования совместной работы настилов в перекрытии, загруженных продольными полосовыми нагрузками, показали, что наибольшее значение прогибов и изгибающих моментов в 3—4 раза меньше, чем у отдельно работающих панелей под такой же нагрузкой. Это является результатом участия в работе системы незагруженных панелей.

Доля участия отдельных элементов в совместном восприятии внешней нагрузки неодинакова и зависит от соотношения жесткости элементов на изгиб и кручение, а также соотношения ширины и пролета панелей. Чем выше жесткость панелей на кручение, тем на большей поверхности перекрытия рассредоточиваются изгибающие моменты при действии местной нагрузки.

На основании этих исследований перекрытия в зданиях с унифицированным каркасом были рассчитаны с учетом совместной работы сборных настилов при различных вариантах расположения перегородок или других сосредоточенных нагрузок. В соответствии с этим первоначально была установлена единая унифицированная нагрузка на настил 11 кН/м2, что позволило на первом этапе освоения унифицированного каркаса применить один типоразмер настила вместо применявшихся ранее нескольких типов настилов, рассчитанных под нормальную (без перегородок) и тяжелую (с учетом перегородок) нагрузки.

По мере роста возможностей производства был осуществлен переход на унифицированные расчетные нагрузки 6 и 12,5 кН/м2.

Панели перекрытий, осваивавшиеся до 1970 г., имели по боковым граням прорезные шпонки, хорошо работающие только на горизонтальные сдвигающие усилия. В последующем с учетом необходимости выравнивания вертикальных дефор-ций, исключения «клавишности» перекрытий, улучшения их звукоизолирующих качеств был осуществлен переход на замкнутые круглые шпонки. В этой связи пересмотрена технология изготовления многопустотных настилов: настилы изготовляются на поддонах, имеющих неподвижные продольные борта высотой, равной высоте нижнего выступа боковой поверхности настила (распорки) — 70 мм. Остальные боковые и торцовые поверхности формуются в подвижной бортоснастке.

Это конструктивное решение обеспечивает, кроме того, повышенную точность геометрических размеров изделий.

Настилы и распорки легкого каркаса изготовляются из бетона марки М 200, тяжелого каркаса — из бетона марки М 400.

Основной вариант армирования для изделий номинальных пролетов более 4,2 м предусматривает применение стали класса A-IV с #а = 510 МПа и натяжением стержневой арматуры на упоры формы электротермическим методом. Кроме того, предусмотрена возможность использования стали Ат-V С расчетным сопротивлением #а = 640 МПа. Ненапрягаемая арматура для всех видов изделий сетчатая с единым шагом продольных стержней 200 мм, что позволяет изготовлять сетки для изделий разных марок на одной сварочной машине с минимальными затратами времени на ее переналадку.

Все элементы перекрытий имеют повышенный предел огнестойкости, равный 1,5 ч (СНиП П-2-80—Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений).

Кубиковая прочность бетона к моменту передачи на него предварительного напряжения и отпускная кубиковая прочность — 14 МПа.

Наряду с многопустотными настилами проходили экспериментальную проверку.крупногабаритные керамзитобетонные предварительно напряженные плоские настилы толщиной 18 см, которые оказались эффективными для объектов с повышенными требованиями по звукоизоляции (масса этих плит 350 кг/м2 создает необходимые предпосылки для обеспечения требуемой звукоизоляции от воздушного шума). Строгая калибровка настилов по толщине позволила укладывать в жилых домах непосредственно по плите синтетический рулонный ковер на упругой основе, защищающий перекрытия от ударного шума.

В целях дальнейшей индустриализации строительства в системе унифицированного каркаса разработаны перекрытия шириной 3 м при пролете 6 и 6,6 м.

Перекрытия тяжелого каркаса рассчитаны на унифицированные расчетные нагрузки 12,5 и 16 кН/м2 и выполняются также предварительно напряженными с применением стали классов A-IV и Ат-V

В целях экономии металла закладные детали в фасадных распорках для крепления панелей наружных стен могут в зависимости от характера ограждающих конструкций по требованию заказчика устанавливаться с шагом, кратным 300 мм.

Работа дисков перекрытий обеспечивается только после окончания сварки закладных деталей и замоноличивания, что необходимо учитывать как при загружении перекрытий, так и при монтаже вышележащих ярусов каркаса. Подробные требования к порядку ведения работ излагаются в специальных методических материалах, в том числе требованиях к проекту производства работ.

Дальнейшее совершенствование элементов перекрытий, главным образом больших пролетов, должно быть направлено на повышение марок бетона и отказ на этой основе от поперечной арматуры, применявшейся ранее в этих конструктивных элементах.

В 1979—1980 гг. НИИЖБ, ЦНИИЭП жилища и ЦНИИЭП учебных зданий разработали конструкцию многопустотных пред-напряженных панелей без поперечной арматуры пролетом 9,6 м под расчетные нагрузки 3300, 4500, 6000 и 8000 Н/м2. Панели высотой 26 см, шириной 120 см, имеющие пять круглых пустот диаметром 18 см, изготовлены из бетона марок М 400 и М 450. Толщина полок и ребер 4 см, приведенная толщина бетона 15,2 см. Высота панелей принята с учетом увеличения жесткости поперечного бетонного сечения и обеспечения надежной звукоизоляции междуэтажных перекрытий.

Панели армировали напрягаемой арматурой класса К-7 диаметром 6 мм без каркасов и сеток. Степень предварительного натяжения канатов — 0,65. Расход арматуры в таких панелях по сравнению с подобными панелями, армированными напрягаемой и поперечной арматурой, оказался меньше на 40 %, или на 3 кг/м2.

Расчеты многопустотных преднапряженных панелей перекрытий без поперечной арматуры пролетом 9,6 м, проведенные согласно СНиП П-21-75, показали, что продольное армирование обеспечивает требуемые прочность, жесткость и трещиностойкость панелей. Однако для восприятия поперечной силы от действия равномерно распределенной нагрузки и момента по наклонному сечению при мгновенном отпуске арматуры по расчету требуется постановка ненапрягаемой арматуры. В связи с этим были испытаны опытные многопустотные преднапряженные панели перекрытий без поперечной арматуры пролетом 9,6 м, запроектированные на расчетную нагрузку 6000 Н/м2 (без учета собственного веса) и изготовленные методом непрерывного армирования с помощью намоточной машины электромеханическим способом. Расход арматуры составлял по условию обеспечения трещиностойкости 3,96 кг/м2. Цель исследования — оценка работы панелей при отпуске напрягаемой арматуры, а также при действии нагрузки, равномерно распределенной и сосредоточенной у опоры. Общее усилие натяжения перед бетонированием составляло 630 кН. Арматуру для обеспечения плавного отпуска обрезали дуговой сваркой при прочности бетона 36 МПа в определенной последовательности.

По характеристикам бетона и арматуры вычислили теоретические значения прочности, жесткости и трещиностойкости панелей, которые сопоставили с опытными данными. Изучение работы панелей при отпуске арматуры показало, что зона передачи напряжения арматурой равна 35—45 см. Величина зоны анкеровки более соответствует теоретическому значению ее при плавном отпуске арматуры 55 см (при мгновенном отпуске арматуры — 68 см) J Максимальные относительные деформации бетона составили (30—35) 10-5, что соответствует замеренной силе обжатия.

Проведенные экспериментальные работы имеют большое значение для дальнейшего совершенствования перекрытий унифицированного каркаса.

 Перекрытия из железобетона. Перекрытия

 Перекрытия и полы

 ПЕРЕКРЫТИЯ. Безбалочные перекрытия

 Перекрытия разделяют отдельные этажи здания, нередко выполняя еще ...

 ПЕРЕКРЫТИЯ. Перекрытия состоят из конструктивной части, нижней ...

 Виды перекрытий Перекрытия разделяют здания по высоте и передают ...

 Перекрытия из железобетонных плит значительно прочнее и ...