Расчёт монолитного ребристого перекрытия

Классификация плит перекрытия

Существует три типа плит перекрытия:

Пустотные (ППП). Сегодня они являются наиболее востребованным материалом на строительном рынке. Применяют их не только в жилом и промышленном строительстве, но и в частном. Иногда их используют при сооружении теплотрасс и тоннелей.

Ребристые (РПП). В поперечном сечении эти изделия имеют П-образную форму. Область применения подобных изделий – промышленное строительство, гаражи, прокладка трубопроводов для отопительных и водопроводных систем.

На заметку! При строительстве жилых домов их не используют ввиду того, что поверхность стыка потолка со стенами приобретает неказистую форму, в результате чего усложняется его отделка, а также прокладка инженерных коммуникаций.

Полнотелые (ПТПП). Эти изделия представляют собой монолитные ж/б плиты перекрытия, заливку которых осуществляют непосредственно на строительном объекте.

На первых двух типах остановимся поподробнее.

элемента

Для изгибаемых элементов, армированных стержневой арматурой, ширина раскрытия трещин определяется по формуле:

Где ц₁
при длительном действии нагрузки – 1.4, при кратковременном – 1;

ц₂
=0.5 для арматуры периодического профиля;

ц₃
=1 для изгибаемых элементов;

у_s
– напряжение в продольной растянутой арматуре, определяемое по формуле:

Где М – момент от нагрузок, учитываемых в расчете;

z_s
– расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до точки приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне элемента. Для элементов тавровой формы значение z_s
может быть принято равным:

l_s
– базовое расстояние между смежными нормальными трещинами:

Значение l_b
должно быть не менее 10 см и не более 40 см. Принимаем l_b
=40 см.

Где А_bt
– площадь сечения растянутой зоны бетона.

ш_s
– коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций растянутой арматуры между трещинами:

Непродолжительная ширина раскрытия трещин:

Где а_crc1
– ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и временной длительной нагрузок;

а_crc2
– от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

а_crc3
– от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Допустимая ширина раскрытия трещин 0.3 мм – непродолжительная и 0.2 мм – продолжительная.

3.4 Конструирование арматуры ригеля

Для построения эпюры материалов определяем изгибающие моменты, воспринимаемые сечениями ригеля.

Средний пролет.

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, армированным 4х18 А-400 А_s
=10.18 см2
(рис. 9 сеч. 3-3):

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, армированным 2х18 А-400 А_s
=5.09 см2
(рис. 9 сеч. 4-4):

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, армированным 2х28 А-400 А_s
=12.32 см2
– опорной арматурой (рис. 9 сеч. 4-4):

Изгибающий момент, воспринимаемый сечением, армированным 2х16 А-400 А_s
=4.02 см2
(рис. 9 сеч. 3-3):

Рисунок 7

Для конструирования арматуры ригеля строим эпюры материалов. По эпюре материалов определяем величины изгибающих моментов в точках теоретического обрыва и соответствующие им значения поперечных сил Q. Определяем Q графически.

Величины поперечных сил составляют:

Величины поперечных сил в сечениях, соответствующих точкам теоретического обрыва стержней среднего ригеля:

В точке обрыва Q₁
=177.7 кН

В точке обрыва Q₂
= 184.8кН

Обе точки расположены на приопорном участке ригеля.

Усилия в хомутах на единицу длины:

Длины анкеровки обрываемых стержней:

Требования

К готовым изделиям предъявляются следующие требования:

• размеры должны соответствовать ГОСТу для ребристых панелей;
• обязательное соответствие стандартам прочности, жесткости и устойчивости перед растрескиванием, морозостойкости (устанавливается испытанием);
• закладные и монтажные петли должны быть произведены из стали установленного стандарта и определенного диаметра. Металлические элементы подвергаются обработке антикоррозийными составами, а формы для заливки соответствуют утвержденным стандартам.

К бетону также существуют требования, а именно:

• легкие бетоны обладают плотностью 1м³/1800-2000 кг и соответствуют обозначенной пористости, у тяжелых бетонов плотность варьируется в пределах 1м³/2200-2500 кг;
• отпуск натяжения арматуры осуществляется после достижения бетоном контрольной прочности, значение которой указано в проекте;
• качество всех компонентов бетона должно соответствовать ГОСТам.
• в случае применения плит на территориях с наличием агрессивной газовой среды производство перекрытий регламентируется проектной документацией на объект строительства.

Качество арматуры и петель регламентируется следующим образом:

• для ребристых плит может использоваться арматура, изготовленная из разрешенных сталей, что указано в проектной документации;
• форма и размеры петель и закладных должны соответствовать чертежам, ГОСТам и эксплуатационным характеристикам;
• натяжение арматуры выполняется механическим или электромеханическим способом;
• коэффициент напряжения в арматуре после натяжения может отклоняться от разрешенного в проекте максимум на 10%.

Все эти технические данные и стандарты, указывающие на типовые размеры перекрытий, позволят осуществить правильный подбор п-образных панелей, которые будут надежно выполнять возложенную на них миссию.

Сфера использования

Область использования конструкций из армированного бетона:

• Формирование воспринимающего нагрузку перекрытия крупнопанельных объектов промышленного назначения.
• Сооружение перекрытий чердачного типа в жилых и административных зданиях с последующей облицовкой ребристой части с внутренней стороны помещения.

Изготовление осуществляется, согласно требованиям действующего стандарта по документации предприятий-производителей железобетонных изделий.

В основном такие плиты используются для перекрытий на чердаках жилых объектов, промышленных сооружений, если расстояние между несущими конструкциями не больше 6 метров

Конструктивные особенности и состав бетона позволяют применять плиты ребристые в следующих условиях:

• при температуре до минус 40 градусов Цельсия для сооружений, постоянно находящихся в естественных климатических условиях пониженных температур;
• при воздействии повышенных до 50 градусов Цельсия температур, связанных с особенностями технологического цикла промышленных предприятий;
• под воздействием газообразных среднеагрессивных составов, воздействующих на железобетон;
• в районах, расчетная сейсмичность которых не превышает 9 баллов;
• для отапливаемых помещений, в которых соблюдается постоянный температурный режим.

Армирование плит

Арматура, которая воспринимать основные растягивающие напряжения от изгибающего момента, будет снизу. В тоже время, если пустотная плита изготовлена по опалубочной технологии, в опорной части где имеется максимальная поперечная сила, будут присутствовать поперечные стержни, чтобы воспринять данную поперечную силу

Обратите внимание, что в верхней части плиты может и не быть арматуры, а если и будет, то какие-то конструктивные сетки. Но основная арматура будет сосредоточена в нижней части

Существует две основные схемы разрушения плиты перекрытия:

• когда разламывается по середине
• разлом в опорных участках в виде наклонных трещин.

В плитах безопалубочной технологии вся арматура продольная, нет никаких сеток, нет поперечной арматуры. Основная арматура находится снизу и есть несколько стержней в верхней части. Это связано только с технологией производства. При резке появляется давление на изгиб верхней части и чтобы не появились трещины эта арматура и нужна.

Определение напряженно-деформированного состояния плиты (перекрытия)

Метод конечных элементов, на котором базируется большинство современных вычислительных комплексов, относится к приближенным методам расчета. Тем не менее, сгущая сетку конечных элементов (путем последовательных приближений), можно приблизиться к точному решению. В этом случае при определении напряженно-деформированного состояния учитываются все силовые факторы, которые возникают в плите: изгибающие и крутящий моменты, поперечные силы.

В основе традиционного расчета по приближенной расчетной модели, которая базируется на методе предельного равновесия, лежит ряд упрощающих гипотез:

• плиту в состоянии предельного равновесия рассматривают как систему плоских звеньев, соединенных друг с другом по линии излома пластическими шарнирами, которые возникают в пролете по биссектрисам углов и на опорах вдоль балок;

• упругое защемление контура плиты (между балками) заменяют жестким;

• жесткое соединение ребер (между собой) заменяют упругим. В частности, это касается расчетной схемы поперечного ребра при расчете сборной ребристой плиты перекрытия, которое представляет собой балку на двух шарнирных опорах. В действительности от заданной нагрузки в продольных ребрах возникает крутящий момент. Из условий равновесия узлов крутящий момент в продольном ребре будет изгибающим для поперечного  тогда действительная эпюра моментов будет иметь вид, представленный на рис. 2. Естественно, в случаях, когда соотношение габаритных размеров плиты больше 4, величина опорного момента достаточно мала по сравнению с пролетным и им можно пренебречь. В то же время при меньших соотношениях (поскольку короткий стержень лучше оказывает сопротивление кручению) величина опорного момента в поперечном ребре становится сравнима с пролетным моментом и будет заметно влиять на величину усилия и, как следствие, на значение подобранной арматуры;

Рис. 2. Эпюра моментов: а — при традиционном расчете; б — при условии жесткого соединения продольного и поперечного ребер

• нагрузки на ребра принимают по гипотетической схеме (в виде треугольников или трапеций).

Кроме того, необходимо подчеркнуть ограниченность класса задач, которые можно решить с помощью метода предельного равновесия (для плиты произвольного очертания неизвестна схема излома), принципиальную неприемлемость метода при комбинациях нагрузок, а также то, что данный метод абсолютно ничего не говорит о трещиностойкости плит. Все это касается плит, опертых по контуру, в которых соотношение сторон не превышает 3.

Для так называемых балочных плит (в которых l₁ / l₂ >3 ) суть расчета состоит в том, что на поле плиты вырезают полосы шириной 1 м вдоль короткой стороны и расчетная схема плиты представляет собой многопролетную неразрезную балку. Поскольку плиту рассматривают между гранями балок, это позволяет уменьшить расчетные пролеты и, как следствие, пролетные моменты, опорные моменты и соответственно площадь подобранной арматуры.

При расчете как балочных плит, так и плит, которые оперты по контуру, крутящий момент во внимание не принимается

Технические характеристики

Современные железобетонные комбинаты используют в производстве самые разные сорта бетона, согласно ГОСТу 28043-89. Существуют следующие виды ребристых плит:

• ПГ – без каких-либо проемов;
• ПВ – плиты, где наличествуют отверстия для вентиляционного оборудования;
• ПФ – в плитах могут быть инсталлированы различные фонари;
• ПЛ – плиты, которые предназначаются для удаления кровли.

При монтаже тяжелых перекрытий применяется в обязательном порядке подъемный кран. Изделие должно подниматься на большую высоту без каких-либо перекосов, параллельно линии горизонта. Для соблюдения технологии подъема многотонной плиты используются специальные металлические «ушки». Эти элементы важны, они должны быть прочными и надежными, по правилам техники безопасности их проверяют на наличие дефектов или трещин. Ребристые плиты измеряются по следующим параметрам:

• длина;
• толщина;
• высота;
• вес.

Иногда завод-изготовитель делает ж/б изделия на заказ. В этом случае требуется дополнительное армирование, поскольку масса изделия увеличивается. В подобных случаях следует рассчитать: можно ли обойтись без поперечных ребер (они придают изделию больший коэффициент жесткости). Ширина ребристых плит может быть следующей (в метрах):

• 1;
• 1,25;
• 1,51;
• 1,81.

Плиты ребристые по форме бывают чаще всего прямоугольные. В форме квадрата подобные изделия можно увидеть нечасто, при этом цена на них заметно выше. По ГОСТу размеры ребристых плит бывают следующими (в метрах):

• 3х12;
• 3х6;
• 3х18;
• 1,5х6.

Вес ребристых плит варьируется. Он составляет от 771 до 825 кг на 1 квадратный метр. В сооружениях, где есть большие нагрузки, используются мелкоразмерные изделия, которые способны выдерживать до 2,5 т на 1 квадратный метр. Схема нагрузок бывает разной, чаще всего встречаются следующие:

• константные;
• кратковременные;
• распределенные равномерно;
• распределенные неравномерно.

Стандартной единицей учета нагрузок является количество килограммов на 1 квадратный метр. К качеству плит предъявляются такие жесткие требования, как:

• размеры должны соответствовать ГОСТу;
• все параметры соответствуют стандартам прочности;
• должна быть хорошая резистентность к перепадам температур и влажности;
• иметь хорошую резистентность к растрескиванию и деформации;
• все элементы, сделанные из металла, обрабатываются «Антикором».

Бетон должен соответствовать определенным параметрам. Плотность – от 1810 до 1990 килограммов на 1 метр квадратный. При этом должна присутствовать пористость, которая отвечает всем утвержденным ГОСТам. Тяжелые бетоны по плотности могут доходить до отметки 2550 кг. Натяжение арматуры замеряется после того, как бетон «прихватится» (здесь существуют свои нормы). Тяжелый бетон может маркироваться М455 или М650. Легкий бетон может быть М250 и М300.

Сталь используется для арматуры только тех марок, которые также предусмотрены ГОСТами. Все конфигурации металлических элементов обязательно должны соответствовать проекту. Показатели натяжения могут отклоняться от норм не более чем на 10 процентов.

Плиты выпускаются согласно нормам высотой 300 и 400 миллиметров. Размеры могут заметно различаться, но есть все же общепринятые нормы. Если высота (главная особенность и отличительная черта плит) составляет 300 мм, то ее длина достигает 5,68 м, а ширина – 0,939 –2,96 м. На основании этого железобетонные плиты могут иметь следующие размеры:

• 3х6 м;
• 3х12 м;
• 1,6х6,1 м;
• 3х18,1 м;
• 1,6х12,2 м.

Вес при высоте 300 мм может быть следующим:

• 1,18–3,09 т (легкий бетон);
• 1,46–3,87 т (тяжелый бетон).

Если высота составляет 400 мм, то плита имеет следующие параметры:

• длина – от 5,1 до 5,98 м;
• по ширине – 0,75–2,976 м;
• 1,4–3,9 т (легкий бетон);
• 1,39–4, 78 т (тяжелый бетон).

Места компоновки плит могут быть в следующих вариантах:

• в стандартных рядах (П1);
• в промежутках между несущими колоннами (П2);
• в едином замкнутом узле, который «собирает» воедино несущие стены и колонны (П3).

Серия 1.465.1-3/80

Плиты покрытий железобетонные ребристые размером 3х12 м для одноэтажных зданий

Технические параметры и описание плит

Ребристое перекрытие выпускается в виде цельнолитой плиты со вспомогательным продольным элементом, выполняющим функцию балки, которая работает на изгиб. Если необходимо минимизировать действие очень высокой нагрузки, прибегают к поперечным ребрам. Интересно то, что бетон покидает площадь растяжения и локализуется в местах сжатия, и именно поэтому несущий элемент перенаправляет нагрузку наиболее корректно. Для экономии цементного материала и уменьшения толщины плиты ребристый элемент армируется, при этом его прочностные качества остаются на требуемом уровне.

Железобетонные плиты

Чаще всего эти перекрытия устанавливают на промышленных объектах и чердаках внушительных по площади комплексов. Главное условие, выдвигаемое при монтажных работах, – соблюдение шага несущей стены, который по максимуму может составлять 6 м. В жилом фонде такие элементы не используются по причине того, что здесь наблюдается недостаточность нижней поверхности для обшивки. Специалисты рассчитывают конструкцию в специальной программе, расшифровывающей составленные схемы. В промышленных масштабах плиты производятся из разнотипного бетона:

• легкого;
• тяжелого;
• силикатного.

Продольный и поперечный разрез плиты

Исходя из данной информации, мы можем выделить следующие детали с напряженной арматурой:

• верхняя плита с плоской конфигурацией;
• особые материалы-оболочки со сводчатой поверхностью.

Маркировка

Маркировка изделий

Маркировка товара содержит следующие составляющие:

1. Буквенные и цифровые символы, расшифровывающие параметры (размеры, вес).
2. Коэффициент несущей способности.
3. Характеристики арматуры (класс, тип).
4. Марка и тип бетона.
5. Дополнительные свойства (при их наличии).

В качестве примера расшифруем следующую информацию на изделиях: 2П1– 3, Ат — VI П-1.

Первые три символа говорят нам о типоразмере панели (2П1). Цифра 3 указывает на разделение элементов перекрытия по несущей способности. Затем расшифровывается класс арматуры (предварительно напряженной). Символ П свидетельствует об использовании легкого бетона, а символ Т обозначает тяжелый тип. Последний цифровой символ расшифровывает конструктивные особенности изделия:

• 1 – в плиты интегрированы дополнительные закладные;
• 2 –  боковые ребра содержат технологические отверстия по 210 мм;
• 3 – такие же отверстия, но 210 и 700 мм.

Установка производится с помощью крана

Монтаж ребристых перекрытий может проводиться по разным технологиям и неважно, какой метод будет задействован – без автомобильного или башенного крана здесь обойтись не получится. Чтобы правильно зацепить плиту за крюк, обеспечивают наличие специально предназначенных монтажных петель, которые обязательно проверяются перед установкой на предмет целостности и надежности, а также учитывается их необходимое количество

При установке несущих элементов на их посадочные места нельзя отступать от монтажной технологии ни на шаг.

Размеры ребристых плит по ГОСТу

Ребристые формы перекрытий имеют габариты, которые предполагают три составляющие: длина, толщина и высота. Про плиты перекрытия: размеры гост можно узнать из статьи.

Рассмотрим такой параметр, как высоту. Стандартное значение высоты оставляет 22 см. Очень редко производители изготовляют материалы с толщиной 16 см. различие между ними состоит в диметре отверстий и шумоизоляции.

Следующий параметр – длина принимает стандартное значение 2-12 м. Когда происходит проектирование дома, то чаще всего задействуют их с параметром длины 3,6-7,2 м. Если использовать плиты с длинной до 3,6 м и более 7,2 м, то они обладают значительно высокой стоимостью. А вот каковы размеры пустотных плит перекрытия можно узнать из статьи.

Принятые стандартом параметры ширины ребристых плит могут составлять 1 – 1,2 – 1,5 – 1,8 м. Очень редко можно встретить у производителя  с размерами длины 1-1,8м. Именно это и определяет их высокую стоимость по сравнению с другими плитами. Во время проектирования могут применять ребристые плиты с шириной 1 м. Для экономии стоит использовать 5 штук с параметром ширины 1,2 м.

Подводя итог, можно сказать, что с учетом ГОСТа можно выделить следующие размеры ребристых перекрытий:

• 3х12;
• 3х6;
• 3х18;
• 1,5х6.

Вес

Габариты этого материала могут быть самые различные. Здесь все зависит от того, какую нагрузку должны выдерживать плиты. С учетом этого, чаще всего строители используют материалы, вес которых 770-820 кг/м2. Если необходимо, чтобы она выдерживала тяжелые нагрузки, то стоит использовать материал весом 2500 кг/м2.

Узнать о том, какова маркировка плит перекрытия можно здесь.

Монолитные конструкции

Предыдущий и данный виды панелей имеют одинаковую сферу применения и устанавливаются там, где есть необходимость создать крепкую постройку, способную выдержать сверхнагрузки. Такая перегородка не содержит полостей и создается непосредственно на стройплощадке по имеющимся точным расчетам, поэтому она может принимать любую конфигурацию и размеры, ограниченные лишь площадью возводимого объекта.

В статье мы подробно описали, какие бывают виды панелей перекрытия, какими стандартными размерами они обладают и где применяются чаще всего, поэтому вы сможете выбрать необходимые изделия для предстоящего строительства и получите прочную долговечную конструкцию, способную прослужить вам не менее столетия.

Установка ребристых плит

Устройство перекрытий из ребристого материала производится автокраном. Процесс монтажа включает пять этапов:

Заливка строительного раствора на торцах здания и свай для обеспечения прочного и герметичного соединения с ребристой железобетонной плитой

Важно не допустить преждевременное затвердение песчано-цементной смеси, чтобы не нарушить целостность готового сооружения.

Подъем перекрытия в строго горизонтальной плоскости на крановых крюках с четырехстропным пауком.
Четкий контроль точности подъема и установки изделия.
Заливка образовавшихся зазоров рабочим раствором. Они появляются из-за конструкционных особенностей, имеющих технологические уклоны.
Заключительные работы включают обработку монтажных петель

Их укрепляют металлической вяжущей проволокой, загибают внутрь и сваривают.

Снаружи возводимого здания останется кромка в 0,15 м. На ней продолжится кирпичная кладка. Такой же величины должна быть и плоскость соприкосновения плит с несущим компонентом.

Список источников

• sapr.ru
• DomZastroika.ru
• DomChtoNado.ru
• stroy-podskazka.ru
• www.bestreferat.ru
• pobetony.ru
• kladembeton.ru
• kachestvolife.club
• files.stroyinf.ru