Некоторые сведения о ребристых монолитных перекрытиях
Ребристое монолитное перекрытие с балочными плитами (рис. 8.4) состоит из плиты, работающей в одном направлении (по короткому пролету), опирающейся на второстепенные балки, которые, в свою очередь, передают нагрузку на главные балки. Элементы такого перекрытия монолитно связаны друг с другом и образуют жесткую горизонтальную диафрагму. Пролет главных балок составляет 6... 8 м, второстепенных — 5...7 м, плиты — 1,5...3 м, толщина плиты от 50...60 до 80... 100 мм (в зависимости от нагрузок). Высота сечения балок в долях от их пролета равна 1/12...1/20 для второстепенных и 1/8... 1/15 для главных, а ширина сечения составляет 0,4...0,5 высоты сечения соответствующей балки. Применяется обычно бетон класса В15.
Расчетный пролет принимают: для плиты равным расстоянию в свету между второстепенными балками, для второстепенных балок равным расстоянию в свету между главными балками (при опирании на стену принимается размер до оси опоры на стене). Если пролеты плиты равны между собой или отличаются незначительно (до 20 %), то расчет с учетом перераспределения усилий можно производить по «выравненным моментам». В плитах, имеющих по всему контуру монолитно связанные с ними балки, возникает распор, повышающий несущую способность конструкции; это учитывается дополнительным снижением на 20 % опорных и пролетных изгибающих моментов в указанных плитах.
Во второстепенной балке опорные и пролетные изгибающие моменты определяются отдельно для двух схем загружения. а) полная нагрузка в нечетных пролетах и условная нагрузка в четных; б) полная нагрузка в четных и условная — в нечетных пролетах. Введение условной нагрузки взамен постоянной g учитывает сдерживающее влияние главных балок на свободный поворот опор второстепенных балок, что в незагруженных пролетах уменьшает влияние временной нагрузки на отрицательные пролетные моменты.
Эпюры 1 максимальных пролетных моментов строят (рис. 8.5) на основании приведенных выше выражений и, кроме того, вычисляют минимальные моменты в пролетах (по параболам 2, соответствующим нагрузке и проходящим через ординаты опорных моментов). В итоге получают объемлющую эпюру моментов (рис. 8.5).
Поперечные силы Q во второстепенной балке принимают как в разрезных балках, кроме крайнего пролета, где поперечная сила равна 0,8 Q на крайней и 1.2 Q — на первой промежуточной опоре. При подборе сечений принимают ER = 0,35 (так как расчет ведется с учетом перераспределения усилий). В пролете расчетное сечение балки считают тавровым с полкой в сжатой зоне, на опоре расчетное сечение второстепенной балки принимают прямоугольным (плита в расчете балки не учитывается, так как находится в растянутой зоне).
Главную балку рассчитывают с учетом перераспределения усилий по той же методике, что и ригель сборного балочного перекрытия. Нагрузка на главную балку передается в виде сосредоточенных сил от опорного давления второстепенных балок; кроме того, учитывается нагрузка от собственной массы главной балки. В пролете главная балка работает как тавровая с шириной полки 1/3, а на опоре расчетное сечение балки принимают прямоугольным по тем же соображениям, что и для второстепенной балки (см. выше).
Плиту армируют рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры, переводя эти сетки в верхнюю зону на расстоянии 0,25 l от оси опоры (в зоне нулевых моментов). В крайних пролетах на основную сетку укладывают дополнительную, перекрывая на 0,25 l следующий пролет (рис. 8.6, а), при диаметре рабочих стержней 6 мм и более применяют раздельное армирование сетками (рис. 8.6, б).
При проверке прочности имеющейся плиты, когда задана арматура, а вместе с ней и предельные моменты, уравнения (8.7) достаточно, чтобы найти одно неизвестное — величину q.
При проектировании плиты под заданную нагрузку q имеем одно уравнение с шестью неизвестными моментами. Для решения задачи необходимо задаться соотношениями этих моментов, т. е. выразить через один из моментов все остальные моменты.
В том случае, если плита имеет не защемленные, а свободно (шарнирно) опертые края, соответствующие опорные моменты в (8.6) и (8.7) равны нулю. Подбор сечений арматуры ведут как для прямоугольных сечений. Арматуру вдоль меньшего пролгта устанавливают ниже арматуры, идущей в перпендикулярном направлении, что учитывается при определении рабочей высоты сечения.
В расчете принимают, что нагрузка на балки плит, опертых по контуру, передается с грузовых площадей, определяемых той же конвертной схемой. Расчет балок производится по методу предельного равновесия, причем моменты в долях от соответствующих моментов в свободно опертых балках принимают равными: в крайнем пролете и на первой промежуточной опоре — 0,7, в средних пролетах и на средних опорах — 0,5. Подбор сечений и армирование балки производят по аналогии с главной балкой ребристого перекрытия (см. выше).