XI.3. РЕБРИСТЫЕ МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ

Компоновка конструктивной схемы перекрытия

Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, вто­ростепенных и главных балок (рис. XI.19). Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бето­на класса В15.

Сущность конструкции монолитного ребристого пере­крытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Пол­ка ребер — плита работает на местный изгиб по про­лету, равному расстоянию между второстепенными бал­ками.

Второстепенные балки опираются на монолитно свя­занные с ними главные балки, которые, в свою очередь, опираются на колонны и наружные стены.

Главные балки можно располагать в продольном или поперечном направлении здания с пролетом 6—8 м. Вто­ростепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны (рис. XI.20, а). Пролет второстепенных балок может составлять 5—7 м, плиты 1,7—2,7 м.

Толщину плиты по экономическим соображениям при­нимают возможно меньшей. Минимальные ее значения составляют: для междуэтажных перекрытий промышлен­ных зданий 6 см, для междуэтажных перекрытий жи­лых и гражданских зданий 5 см. При значительных вре­менных нагрузках может потребоваться увеличение тол­щины плиты. Так, при временной нагрузке 10—15 кН/м² и пролете 2,2—2,7 м толщину плит принимают 8—10 см «(но условиям экономичного армирования). Высота сечения второстепенных балок составляет обычно (1/12 — 1/20) l, главных балок— (1/8—1/15) . Ширина сечения ба­лок b= (0,4—0,5) А.

Расчет плиты, второстепенных и главных балок

Расчетный пролет плиты принимают равным расстоя­нию в свету между второстепенными балками l₀ и при (тирании на наружные стены — расстоянию от оси опо-

Рис. XI.19. Конструктивные схемы ребристых перекрытий

Рис. XI.21. К расчету неразрезной плиты и второстепенных балок

Рис. XI.20. Схемы балок и плит ребристых перекрытий

ры на стене до грани ребра: для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяется полоса шириной 1 м (рис. Х1.20,б,в).

Расчетный пролет второстепенных балок l₀ принима­ют равным расстоянию в свету между главными балка­ми, а при опирании на наружные стены — расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки (рис. XI. 20, г).

Изгибающие моменты в неразрезных балочных пли­тах и второстепенных балках с разными или отличающи мися не более чем на 20 % пролетами определяют с уче­том перераспределения моментов и при этом создают равномоментную систему. В многопролетной балке (рис. XI.21) на средних опорах при равномерно распределен­ной нагрузке опорные моменты M_sup равны между со­бой. Используя уравнение равновесия (XI.5) для сече­ния в середине пролета, найдем

Отсюда

В первом пролете максимальный изгибающий момент будет в сечении, расположенном на расстоянии а ≈0,425l от свободной опоры; при этом

Привлекая уравнение равновесия (XI.5) и учитывая, что М_А=0, получим

Если принять значение изгибающего момента на пер­вой промежуточной опоре

найдем изгибающий момент в первом пролете

Если же принять равномоментную схему М₌ М_l= М_b, получим

округляя знаменатель (с погрешностью менее 5 % в сторону увеличения изгибающего момента), получим на первой промежуточной опоре и в первом пролете изги­бающий момент

Для плит, окаймленных по всему контуру монолитно-связанными с ними балками, изгибающие моменты (оп­ределяемые в предельном равновесии без учета распо­ра) в сечениях средних пролетов и на средних опорах уменьшаются на 20 % при условии h/l ≥1/30.

Для второстепенных балок огибающая эпюра моментов строится для двух схем загружения (рис. XI.22):

1)полная нагрузка g+υ в нечетных пролетах и условная нагрузка g+1/4υ в четных пролетах;

2)полная нагрузка g+υ в четных пролетах и услов­ная постоянная нагрузка в g+1/4υ нечетных пролетах.;

Рис. XI.22. Огибающая эпю­ра моментов второстепенной балки

Условную нагрузку вводят в расчет для того, чтобы опре­делить действительные отрицательные моменты в пролете второстепенной балки. Главная балка создает дополнительные, закрепления, препятствующий свободному повороту опор второстепенных балок, и этим уменьшает влияние временной нагрузки в загруженных проле­тах на незагруженные.

Поперечные силы второстепенной балки принимают: на крайней свободной опоре

на первой промежуточной опоре слева ;

на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах '

При подборе сечений в первую очередь уточняют размер поперечного сечения второстепенной балки по опорному моменту на первой промежуточной опоре. Поскольку расчет ведется по выровненным моментам, принимают ξ=0,35. На опоре действует отрицательный момент, плита оказывается в растянутой зоне и расчет ведут как для прямоугольного сечения, полагая рабочую высоту

Установив окончательно унифицированные размеры; сечения bxh, подбирают рабочую арматуру в четыре» расчетных нормальных сечениях: в первом и среднем пролетах — как для таврового сечения, на первой проме­жуточной и средней опорах — как для прямоугольного сечения. На действие отрицательного момента в сред­нем пролете расчет ведут как для прямоугольного сече­ния.

Расчет поперечных стержней выполняют для трех наклонных сечений: у первой промежуточной опоры слева и справа и у крайней свободной опоры.

Все изложенное о расчете ригеля сборного балочно­го перекрытия полностью относится и к расчету главной балки монолитного ребристого перекрытия.

На главную балку передается сосредоточенная на­грузка от опорного давления второстепенных балок (ко­торое только при двухпролетных второстепенных балках определяют с учетом неразрезности). Кроме того, учитывают собственный вес главной балки.

В местах пересечения второстепенной и главной балок над колонной в верхней зоне пересекается верхняя арматура трех элементов: плиты, второстепенной балки и главной балки. Поэтому на опоре главной балки в за­висимости от числа рядов арматуры принимают а=6... 9 см, при этом h_o=h—(6...9) см.

Особенностью подбора сечений главной балки по из­гибающим моментам является то, что на действие по­ложительного момента в пролете она работает как тав­ровая с шириной полки b_f =l/3, а на действие отрица­тельного момента на опоре — как прямоугольная с шириной ребра b .