Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Особенности конструирования и расчета панелей панельно-балочных перекрытий

Поперечные сечения панелей принимают ребристыми или с пустотами различной формы (рис. 8.2). Ширина панелей выбирается с учетом их массы (как правило, до 5 т), чтобы не превысить грузоподъемность монтажных кранов. Многопустотные панели и панели ребрами вверх (рис. 8.2, а, б) применяют при устройстве гладкого потолка, панели ребрами вниз— для промышленных зданий с большими нагрузками. Форму сечения выбирают с учетом технологических возможностей завода-изгстовителя.

В продольных боковых гранях панелей предусмотрены впадины, создающие после замоноличивания прерывистые бетонные шпонки, содействующие совместной работе панелей на сдвиг (пергкрытие при этом превращается в жесткую горизонтальную диафрагму). При значительных временных нагрузках целесообразно устанавливать специальные каркасы, пересекающие ригель. После замоноличивания такая конструкция будет работать как неразрезная, что существенно уменьшит изгибающие моменты в пролете панели.

Для панелей без предварительного напряжения применяют бетон классов В15...В20, а для преднапряженных панелей — В20...В30. Панель рассчитывают как однопролетную изгибаемую балку. Высота сечения подбирается главным образом по требованиям жесткости, причем для предварительно напряженных панелей она равна (1/20... 1/30) l, где l — расчетный пролет, равный расстоянию между осями опор панели. Сечения продольной и поперечной рабочей арматуры подбирают по прочности как для изгибаемого элемента таврового или двутаврового сечения, причем ширина ребра принимается равной суммарной ширине всех ребер панели, а ширина полки — ширине всей панели. Для армирования панелей применяют сварные сетки и каркасы. При этом в предварительно напряженных панелях в качестве напрягаемой применяют в основном стержневую арматуру классов А-IV и выше. Продольная нижняя арматура размещается по всей ширине нижней полки (в пустотных панелях) или в ребрах (для ребристых панелей); в ребрах же в виде плоских каркасов размещается поперечная арматура.

Многопустотные панели перекрытий являются наиболее распространенными конструкциями сборных железобетонных перекрытий жилых и общественных зданий. При пролете 6 м и ширине 3,2 м такие плиты перекрывают жилую комнату целиком. Наблюдаемая в настоящее время тенденция к увеличению шага несущих поперечных стен до 9 м привела к созданию нового конструктивного решения перекрытия из многопустотных панелей пролетом Эми шириной 1,2... 1,8 м, армированных высокопрочной напрягаемой арматурой в продольном направлении и объединенных вдоль их длинной стороны шпоночными стыками . Подобные плиты можно объединять в неразрезные за счет отгиба продольной арматуры вблизи опор (в соответствии с эпюрой изгибающих моментов) и устройства ненапрягаемого сварного или болтового соединения арматуры (рис. 8.3).

Одним из путей дальнейшего снижения расхода стали в многопустотных панелях является переход на так называемое смешанное армирование, т. е. одновременное использование напрягаемой и ненапрягаемой рабочей арматуры одного или разных классов. Экономия стали до 7...8 % достигается за счет того, что ненапрягаемая арматура не доводится до опоры и располагается лишь в зоне максимальных моментов. При этом неравномерность обжатия при отпуске предварительного напряжения, а также наличие ненапрягаемой арматуры приводят к некоторому снижению опытного момента образования трещин по сравнению с расчетным. Поэтому подсчет момента образования трещин для панелей со смешанным армированием производят с учетом понижающего коэффициента, равного 0,94...0,90. В рассматриваемых панелях ширина раскрытия трещин на участках между арматурными стержнями оказывается в среднем в 1,5...4 раза больше, чем под ними. Исходя из этого, с целью предотвращения чрезмерного раскрытия трещин между стержнями, расстояние между ними в многопустотных панелях перекрытий со смешанным армированием ограничивают величиной 370 мм, т. е. через две пустоты (и не более 400 мм). Содержание ненапрягаемой арматуры в многопустотных панелях перекрытий со смешанным армированием ограничивают величиной 40 % от общего количества продольной рабочей арматуры, чтобы избежать повышения ширины раскрытия трещин и прогибов над предельно допустимыми их величинами при полной нормативной нагрузке. В целом многопустотные панели перекрытий со смешанным армированием по трещиностойкости и жесткости занимают промежуточное положение между «чисто» предварительно напряженными и панелями без предварительного напряжения.

Для сборных балочных перекрытий (а также и для покрытий) широко используют большепролетные панели — настилы типа 2Т (см. рис. 8.2, г), типа Т, коробчатые и др. Настилы типа 2Т применяют в основном для зальных помещений (торговых, общественного пптания, спортивных, зрелищных, выставочных, лекционных и т. д.), а иногда также для административных зданий, школ, детских садов. Для подобных общественных зданий с высотой этажа 4,2 м разработан типовой большепролетный каркас с сеткой колонн 6 х 12 м с настилами типа 2Т. Для зданий с меньшей высотой этажа применяют каркас из колонн и ригелей серии ИИ-04 и 12-метровые настилы типа 2Т с подрезкой ребер на опорах (см. рис. 8.2, д).

Изготовляют настилы, как правило, в жестких неразъемных формах, исключающих дополнительные операции при распалубке изделия и сборке формы. Сравнительно малая масса таких форм позволяет экономить металл и бетонировать настилы размером 3 ч 12 м на серийных виброплощадках. Применяются также настилы коробчатого сечения (см. рис. 8.2, е), взаимозаменяемые с настилами типа 2Т. Изготовляют их стендовым способом. Складывающиеся пустотобразователи извлекают после частичной или полной тепловой обработки. Такие настилы можно использовать в качестве воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха, что дает значительную экономию металла и трудозатрат.

Зайцев Ю. В., Строительные конструкции заводского изготовления: Учеб. для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». — М., 1987

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики