Расчет и конструирование плит, опертых по контуру

Плиты, опертые по контуру, армируют плоскими сварными сетками с рабочей арматурой в обоих направ­лениях. Поскольку изгибающие моменты в пролете, при­ближаясь к опоре, уменьшаются, количество стержней в прионорных полосах уменьшают. С этой целью в про­лете по низу плиты укладывают две сетки разных раз-

меров, обычно с одинаковой площадью сечения армату­ры. Меньшую сетку не доводят до опоры на расстояние l _k (рис. 1Х.29, а). В плитах, неразрезиых и закрепленных на опоре, принимают 1_к = 1₁/4, в плитах, свободно опертых 1_к = l₁/8, где l₁ меньшая сторона опорного контура. Пролет­ную арматуру плит конструируют также и из унифицированных сеток с продольной рабочей арматурой. Сетки вкладывают в пролете в два слоя во взаимно перпендикулярном направлении (рис. XI.29, б). Монтажные стер­жни сеток не стыкуются.

Надопорная арматура неразрезных многопролетных плит, опертых по контуру, при плоских сетках в пролете конструируют аналогично надопорной арматуре балоч­ных плит (см. рис. XI.23, в).

Плиты, опертые по контуру, рассчитывают кинемати­ческим способом метода предельного равновесия. Плиту в предельном равновесии рассматривается как систему плоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям излома пластическими шарнирами, возникающими в пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опоpax вдоль балок (рис.; XI.30, в). Изгибающие моменты плиты М зависят от площади арматуры A_s, пересечен­ной пластическим шарниром, и определяются на 1 м ширины плиты по формуле: M=R_sA_sZb.

При различных способах армирования плит, опертых по контуру, составляют уравнение работ внешних и внут­ренних сил на перемещениях в предельном равновесии и определяют изгибающие моменты от равномерно рас­пределенной нагрузки. ^:

Панель плиты в общем случае испытывает действие пролетных М₁, М₂ и опорных моментов М_1, M'_1, М_11, M'₁₁ (рис. XI.30, б). В предельном равновесии плита под на­грузкой провисает, и ее плоская поверхность превраща­ется в поверхность пирамиды, гранями которой служат треугольные и трапециевидные звенья. Высотой пира­миды будет максимальный прогиб плиты f, угол поворо­та звеньев

Внешняя нагрузка в связи с провисанием плиты пе­ремещается и совершает работу, равную произведению интенсивности нагрузки qна объем фигуры перемещения;

При этом работа внутренних сил определяется ра­ботой изгибающих моментов на соответствующих углах поворота (см. рис. XI.30, в)

Из условия равенства работ внешних и внутренних сил Aq=Аm приравняем формулы (XI.37) и (XI.38), а

угол поворота φ заменим его значением по формуле

(XI.36). Тогда

Если одна из нижних сеток плиты не доходит до опоры на ^l/4 l, площадь нижней рабочей арматуры, пере­сеченной линейным пластическим шарниром в краевой полосе, будет вдвое меньше и формула (XI.39) принима­ет вид

В правые части уравнений (XI.39) — (XI.40) входят расчетные моменты на единицу ширины плиты: два про­летных момента М1, М₂ и четыре опорных момента М_1, M'_1, М_11, M'₁₁. Пользуясь рекомендуемыми соотношения­ми между расчетными моментами задачу сводят к одному неизвестному.

Если плита имеет один или несколько свободно опертых краев, то соответствующие опорные моменты в урав­нениях (XI.39) и (XI.40) принимают равными нулю.

Расчетные пролеты 1₁ и 1₂ принимают равными рас­стоянию (в свету) между балками или расстоянию от оси опоры на стене до грани балки (при свободном опи­рании).

Сечение арматуры плит подбирают как для прямо­угольных сечений. Рабочую арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в направлении большего пролета. В соответствии с та­ким расположением арматуры рабочая высоте сечения плиты для каждого направления различна и будет отли­чаться на размер диаметра арматуры.

Безбалочные монолитные перекрытия
Перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на колонны. Колонны могут быть с капителями и без капителей. Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями. Использование капителей позволяет создать достаточную жесткость в местах сопряжения монолитной плиты с колонной, обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капители, уменьшить расчетный пролет безбалочной плиты и более равномерно распределить моменты по ее ширине [10].

Безбалочное перекрытие проектируют с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. Отношение большего пролета к меньшему ограничивается величиной 1, 5. Наиболее рациональна квадратная сетка колонн. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие стены, контурные обвязки или консольно выступать за капители крайних колонн.

Для опирания безбалочной плиты на колонны в производственных зданиях применяют капители трех типов. Во всех трех типах капителей размер между пересечениями направлений скосов с нижней поверхностью плиты принимается исходя из распределения опорного давления в бетоне под углом 45⁰.

Размеры и очертания капителей подбираются так, чтобы исключить продавливание плиты по периметру капителей. Толщину безбалочной монолитной плиты находят из условия достаточной ее жесткости.

Безбалочное перекрытие рассчитывается по методу предельного равновесия. Экспериментально установлено, что для безбалочной плиты опасными загружениями являются как полосовая нагрузка через пролет, так и сплошная по всей площади. При этих загружениях возможны две схемы расположения линейных пластических шарниров и излома плиты.

При полосовой нагрузке в предельном равновесии образуется три линейных пластических шарнира, соединяющих звенья в местах излома. В пролете пластический шарнир образуется по оси загруженных панелей и трещины раскрываются внизу. У опор пластические шарниры отстоят от осей колонн на расстоянии, зависящей от формы и размеров капителей, и трещины раскрываются вверху. В крайних панелях при свободном опирании на стену по наружному краю образуется всего два линейных шарнира – один в пролете, один у опоры вблизи первого промежуточного ряда колонн.

При сплошном загружении в средних панелях возникают взаимно перпендикулярные и параллельные рядам колонн линейные пластические шарниры с раскрытием трещин внизу, при этом каждая панель делится пластическими шарнирами на четыре звена, вращающихся вокруг опорных линейных пластических шарниров, оси которых расположены в зоне капителей обычно под углом 45⁰ к рядам колонн. В средних панелях над опорными пластическими шарнирами трещины раскрываются только вверху, а по линиям колонн прорезают всю толщу плиты. В крайних панелях схема образования линейных пластических шарниров изменяется в зависимости от конструкции опор.

При загружении полосовой нагрузкой для случая излома отдельной полосы с образованием двух звеньев, соединенных тремя линейными шарнирами, среднюю панель рассчитывают из условия, что сумма пролетного и опорного моментов, воспринимаемых сечением плиты в пластических шарнирах, равны балочному моменту плиты.

Монолитная балочная плита армируется рулонными или плоскими сварными сетками. Пролетные моменты воспринимаются сетками, уложенными внизу, а опорные моменты – сетками, уложенными вверху.

Применяемые для армирования безбалочной плиты узкие сетки с продольной рабочей арматурой на участках, где растягивающие усилия возникают в двух направлениях, укладывают в два слоя по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Вблизи колонн верхние сетки раздвигают, либо в сетках устраивают отверстия с установкой дополнительных стержней, компенсирующих прерванную арматуру. Капители армируют по конструктивным соображениям, главным образом для восприятия усадочных и температурных усилий.

Рис. 33. Монолитныежелезобетонные пере­крытияа - ребристое; б - кес­сонное; в - безбалочное; 1 - плита; 2 - балки; 3- колонны

Рнс. 10.33. Сопряжение конструкций сборно-монолитного безОалочного перекрытия

/-колонна; 2 - капительная плита; 3 - межколонная плита-балка; 4-пролетные шпгты-панели; 5 -поперечные стержни-сетки; 6 - продольные стержни-сеткн

безбалочное пере-

Рнс. 10.34. Сборно-монолитное крытие конструкции НИИЖБ

/ - бетон замоноличивания; 2 - предварительно-напряженная межколонп, 1я плнта с проволочной арматурой; 3 -.)а-соиггая ре6рнс1 о стаканная капитель; 4 -нижняя колонна; б - пролетная 1лпта; < i - верхняя колонна; 7 - сварная сетка верхней арматуры над опорами; в-колонны нижнего этажа