Обратная связь с SSRN

Обратная связь (необходимый)

Электронная почта (необходимый)

Если вам нужна немедленная помощь, позвоните по номеру 877-SSRNHelp (877 777 6435) в США или +1 212 448 2500 за пределами США с 8:30 до 18:00 по восточному поясному времени США, с понедельника по пятницу.

Понимание структуры двухполосной системы перекрытий

БЛОГ НОВОСТИ И ТЕНДЕНЦИИ

Стандарт строительных конструкций определяет двухстороннюю систему плит как систему бетонных плит, в которой два стержня арматуры расположены в двух направлениях независимо от наличия или отсутствия балки, передающей нагрузку на колонну. ‘. Кроме того, в ACI 318 это выражается как «системы плит усиливают изгиб более чем в одном направлении, с балками между опорами или без них». Таким образом, двухсторонняя система плит относится к системе плит, в которой арматурные стержни расположены с возможностью изгиба в двух или более направлениях независимо от наличия или отсутствия балок в столбчатых рядах. Типичные типы двухсторонних систем перекрытий, обычно используемые сегодня, включают двусторонние плиты с балками, плоские плиты, плоские плиты и вафельные плиты.

Рис.1. Типичные типы двухсторонней плиты

√ СОДЕРЖАНИЕ

1. Концепция двухсторонней плиты

2. Диапазон применения

3 3

2. Диапазон применения

4. Общая информация

5. Расположение плиты

6. Открытие плиты

7. Метод прямого расчета

8. Метод эквивалентного фрейма

9. Ссылки

Вы можете скачать полное содержание этой страницы в конце этой страницы.

1) Двухчастотная плита с пучком

балки помещаются вдоль края плиты, а колонны устанавливаются на краю пластины, чтобы поддерживать плиту и луче. . Система называется двусторонней плитой с балками. (Показано на рисунке 1) В этой системе, если отношение длинной стороны к короткой стороне плиты плиты равно двум или более, перенос h в основном осуществляется за счет изгиба в направлении короткой стороны, поэтому это называется плита односторонняя. С другой стороны, по мере того, как отношение длинной стороны к короткой стороне постепенно уменьшается до 2 или менее, передача нагрузки из-за изгиба в направлении короткой стороны уменьшается, а передача нагрузки из-за изгиба в направлении длинной стороны увеличивается, в результате чего в двусторонней плите, в которой нагрузка передается за счет изгиба в двух направлениях.

2) Плоская плита

С развитием технологии строительного проектирования основная колонна стала постепенно исчезать из двусторонней плиты с балками, которые использовались в течение длительного времени. В результате получается плоская плита, в которой колонна непосредственно поддерживает плиту плиты без основной колонны. Плоская плита представляет собой очень эффективную и экономичную двустороннюю систему, и она стала системой плит, широко применяемой в многоэтажных зданиях, таких как квартиры, многоквартирные дома, общежития, гостиницы и больницы. Плоская плита представляет собой систему конструкции пола, состоящую из самой простой формы опалубки и расположения арматуры, и имеет то преимущество, что ее можно построить за более короткий период времени и с меньшими трудозатратами, чем любая другая система конструкции пола. Кроме того, плоские плиты имеют множество преимуществ с точки зрения архитектурно-планировочного решения. Например, поскольку структура пола тонкая, высота пола низкая, поэтому высота наружных навесных стен, внутренних перегородок, лифтов и лестниц, воздуховодов и трубопроводов для оборудования и т. д. уменьшается. Объем здания уменьшается, поэтому нагрузка на отопление и охлаждение также снижается. В частности, в зданиях с ограничениями по высоте можно будет планировать больше этажей на ограниченной высоте за счет снижения высоты этажа. Кроме того, плоская плита представляет собой очень гибкую систему конструкции пола, в которой можно свободно размещать колонны, перегородки, небольшие проемы и т.п. Недостатком плоской плиты является то, что плита представляет собой самую толстую конструкцию пола из-за конструктивных требований, таких как сдвиг и прогиб. Тем не менее, толстые плиты также имеют преимущество в улучшении огнестойкости и снижении шума между этажами.

3) Плоская плита

Одним из факторов, ограничивающих использование плоских плит, является чрезмерная толщина, вызванная двусторонним сдвигом вокруг колонны. Для плоских плит с большой нагрузкой или длинным пролетом требуемая толщина вокруг колонны из-за двустороннего сдвига велика, что приводит к большой общей толщине плиты. В этом случае, как показано на рисунке 1, существует метод армирования только плиты вокруг колонны за счет частичного увеличения толщины, который называется откидной панелью или заглушкой. Система плит, в которой плоская пластина усилена грифом или пластиной для сдвига таким образом, называется плоской плитой. Иногда по той же причине, что и накладка грифа, используется головка колонны с приподнятой верхней частью колонны в форме трубы, как показано на рисунке 1. Для удобства конструкции гриф считают частью плиты, а оголовок — частью колонны. Преимущество плоской плиты заключается в снижении фиксированной нагрузки, поскольку количество бетона уменьшается, а опалубка немного сложнее, чем плоская плита. Плоские плиты, как и плоские плиты, имеют небольшую высоту пола, поэтому обладают различными преимуществами. Таким образом, плоские плиты и плоские плиты, колонны которых непосредственно поддерживают плиту без установки основных балок колонн, называются «двухсторонней плитой без балки».

4) Вафельная плита

Вафельная плита представляет собой двустороннюю балочную конструкцию, состоящую из бетонной балки, расположенной ортогонально в 2 направлениях, как показано на рис. 1, и сплошного оголовка вокруг колонны. Как правило, двусторонние бетонные балки можно выполнить с использованием ортогональной опалубки купольного типа, а для повышения прочности на сдвиг часть, соответствующую наземной доске вокруг колонны, обрабатывают как пластину без установки балки. Для удобства вафельная плита представляет собой систему конструкции пола, которая особенно полезна в конструкциях пола, где требуется толстая плита из-за большого пролета или большой нагрузки, поскольку вафельная плита рассматривает всю плиту как гриф и значительно снижает фиксированную нагрузку по сравнению с к плоской плите. Иногда нижняя часть вафельной плиты обнажается, чтобы выразить геометрическую красоту двусторонних бетонных балок.

Метод прямого расчета и метод эквивалентной рамы, двухсторонние методы проектирования плит, четко указанные в стандарте, основаны на результатах, полученных путем анализа показателей производительности различных систем плит и ряда обширных эксперименты. Поскольку речь идет об армировании изгибной арматуры, для обеспечения устойчивости системы плит необходимо отдельно рассмотреть требования по передаче нагрузки между плитой и колонной на изгиб, кручение и сдвиг.

Основные принципы проектирования стандартных двусторонних плит могут быть применены ко всем конструкциям из плоских плит, к которым применяются внеплоскостные нагрузки, но для некоторых типов плит применение метода прямого расчета или эквивалентного метода каркаса ограничено. Общие типы двусторонних перекрытий, к которым можно применить метод прямого проектирования или эквивалентный каркасный метод, включают двухстороннюю плиту с балками, плоскую плиту и вафельную плиту.

Плита, поддерживающая в основном одностороннюю, или плита с арматурными стержнями, выполненными с возможностью сопротивления изгибу только в одном направлении, не включается в категорию двусторонних плит. Кроме того, из этой категории исключаются грунтовые плиты, если только они не воспринимают вертикальную нагрузку других элементов конструкции и не передают ее на землю.

В перекрытии с балками метод прямого расчета или эквивалентный метод набора можно применять только тогда, когда балка размещается вдоль края плиты перекрытия, а балка и плита опираются на размещение колонн или опор без прогиба на краю плиты плиты.

То есть метод прямого расчета или эквивалентный метод каркаса не может быть применен к двусторонней плите, которая поддерживает плиту с промежуточными балками в одном направлении и поддерживает плиту и промежуточные балки с основными фермами в другом направлении. Даже в этом случае его можно спроектировать, применяя общие требования стандарта, но расчет должен основываться на расчете конструкции с учетом возможности прогиба промежуточных балок и основных ферм, поддерживающих плиту.

В случае плиты, поддерживаемой стеной, стена рассматривается как балка с бесконечной жесткостью в методе прямого расчета или эквивалентном методе каркаса. Поэтому в этом случае стена должна быть установлена ​​по всей длине края плиты. Стена короче края плиты может рассматриваться как колонна и проектироваться методом прямого расчета или эквивалентным методом каркаса.

2-полосная система перекрытий может быть спроектирована любым образом, если она удовлетворяет требованиям стандарта использования и жесткости. Он также может быть проанализирован с помощью метода расчета, указанного в стандарте, метода прямого расчета (DDM) или метода эквивалентной рамы (EFM), или он может быть разработан на основе анализа конструкций, в котором основные принципы строительной механики непосредственно изложены. применяемый. Однако при проектировании двусторонней системы перекрытий не следует полагаться исключительно на структурный анализ. Если физические размеры плиты отклоняются от общепринятой практики, это следует обосновать на основе точной информации об ожидаемых нагрузках и уверенности в напряжениях и деформациях конструкции.

1) Расчет конструкции на вертикальную нагрузку

В методе расчета вертикальной нагрузки, указанном в стандарте, есть методы прямого расчета и эквивалентного каркаса. Метод прямого расчета представляет собой приблизительный метод расчета для получения изгибающего момента с использованием коэффициента момента, а метод эквивалентной рамы представляет собой более точный метод анализа для получения изгибающего момента с помощью упругого анализа. Хотя метод прямого расчета является приблизительным методом расчета, это метод, который может разумно определить изгибающий момент с точки зрения безопасности в рамках ограничивающих условий применения.

Прямой расчет и эквивалентные каркасные методы могут применяться только к конструкциям, в которых колонны или стены в основном расположены под прямым углом. Поскольку эти методы проектирования могут применяться независимо от наличия или отсутствия балок основных колонн, их можно применять к проектированию двусторонних плит с балками, плоских плит, плоских плит, таких как плоские плиты и вафельные плиты. Здесь следует отметить, что ни один из этих методов проектирования не может быть применен к системе перекрытий, в которой большие балки поддерживают малые балки.

Другими словами, эти методы расчета могут быть применены только тогда, когда все балки расположены вдоль ряда колонн, а балка и плита опираются на установку колонн или опор без прогиба по всем углам плиты плиты. Конечно, также возможно проектирование на основе структурного анализа, в котором непосредственно применяются основные принципы строительной механики всех конструкций перекрытий, независимо от пригодности условий применения для этих двух методов проектирования.

2) Структурный анализ на боковую нагрузку

В течение жизненного цикла конструкции в плите возникают трещины из-за изгиба под действием строительной нагрузки, нормальной занимаемой нагрузки и ожидаемой избыточной нагрузки, а также изменения объема при усадке при высыхании и температуре изменять. При расчете поперечной нагрузки следует использовать жесткость плиты с учетом трещин, чтобы предотвратить недооценку бокового смещения конструкции из-за ветровых или сейсмических нагрузок. Для структурного анализа на боковую нагрузку можно использовать любую расчетную модель, основанную на приближенном решении, которое удовлетворяет условию баланса сил и условию геометрического соответствия, но результат должен разумно согласовываться с данными испытаний.

Расчетная модель должна быть способна учитывать влияние не только трещин в плите, но и соотношение сторон плиты плиты ( l ₂ /l ₁ ), отношение пролета плиты и длина колонны ( c ₁ / l ₂ ) и соотношение сторон поперечного сечения колонны ( c ₂ / c ₁ ). Для доступных приближенных решений существуют конечно-элементная модель изгиба пластины, модель эффективной ширины балки и модель эквивалентной рамы, жесткость элемента должна быть снижена за счет учета трещин в любом случае.

Обычно предполагается, что жесткость на изгиб железобетонной плиты составляет от 25% до 50% жесткости на изгиб участка без трещин.

1) Полоса проектирования

Двухсторонняя плита анализирует стандартную полосу проектирования, разделенную осевой линией колонны, и делит каждую полосу проектирования на полосу столбцов и среднюю полосу изгибающий момент проектной полосы в заданном соотношении.

Полоса колонны представляет собой дизайнерскую полосу с наименьшим значением между 0,25 l ₂ и 0,25 _l1 по обе стороны от центральной линии колонны в качестве ширины с одной стороны. Так как ширина полосы колонны может измениться при изменении пролета вдоль проектного стола, ее следует правильно спроектировать и отрегулировать. Причина, по которой пролет имеет стандарт меньшего значения среди l ₁ и l ₂ , заключается в том, что изгибающий момент имеет тенденцию концентрироваться вблизи основной колонны, если он меньше ширины плиты.

Рис. 2. Двухполосная расчетная полоса перекрытия

часть плиты в качестве полки, как показано на рисунке 3. Ширина полки в экструдированном состоянии должна быть больше глубины, на которую балка выступает над или под плитой, и не должна превышать четырехкратной толщины плиты. Расчетная постоянная и жесткость, используемые в методе прямого расчета или эквивалентном методе каркаса, должны быть получены из этого эффективного поперечного сечения.

Рис. 3. Эффективное сечение балки

изгибная жесткость плиты в той же конструкции. При этом изгибная жесткость плиты рассчитывается по отношению к эффективному поперечному сечению балки по всей ширине расчетной полосы. Коэффициент жесткости балки-плиты является расчетной константой, используемой для условий расчета минимальной толщины плиты, условия применения метода прямого расчета и расчета коэффициента распределения изгибающего момента для основной колонны. Отношение жесткости балки к плите обычно выражается как α

4) Капитальная панель и колонна

Для уменьшения количества арматурных стержней, противодействующих отрицательному моменту верхней части колонны в плоской плите, или для увеличения прочности плиты на сдвиг вокруг колонны или чтобы применить минимальную толщину, которая не требует учета прогиба, откидная панель должна быть установлена ​​с определенным размером из стандарта, как показано на рисунке 5 (1). Капитель колонны может быть установлен меньше, чем откидная панель, только для увеличения прочности на сдвиг, как показано на рисунке 5 (2). Для плиты, на которую устанавливается откидная панель или капитель колонны, следует учитывать не только область вокруг колонны, но и прочность на сдвиг вокруг них. При оценке количества арматуры плиты в откидной панели толщину откидной панели под плитой следует принимать менее 1/4 расстояния от края откидной панели до грани колонны или лицевая сторона головы колонны.

Рисунок 5. Откидная панель и капитель колонны

толщина может быть определена без географических и сложных расчетов прогиба. Эта минимальная толщина применяется к плите, у которой отношение длинной стороны к короткой стороне плиты (β) равно 2 или меньше. При использовании меньшей толщины необходимо рассчитать прогиб и подтвердить, что прогиб меньше допустимого стандарта прогиба.

Минимальная толщина плоской плиты

Таблица 1 является переводом стандартной таблицы, и минимальная толщина рассчитывается путем применения ее к плите без балки внутри, такой как плоская плита, плоская плита и вафельная плитка. Даже если вокруг плиты имеется балка, эту таблицу следует применять, когда средний коэффициент жесткости балки-плиты (α _м ) составляет 0,2 или меньше. Когда речь идет о «С откидной панелью» в таблице 1, это означает случай установки откидной панели большего размера, чем требуется в стандарте), он должен рассматриваться как «Без откидной панели», если он установлен меньше этого . Следует отметить, что даже если для увеличения прочности на сдвиг устанавливается откидная панель большего размера, чем требуется по стандарту, минимальная толщина не может быть уменьшена. «Случай с краевой балкой» относится к случаю установки краевых балок с коэффициентом жесткости балка-плита 0,8 и более, а балка нормального размера имеет коэффициент жесткости балка-плита 0,8 и более. Минимальная толщина плиты без откидной панели составляет 120 мм, а для плиты с откидной панелью минимальная толщина составляет 100 мм.

Таблица 1. Минимальная толщина плоской плиты

Минимальная толщина двусторонней плиты с балкой

Минимальная толщина двусторонней плиты с балкой применяется при средней балке коэффициент жесткости плиты (α _м ) балки вокруг плиты превышает 2, минимальная толщина рассчитывается в зависимости от стандарта следующим образом. Величина β представляет собой отношение длинной стороны к поперечному сечению плиты плиты.

(1) При среднем отношении жесткостей балки-плиты 0,2<α _м <2,0,

(2) При среднем отношении жесткостей балки-плиты 2,0 ≤ α _м

4 3

 (3) Для наружных плит должны быть установлены краевые балки с коэффициентом жесткости балки-плиты (α) 0,8 или более, либо минимальная толщина, полученная по приведенным выше формулам, должна быть увеличена на 10 % или более.

В табл. 2 приведены значения минимальной толщины двусторонней плиты с балками по коэффициенту жесткости крайних балок (α), среднему коэффициенту жесткости периферийных балок (α _м ), и отношение длинной стороны к короткой стороне плиты плиты (β).

Таблица 2. Минимальная толщина 2-первой плиты с пучком-внешняя плита (ƒy = 400MPA)

1) Минимальный сумма и максимальный шнур Brend

Минимальное количество арматуры изгибаемого стержня

Количество арматурных стержней для двусторонних плит должно быть больше, чем количество арматурных стержней, требуемых для усадочной теплокатаной арматуры. То есть арматуру с расчетным нормативным пределом текучести 400 МПа и менее следует устраивать с 0,002 bh и более, а для арматуры с расчетным нормативом предела текучести 500 МПа арматуру с расчетным нормативным пределом текучести менее 0,016 bh. (b=ширина плиты, h=толщина плиты)

Максимальное расстояние между изгибаемыми стержнями

Максимальное расстояние между изгибаемыми стержнями предусмотрено для предотвращения трещин в плите и возможности сосредоточенных нагрузок, действующих на узкие участки. В нашем стандарте указано, что изгибаемая арматура двухполосной плиты должна быть усилена толщиной не более чем в два раза больше толщины плиты и не более 300 мм только в опасном сечении, а для других предельный шаг не предусмотрен. разделы. Однако следует отметить, что в ACI318-14 максимальное расстояние ограничено не более чем двойной толщиной плиты и менее 450 мм (опасное сечение), а также 3-кратной толщиной плиты и менее или равным 450 мм (сечение кроме опасной части).

2) Развертка и соединение изгибаемого стержня

В случае, если двусторонняя плита поддерживается краевыми балками, колоннами или стенами на краю, арматурный стержень с положительным и отрицательным моментом, перпендикулярный краю, должен быть закреплен как следует.

Арматурный стержень с положительным моментом на прерывистом конце

Арматурный стержень с положительным моментом на прерывистом конце, ортогональном краю плиты, должен доходить до края и быть заглубленным не менее чем на 150 мм от опорной части краевой балки, колонны, или стена с прямой линией или крючком. (Рис. 6, 7 и 8)

Арматурный стержень с отрицательным моментом на прерывистом конце

Арматурный стержень с отрицательным моментом с прерывистым концом, перпендикулярным краю плиты, должен быть закреплен на опорной поверхности рамной балки, колонны или стены путем изгиба, зацепления или другими способами .

Арматурный стержень Деталь плоской плиты

• Если плоская плита включена в раму, воспринимающую боковую силу, длина выступа арматурного стержня, вероятно, будет больше, чем длина, показанная на рис. 6, из-за комбинации боковая сила и вертикальная нагрузка, поэтому это должно быть подтверждено расчетом конструкции.
• Все нижние стержни основной колонны должны быть непрерывными или иметь натяжные соединения класса А в области, показанной на Рис.6. На чертеже стандарта это правило выражено как «В этой области это должно быть соединение класса А», это немного незрелое выражение, его необходимо изменить как «Соединения натяжением разрешены только в этой области. , и должны использоваться натяжные соединения класса А». Это связано с тем, что значение «В этой области должно быть соединение класса А» может быть истолковано как разрешение соединений (таких как соединения класса B) в других областях. Кроме того, в этом пункте следует отметить, что он усилен натяжением класса B в ACI318-14 (из ACI318-08) следующим образом и включает полностью механические и полностью сварные соединения.
  

  * В этом пункте «Рис. 8.7.4.1.3a’ идентичен рисунку 6.

• Два и более стержня из всех нижних стержней полосы колонны должны проходить между основными стержнями колонны, она должна быть выработана больше требуемой длины выработки во внешнем цоколе.