книги / Проектирование сборных железобетонных ребристых плит покрытий и перекрытий
..pdfФедеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермский государственный технический университет»
Т.В. Ю рина
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕБРИСТЫХ ПЛИТ ПОКРЫТИЙ И ПЕРЕКРЫТИЙ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебно-методического пособия
Издательство Пермского государственного технического университета
2008
УДК 624.012.45 Ю72
Рецензенты:
канд. техн. наук, доцент И.Л. Тонков (Пермский государственный технический университет);
главный конструктор Н.А. Соловьева (ООО «Кауди»)
Ю рина, Т.В.
Ю72 Проектирование сборных железобетонных ребристых плит покрытий и перекрытий: учеб.-метод. пособие / Т.В. Юрина. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. - 47 с.
ISBN 978-5-398-00032-0
Рассмотрены особенности проектирования и расчета ребристых панелей с учетом требований новых нормативных документов по же лезобетонным конструкциям.
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальностям 270102 «Промышленное и гражданское строи тельство» и 270106 «Производство строительных конструкций».
УДК 624.012.45
©ГОУВПО «Пермский государственный
технический университет», 2008
1. Общие сведения
Проектирование плит покрытий и перекрытий предусматрива ется учебным планом в курсовом или дипломном проекте по строи тельным специальностям.
Плиты (панели) покрытий типовых серий длиной 12 и 6 м, ши риной 1,5 и 3 м изготавливают по рабочим чертежам. Плиты шири ной 1,5 м используют как доборные в местах повышенных снеговых отложений и перепадов профиля покрытия. Для покрытий и пере крытий общественных зданий разработаны чертежи плит 1,5x15 м типа Т и 3x15 м типа 2Т (серия 1.242-1).
За последнее время в практике строительства применяют круп норазмерные плиты покрытий «на пролет», что позволяет сократить число монтажных элементов, дает некоторые архитектурные и кон структивные преимущества. К ним относятся крупноразмерные же лезобетонные сводчатые плиты со сводчатой поверхностью, двух консольные плиты 2Т и ребристые плиты под малоуклонную кров лю. Пролеты этих плит принимаются 18 и 24 м, их ширина 3 м.
Исходные данные для проектирования (размер плиты, вид на прягаемой арматуры, степень агрессивности среды, вид и величина нагрузок и т.д.) принимаются по заданию руководителя проекта.
На первой странице пояснительной записки выписываются исходные данные, в том числе и предельная ширина кратковремен ного и длительного раскрытия трещин для неагрессивной среды по СП 52-102-2004 или для агрессивной среды по СНиП 2.03.11-85* «Защита строительных конструкций от коррозии». Предельно допус тимая ширина раскрытия трещин зависит от условий работы и экс плуатации, агрессивности среды и класса арматуры. Выписываются также нормативные и расчетные сопротивления для заданного класса бетона и класса арматуры по таблицам СП 52-102-2004.
2.Выбор опалубочных размеров панели (плиты)
Взависимости от заданного размера панели в плане и величины нагрузок (снеговой для панелей покрытия или полезной для пере крытия) назначают опалубочные размеры элементов в соответствии
срекомендациями, приведенными в табл. 1. По примеру, показанно му на рис. 1, выполняют опалубочный чертеж панели.
Рекомендуемые опалубочные размеры (мм) ребристых панелей в зависимости от размера и нагрузки на 1 м2
Размеры |
Нагрузка, |
Толщина |
Высота |
Ширина |
Высота |
Ширина поперечного |
|||
панели, |
Н/м2 |
полки h'f |
продольного продольного поперечного |
|
ребра |
||||
м |
|
(назначается |
ребра |
ребра |
ребра |
по низу Ь\ по верху Ь2 |
|||
|
|
кратной 5) |
h |
|
Ар |
Л. |
|||
6x1,5 |
5000-40 000 |
30-60 |
300-400 |
70 |
-100 |
140 |
50 |
80 |
|
6x3 |
3500-13 000 |
30-40 |
300 |
70 |
-100 |
150 |
50 |
80 |
|
12x1,5 |
5000-13 000 |
30^10 |
450 |
80 |
-120 |
150 |
50 |
80 |
|
12x3 |
3500-10 000 |
30-40 |
450 |
80-120 |
160 |
60 |
80 |
||
15x3 |
3500-15 000 |
30-50 |
600 |
80 |
-120 |
160 |
60 |
80 |
|
18x3 |
3500-8000 |
30-40 |
600-900 |
8 |
-120 |
160 |
60 |
80 |
|
на опоре |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2-2
Рис. 1. Опалубочный чертеж панели: 1- продольное ребро; 2 - поперечное ребро; 3 - полка; 4 - вут
На рис. 1 использованы следующие обозначения: /1!Ли Ь^, - но минальные длина и ширина плиты; А - высота плиты; b'f и А /- соот ветственно ширина и толщина полки; и /1ср - крайний и средний
пролеты в свету; акр и аср - крайнее и среднее расстояние между ося ми поперечных ребер; Ьжи /к - конструктивные размеры плиты по НИЗУ, Ьк —Ьпп—30, 1К /ап —30.
3. Расчет полки панели по прочности (первая группа предельных состояний)
3.1. Сбор нагрузок
Подсчет нагрузок производится по табл. 2 с учетом принятой конструкции покрытия или пола (для междуэтажных перекрытий).
Таблица 2 Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 полки
|
|
Норма |
Коэффициент Расчетная |
||
Вид нагрузки |
Подсчет |
тивная |
надежности |
нагрузка, |
|
нагрузка, |
|||||
|
|
по нагрузке |
Н/м2 |
||
|
|
Н/м2 |
|
|
Постоянная (g), |
|
|
|
в том числе от веса: |
|
|
|
- полки |
0,03x25 000 |
750 |
м |
- утеплителя |
0,10x4000 |
400 |
1,2 |
- рулонного ковра |
|
|
|
или конструкции |
|
|
|
пола |
|
300 |
1,2 |
Итого: |
|
gn= 1450 |
|
Временная (v): |
|
|
|
снеговая для покры |
СНиП или |
|
|
тия или полезная |
|
|
|
для перекрытия S |
по заданию S„ = 2240 |
|
|
Полная (q ), |
|
q»- 3690 |
|
в том числе: |
|
С учетом |
|
постоянная и дли |
|
вида |
|
тельная qi |
|
нагрузок |
|
830
480
360 g= 1670
5=3200
q = 4870
Нагрузка от утеплителя определяется как произведение его тол щины 5 и плотности р. Нагрузка от веса полки определяется как произведение толщины полки А/ и плотности железобетона р.
Снеговая нормативная нагрузка на покрытие
«$л ~ 5оЩ
где S0 - снеговая нагрузка на земле (горизонтальная поверхность), принимаемая по заданию или СНиП 2.01.07-85* в зависимости от снегового района места строительства;
р - коэффициент перехода от нагрузки на земле к нагрузке на покрытии (коэффициент снегоотложения), зависит от профиля по крытия и схемы здания, принимается по СНиП 2.01.07-85* или по заданию руководителя.
Коэффициент надежности по нагрузке у/ и длительная часть от временной нагрузки принимаются по СНиП или по заданию руково дителя.
Длительная часть полезной нагрузки на перекрытие принимает ся в зависимости от назначения здания по СНиП или по заданию ру ководителя.
Полная расчетная нагрузка, определенная в табл. 2, умножается на коэффициент надежности по ответственности здания у„, прини маемый по СНиП 2.01.07-85*.
3.2. Подбор арматуры полки плиты
Полка армируется сварной сеткой из арматуры класса В500 (Вр-I) диаметром от 3 до 5 мм. Расчетные сопротивления арматуры принимают по табл. 2.7 и 2.8 пособия [12], а по результатам расчета уточняют диаметр и шаг арматуры в сетках. Минимальный шаг ар матуры сеток принимается равным 100 мм, максимальный - 400 мм с градацией через 50 мм.
Работа полки плиты и направление рабочей арматуры сеток за висит от соотношения расстояния между поперечными и продоль ными ребрами в свету (в местах защемления). Полка плиты рас сматривается как пластинка, жестко опертая по контуру продоль ных и поперечных ребер, при этом в зависимости от соотношения сторон (пролетов полки плиты) различают три случая работы полки (рис. 2).
Рис. 2. Расчетные схемы полки панели в зависимости от размещения ребер:
1- расчетная полоса; 2 - характер трещинообразования; Р - направление рабочей арматуры сетки; К - то же, конструктивной
Случай 1 (рис. 2, а). Если в панелях нет поперечных ребер (кро ме торцевых) и отношение пролетов полки в свету 1\Нг > 2, то полка плиты работает в коротком направлении, рабочая арматура в сетке располагается по направлению короткого пролета. Для расчета арма туры выделяется полоса шириной 1 м, расчетным пролетом которой является расстояние между продольными ребрами панели в свету А>= h-
Изгибающий момент в пролете и на опорах полки плиты
M =3hL, |
(1) |
il |
|
где q - полная расчетная нагрузка, определенная по таблице сбора нагрузок.
Коэффициент атопределяется по формуле [11, формула (39)]
М |
(2) |
О-т |
|
У*W ? |
’ |
где уь - коэффициент условий работы бетона;
Rh - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (приз менная прочность) [12, табл. 2.4];
b'f - ширина расчетной полосы (100 см);
Л0 - рабочая высота сечения, если сетка размещается в середине полки, то ho- h'f /2 + d /2 ; если сетка размещается у растянутой гра
ни с защитным слоем 1,0 см, то Ао= h'f - 1,25; d - диаметр арматуры, h'f - толщина полки.
Площадь сечения арматуры на полосу шириной 1 м [12, форму
ла (3.10)] |
|
As = %Rbb'f hQ/ Rs, |
(3) |
где Ç - относительная высота сжатой зоны бетона, £, = 1 - |
^1 - 2txm; |
Rs - расчетное сопротивление арматуры класса В500 (Вр-I), по табл. 2.8 [12] Д,= 415 МПа (4250 кгс/см2).
По требуемой площади арматуры на полосу шириной 1 м, выби рая диаметр и площадь одной проволоки, определяют шаг рабочей
арматуры, используя таблицы сортамента арматурной проволоки. Шаг арматуры сеток принимают кратным SO мм из условий сварки их на станках. Поэтому количество проволок в сетке на 1 м принима ется равным 4 при шаге 250 мм, 5 - при шаге 200 мм, 7 - при шаге 150 мм и 1 0 - при шаге 100 мм.
Коэффициент армирования
ц = - ^ - 1 0 0 % . 100А}
Он должен быть в пределах 0,3-0,8 %, но не менее 0,1 %.
В другом направлении принимается арматура класса В500 диа метром 3-4 мм конструктивно с шагом не более 400 мм.
Разные варианты армирования полки панели показаны на рис. 3.
Рис. 3. Схемы армирования полки панели: а - с расположением сетки посередине толщины при А„ < 35 мм; б - с переводом сетки вверх; в - с ус тановкой приопорных сеток