Балочное монолитное перекрытие – 5.1.3. Монолитные железобетонные перекрытия

77 Балочные сборно-монолитные перекр. Безбалочные перекрытия

Балочные сборно-монолитные перекрытия

Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из сборных элементов и монолитных частей, бетонируе­мых непосредственно на площадке. Затвердевший бетон этих монолитных участков связывает конструкцию в еди­ную совместно работающую систему.

При пролетах до 9 м возможны перекрытия с предва­рительно напряженными элементами, которые имеют вид железобетонной доски и служат остовом растянутой зо­ны балки, снабженной арматурой

На эти элементы устанавливают корытообразные армированные элементы, а по ним, как по опалубочной форме, уклады­вают монолитный бетон. В неразрезных перекрытиях опи­санного типа над опорами устанавливают дополнитель­ную арматуру.

Безбалочное сборное перекрытие представляет собой систему сборных панелей, опертых непосредственно на капители колонн.

Основное конструктивное назначение капителей в том, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчетных пролетов и создать опору для панелей. Конструкция сборного безбалочного перекрытия со­стоит из трех основных элементов: капители, надколонной панели и пролетной панели. Капитель опирается на уширения колонны и воспринимает нагрузку от надко­ленных панелей, идущих в двух взаимно перпендикуляр­ных направлениях и работающих как балки.

Безбалочные монолитные перекрытия

Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на ко­лонны с капителями . Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы создать достаточную жесткость в месте сопряже­ние 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.

Для опирания безбалочной плиты на колонны в про­изводственных зданиях применяют капители трех типов: тип I — при легких нагрузках, типы II и III — при тяжелых нагрузках.

Вбезбалочных сборно-монолитиых перекрытиях осто­вом для монолитного бетона служат сборные элемен­ты — надколенные и пролетные панели Одно из возможных решений состоит в том, что капи­тели на монтаже временно крепят к колоннам съемными хомутами. Связь между колонной и капителью создается после замоноличивания перекрытия и образования бетон­ных шпонок на поверхности колонны.

На капителях колонн в двух взаимно перпендикуляр­ных направлениях укладывают надколенные плиты; в центре — пролетную плиту такой же толщины, опертую по контуру. Сборные плиты — пред­варительно напряженные, армированные высокопрочной арматурой.

78 Сборные ж\б конструкции одноэтажных промзданий, принципы расчёта и конструирования.

1) Элементы конструкций: колонны (стойки), заделанные в фундаменты, ригели покрытия (балки, фермы, арки), опирающеяся на колнны, панели покрытия, уложенные по ригелям, подкрановые балки, световые и аэрационные фонари. Основная конструкция каркаса – поперечная рама, образованная колоннами и ригелями.

Пространственная жесткость и устойчивость обеспечивается защемлением колонн в фундаменты. В поперечном направлении пространственная жесткость обеспечивается поперечными рамами, в продольном – продольными рамами образованными теми же колоннами, элементами покрытия, подкрановыми балками и вертикальными связями.

2) Компоновка здания – сетка колонн одноэтажных каркасных зданий с мостовыми кранами может быть 12х18, 12х24, 12х30 или 6х18 6х24 6х 30м Шаг колонн преимущественно 12м, если при этом шаге используются стеновые панели 6м то необходима установка по крайним осям промежуточные фахверковые колонны. При шаге колонн 12м возможен щаг ригелей 6м с использованием в качестве промежуточной опоры подстропильной фермы.

3) Связи: Основное назначение: обеспечение жесткости покрытия в целом,

придание устойчивости сжатым поясам ригелей поперечных рам, восприятие ветровой нагрузки, восприятие тормозных усилий от мостовых кранов. Виды связей: вертикальные, горизонтальные по нижнему поясу ригелей, горизонтальные по верхнему поясу ригелей, связи по фонарям.

4) Расчетная схема и нагрузки Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы покрытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др.

В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колонной считается шарнирным, а соединение колонны с фундаментом - жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля Цель расчета поперечной рамы – определение усилий в колоннах и подбор их сечения Ригель рамы рассчитывается независимо как однопролетную балку ферму или арку.

5) Плиты – крупные ребристые панели 3×12, 3х6м (основные )1,5×12, 1,5×3 (доборные) или типа «ТТ»

6) Балки покрытия - пролет 12, 18, 24м По форме очертания : ломанные, трапецевидные По форме сечения : прямоугольного, двутавровое , тавровое Высота балок 1/10…1/15 пролета

7)Фермы – пролет 18, 24, 30м Высота ферм 1/7..1/9 пролета

Плоские покрытия зданий компануются по 2 схемам: беспрогонной и прогонной.Безпрогонная схема- плиты крепят к ригелям , сварка в 3-х точках, замоноличивание. Длина опирания плиты 6м пролета-80мм min, пролета 12м – 100мм min. В этой схеме возможно расположение ригелей в продольном и поперечном направлении.

Прогонная схема- на ригелях крепят прогоны прямоугольного или таврового сечения, а по ним укладывают плиты шириной 1,5-3м. Эта схема более трудоемка и применяется при реконструкции здания.

В качестве элементов покрытия применяются ребристые плиты 6-12м, плиты типа 2Т, КЖС, типа П и оболочки. Плита 2Т и П может служить одновременно и ригелем.

В промышленных одноэтажных зданиях применяются колонны сплошного сечения и двухветвевые. Выбор сечения колонны зависит от грузоподъемности крана, высоты здания и шага колонн. В торце производственных зданий устанавливаются фахверковые колонны.

При компоновке конструктивной схемы здания для создания жесткого каркаса выбирают вертикальные и горизонтальные связи. Их количество и тип зависит от технологического процесса, количества температурных блоков, высоты здания и шага колонн.

Сборные железобетонные покрытия после сварки закладных деталей и замоноличивания образуют жесткую горизонтальную диафрагму, связывающую поверху поперечные рамы в единый пространственный блок, размеры которого определяются расстоянием между температурными швами. Нагрузки от массы покрытия снега, ветра, приложены одновременно по всем рамам блока. При этих нагрузках пространственная работа каркаса не проявляется и каждую плоскую раму можно рассматривать в отдельности. Нагрузка же от мостовых кранов приложена к 2-м или 3-м рамам блока, но благодаря связевой диафрагме в работу включаются и остальные рамы блока. Происходит пространственная работа каркаса, которая в расчете учитывается коэффициентом динамичности Cdin.

При длине блока 72м для второй от торца блока поперечной рамы находящейся в наиболее неблагоприятных условиях (отсутствует помощь соседних рам) , при шаге 12м Cdin=3,5 и при шаге 6м Cdin=4,7. Значения коэффициентов динамичности Cdin тем больше чем меньше шаг колонн и больше длина температурного блока. При остальных нагрузках Cdin=1.

Цель расчета поперечной рамы – подбор определенных усилий в колоннах от расчетных нагрузок и определение перемещений. Подбор сечений арматуры в колоннах и проверка назначенных сечений этих колонн. Прежде всего устанавливают расчетную схему здания, значение нагрузок и места их приложения. Поперечная рама – плоская стержневая система с жестким защемлением в фундаменте и шарнирным соединением ригелей с колонной.

Поперечная рама одноэтажного промышленного здания расчитывается на воздействие:

  • Постоянных нагрузок (масса покрытия, стены, собственный вес, масса колонн)

  • Временные нагрузки (длительного действия и кратковременного).

Длительные – от массы стационарно установленного оборудования, одного мостового крана, с коэффициентом 0,6 и части снеговой нагрузки.

Кратковременные – ветровая, нагрузка от 2-х сближенных кранов и части снеговой нагрузки.

Расчет рам выполняют на основные и особые сочетания нагрузок.

Постоянные нагрузки от массы покрытия передаются на колонну как вертикальное опорное давление ригелей F и определяется:

F=q·Af·G, где q-нагрузка от массы кровли, Аf-площадь на колонне среднего ряда.

Аfср.р=a·l; Afкр.р=a·l/2. G-нагрузка от массы ригеля. G=m·g.

Нагрузка F от покрытия приложена по оси опоры ригеля с эксцентриситетом e относительно оси надкрановой части колонн. Исследования установили, что давление приложено на расстоянии 1/3 длины опоры от внутренней ее грани. Расстояние до продольной координационной оси м.б. принято 175мм. Момент от действия этой нагрузки в надкрановой части: N1=F·e.

В подкрановой части колонны действует суммарный изгибающий момент, каждый со своим знаком: N2=M1+(Fk*ek)+Fп.б.*eп.б.+(-Fw*ew)

Снеговая нагрузка действующая на колонны поперечника здания:

F=So*Af*γf*μ, где So- нормативный вес снегового покрова в зависимости от географического района строительства; μ- коэффициент зависящий от профиля кровли; γf- коэффициент надежности по нагрузке .

Эксцентриситет приложения этой нагрузки принимается также как для постоянной нагрузки от покрытия.

Ветровая нагрузка – на колонну передается через стеновые панели, в виде распределенной нагрузки. P=a·ω, где ω- расчетное ветровое давление принимается в зависимости от района строительства и высоты здания.

Ветровая нагрузка в месте соеденения колонны с ригелем заменяется сосредоточенной.

Крановая нагрузка передается от 2-х сближенных кранов по линии влияния опорной реакции подкрановой балки.одно колесо крана распологается на опоре. Крановая нагрузка действует вертикально и горизонтально. Max и min вертикальная крановая нагрузка: Dmax=Fmax·Σyi, где Fmax

- давление одного колеса крана на рельс подкрановой балки; Σyi- сумма ординат линий влияния в местах расположения колес крана.

Вертикальная крановая нагрузка передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с эксцентриситетом от подкрановой балки оси до оси сечения подкрановой части колонны.

Момент от крановой вертикальной нагрузки: Mmax= Dmax·lп.б.

Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения от 2-х кранов определяется по тем же линиям влияния: H=Hmax·Σyi.

  • Основная система получается введением дополнительной связи препятствующей горизонтальному смещению.

  • Задаемся размерами сечения колонны и определяем их жесткости как для бетонного сечения , предпологает упругую работу материала.

  • Основная система подвергается единичному смещению, возникает реакция RΔ от смещения.

  • Затем основную систему последовательно загружаем постоянной и временной нагрузкой. Fпост.кр; Fs; P; N; Dmax;H.

  • Находим суммарную реакцию от каждого вида загружения во всех стойках. R1pi=Σrgi

  • Определяем изгибающий момент , продольную силу и поперечную силу в каждой стойке или колонне, как и консольной балке от действия упругой реакции Re и одной из внешних нагрузок. Для расчета колонн необходимо знать усилия как минимум в 3-х сечениях:

А) над крановой консолью

Б) под крановой консолью

В) в основании колонны.

А) Mmax--- N; Q

Б) Mmin----- N;Q

В) Nmax--- M; Q

Рассматривая две группы основных сочетаний. В 1 гр. Основных сочетаний учитываются постоянные и одна временная нагрузка с коэффициентом сочетания γi=1. во второй группе учитываются постоянные и несколько временных в их наиболее невыгодном сочетании при γi=0,9

studfiles.net

6. При каких соотношениях сторон Lх/Lу плиты монолитных перекрытий могут быть балочными или опертыми по контуру.

Плиты в зависимости от соотношения сторон опорного контура могут быть:

- при соотношении сторон l2/l1 > 2 – балочные, работающими на изгиб в направлении меньшей стороны; при этом изгибающим моментом в направлении большей стороны ввиду его малости пренебрегают;

- при соотношении сторон l2/l1 ˂ 2 – опертыми по контуру, работающими на изгиб в двух направлениях, имеющими перекрестную рабочую арматуру

7. Расчетная схема плиты монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами.

1 – главные балки; 2 – второстепенные балки; 3 – колонны;

4 – грузовая полоса второстепенной балки; 5 – грузовая полоса плиты;

6 – грузовая площадь главной балки; 7 – грузовая площадь колонны

При проектировании плит перекрытий главной задачей является максимальное (по возможности) удаление бетона из растянутой зоны.

Направление, пролеты и размеры поперечных сечений элементов перекрытия определяют по технологическим, архитектурным и конструктивным требованиям. Все элементы перекрытия монолитно взаимосвязаны.

8. Расчет плиты монолитного ребристого перекрытия с учетом перераспределения усилий вследствие пластических деформаций

Расчетный пролет плиты принимают равным расстоя¬нию в свету между второстепенными балками (до ме¬ста изменения размера высоты сечения) и при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани ребра; для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м.

Расчетный пролет второстепенных балок k также при¬нимают равным расстоянию в свету между главными бал¬ками, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки.

Изгибающие моменты в неразрезных балочных пли¬тах и второстепенных балках с пролетами разной или отличающейся не более чем на 20 % длиной, определяют с учетом перераспределения моментов и при этом созда¬ют равномоментную систему. В многопролетной балке опорные моменты на средних опорах при равномерно распределенной нагрузке g равны меж¬ду собой. Используя уравнение равновесия для сечения в середине пролета, находя.

В крайних пролетах

М1=q l012/11

В среднем пролете и над средними опорами

М2= Мс= q l022/16

Над вторыми от края опорами

Мв= q l022/11

9. Армирование плиты монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

Многопролетные балочные плиты в соответствии с характером эпюры моментов армируют рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры; рулон раскатывают по опалубке поперек второстепен­ных балок (рис. XI.23, а). Сетки перегибают на рассто­янии 0,25lот оси опоры (в местах нулевых моментов) и укладывают на верхнюю арматуру каркасов второсте­пенных балок. В первом пролете на основную сетку пли­ты укладывают дополнительную, которую заводят за опоры на 0,25l(рис.XI.23, б). Если нужна более силь­ная рабочая арматура — диаметром 6 мм и

более — плиты армируют в пролете и на опоре раздельно рулонны­ми сетками с поперечным расположением рабочей арматуры (рис.XI.23, в, г).

Главную балку армируют в пролете двумя или тре­мя плоскими каркасами, которые перед установкой в опалубку объединяют в пространственный каркас. Два плоских каркаса доводят до грани колонны, а третий (если он есть) обрывают в соответствии с эпюрой момен­тов. Возможен также обрыв в пролете части стержней каркасов. На опоре главную балку армируют самостоя­тельными каркасами, заводимыми сквозь арматурный каркас колонн (рис. XI.25). Места обрыва каркасов и отдельных стержней устанавливают на эпюре арматуры.

studfiles.net

Балочные сборно-монолитные перекрытия и безбалочные перекрытия.

Балочные сборно-монолитные перекрытия

Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из сборных элементов и монолитных частей, бетонируе­мых непосредственно на площадке. Затвердевший бетон этих монолитных участков связывает конструкцию в еди­ную совместно работающую систему.

При пролетах до 9 м возможны перекрытия с предва­рительно напряженными элементами, которые имеют вид железобетонной доски и служат остовом растянутой зо­ны балки, снабженной арматурой

 На эти элементы устанавливают корытообразные армированные элементы, а по ним, как по опалубочной форме, уклады­вают монолитный бетон. В неразрезных перекрытиях опи­санного типа над опорами устанавливают дополнитель­ную арматуру.

Безбалочное сборное перекрытие - система сборных панелей, опертых на капители колонн.

Основное конструктивное назначение капителей в том, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчетных пролетов и создать опору для панелей. Конструкция сборного безбалочного перекрытия со­стоит из трех основных элементов: капители, надколонной панели и пролетной панели. Капитель опир-ся на уширения колонны и воспринимает нагрузку от надко­лонных панелей, идущих в двух взаимно ┴ направлениях и работающих как балки.

Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на ко­лонны с капителями . Устройство капителей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы создать достаточную жесткость в месте сопряже­ние 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.

Для опирания безбалочной плиты на колонны в про­изводственных зданиях применяют капители трех типов: тип I — при легких нагрузках, типы II и III — при тяжелых нагрузках.

В безбалочных сборно-монолитиых перекрытиях осто­вом для монолитного бетона служат сборные элемен­ты — надколенные и пролетные панели Одно из возможных решений состоит в том, что капи­тели на монтаже временно крепят к колоннам съемными хомутами. Связь между колонной и капителью создается после замоноличивания перекрытия и образования бетон­ных шпонок на поверхности колонны.

На капителях колонн в двух взаимно перпендикуляр­ных направлениях укладывают надколенные плиты; в центре — пролетную плиту такой же толщины, опертую по контуру. Сборные плиты — пред­варительно напряженные, армированные высокопрочной арматурой.

studopedia.net

Состав балочного монолитного перекрытия? — КиберПедия

Монолитные плиты, второстепенные балки, главные балки.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия

В состав конструкции балочного панельного сборного перекрытия входят плиты и поддерживающие их балки, называемые ригелями, или главными балками ( XI.2,а). Ригели опираются на колонны и стены; направление ригелей может быть продольное (вдоль здания)' или поперечное ( XI.2,б). Ригели вместе с колоннами образуют рамы.

В поперечном направлении перекрытие может иметь два-три пролета (для гражданских зданий) и пять-шесть пролетов для промышленных зданий. Размеры пролета ригелей промышленных зданий определяются общей компоновкой (разработкой) конструктивной схемы перекрытия, нагрузкой от технологического оборудования и могут составлять 6; 9 и 12 м при продольном шаге колонн 6 м. Размеры пролета ригелей гражданских зданий зависят от сетки опор, которая может быть в пределах 3,0— 6,6 м с градацией через 0,6 м.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролета и шага ригелей, типа и размеров плит перекрытий; при этом учитывают:

1) величину временной нагрузки, назначение здания, архитектурно-планировочное решение;

2) общую компоновку конструкции всего здания.

В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создается рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлении, а панели — в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а плиты—поперечное. В каждом случае выбирается соответствующая сетка колонн;

3) технико-экономические показатели конструкции перекрытия. Расход железобетона на перекрытие должен быть минимальным, а масса элементов и их габариты должны быть возможно более крупными в зависимости от грузоподъемности монтажных кранов и транспортных средств.

При проектировании разрабатывают несколько вариантов конструктивных схем перекрытия и на основании сравнения выбирают наиболее экономичную.

Общий расход бетона и стали на устройство железобетонного перекрытия складывается из соответствующего расхода этих материалов на плиты, ригели и колонны. Наибольший расход железобетона — около 65 % общего количества — приходится на плиты. Поэтому экономичное решение конструкции плит приобретает важнейшее значение.

Новые конструктивные решения металлических балок.Двутавровая балка (двутавр) может иметь длину, равную 4-12м, длина такой балки зависит от того, какое предназначение она имеет. В том случае если сортамент двутавров имеет длину менее четырех метров, он является непригодным для использования и считается остатком. Очень важным показателем длина балки (двутавра) выступает в том случае, когда требуется просчитать допустимый коэффициент кривизны. Данный коэффициент должен быть более 1/5 части длины всего изделия. Что касается высоты, которую имеет балка двутавр, то она варьируется от 10 до 100 сантиметров.
Каждая балка двутавр, не зависимо от ее типа, обладает своим определенным номером, означающим либо условный размер, единицей измерения которого являются сантиметры, либо означающим высоту балки. При этом если высота и длина двутавра являются единицей непостоянной, то ширина ее полок и толщина стенок являются неизменными, так как прописаны в ГОСТе.
На сегодняшний день основной сферой, в которой широко применяется сортамент двутавров, выступает строительная сфера. Нужно заметить, что балка двутавр впервые начала использоваться в строительстве уже достаточно давно. Так, первые упоминания об этих изделиях пришли еще с 1884 года, именно тогда балки применялись для возведения здания в США, которое состояло из десяти этажей. В то время вместе с колоннами из чугуна впервые использовали изделия из стали.
Двутавр отлично подходит для возведения прочных конструкций, в том числе она зачастую применяется в создании перекрытий, опор мостов и т.д. Балка двутавровая имеет в сечении Т-образный вид, именно благодаря этому с ее помощью можно без труда создавать необходимые конструктивные изгибы. Балка двутавр классифицируется на несколько различных видов, в зависимости от того, какую толщину стенок и полок она имеет.
Одним из вариантов двутавра являются широкополочные балки. В большинстве случаев широкополочныйдвутавр используется в качестве опорных направляющих во время строительства несущих конструкций. Балки такого типа изготавливаются из толстого стального листа и предназначены для очень больших нагрузок, поэтому они идеально подходят для использования в строительстве многоэтажных зданий. Широкополочные двутавровые балки относятся к балкам, которые имеют параллельные грани полок. При использовании таких балок нет необходимости применять дополнительные закрепления конструкции, основная причина этого заключается в большой жесткости балок по отношению к оси «у», которая достигается шириной их полок.
Кроме этого использование широкополочной балки в возведении конструкций дает возможность снизить их итоговую стоимость. Это достигается в результате возможности использовать такие балки, как самостоятельные элементы (благодаря мощности сечений и параллельности граней полок). Подобный элемент не нуждается в специальной обработке, поэтому работа по созданию конструкции становится в несколько раз легче.
Не менее востребованными является и балка двутавр с уклоном граней полок. Одним из видов таких балкой выступает балка двутавр специальная, на которую распространяется ГОСТ 19425-74. Чаще всего применяется металлическая балка двутавр специальная, как швеллер в автомобильной промышленности, используется для армирования стволов шахт и т.д. При этом уклон граней специальных балок с различным назначением также имеет определенные отличия. Например, балки, предназначенные для армирования шахтных стволов, должны иметь уклон граней, который не превышает 16%, а уклон граней балок для подвесных путей не должен быть более 12%.
Специальная балка (двутавр) может обладать различным уровнем точности, который имеет специальное обозначение. Например, высокая точность балки обозначается буквой «А», а обычная точность – буквой «Б». В случае с горячекатаными балками повышенная точность имеет обозначение «Б», а обычная точность – обозначение «В».
Если говорить о том, при помощи каких методов изготавливается сортамент двутавров, то на сегодняшний день используются два способа изготовления стального двутавра.
Первый способ изготовления заключается в горячей прокатки специальной заготовки из стали, прокатка осуществляется на специальных сортовых станках. Двутавр, изготовленный таким методом, называется горячекатаным. Считается, что именно горячее катание является стандартным методом изготовления металлических балок.
Второй способ изготовления сортамента двутавров состоит в сварке горячекатаного листа. Такая балка двутавр, соответственно, называется сварным двутавром.





 

 

 

 


cyberpedia.su