Проектирование сборных ригелей перекрытий

Ригели в каркасных зданиях являются элементами поперечных или продольных рам. Ригели с предварительным напряжением и без, бывают таврового или прямоугольного сечения, могут быть разрезные и неразрезные.

Разрезные ригели в расчетной схеме представлены как однопролетные статически определимые балки. Неразрезные ригели в расчетной схеме представлены как многопролетные статически неопределимые балки. Особенностью неразрезных ригелей является - свойство перераспределения усилий. Физический смысл заключается в том, что после образования трещин и достижения в арматуре напряжения близких к предельным, изменяется соотношение жесткостей в пролете и на опоре. И как следствие в статически неопределимых конструкциях изменяются усилия в сечениях.

Усилия – изгибающие моменты – определяются статическим или кинематическим способом для стадии предельного равновесия.

Статический способ

- балочный момент.

Рис.17.1.Расчетная схема статически неопределимой балки для составления уравнения виртуальных работ

Кинематический способ составляется уравнения виртуальных работ для балки состоящей из жестких звеньев

j_А=tgj_А=f/a j_B=tgj_B=f/b A_f=Ff- виртуальная работа силы

A_M=åjM=(j_А+ j_B)M_l+ j_АM_A+j_BM_B

A_f= A_M

Для практических расчетов чтобы учесть явление перераспределения усилий выполняют следующее:

-вычисляют опорные моменты по упругой схеме;

- в зависимости от соотношения жесткостей определяют поправочные коэффициенты на которые умножают значения опорных моментов;

- по опорным моментам определяют значения пролетных моментов.

Стыки ригеля с колонной размещают непосредственно на боковой грани колонны. Ригель опирается на открытую либо скрытую консоль. Существуют и бесконсольные стыки.

Монолитные перекрытия.

Монолитные плоские перекрытия по конструктивной схеме разделяют на две основные группы: балочные и безбалочные. Балочные перекрытия в свою очередь могут быть ребристыми с балочными плитами (1 тип) и ребристыми с плитами, работающими в двух направлениях (2 тип). Монолитные ребристые перекрытия состоят, как правило, из системы перекрестных главных и второстепенных балок и плиты, работающей по короткому направлению.

Рис.18.1. Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами:

1 – главная балка; 2 – второстепенная балка; 3 – колонна; 4 - плита

Все элементы перекрытия монолитно связаны между собой и, предполагается, что работают по балочной неразрезной схеме. Главные балки стремятся располагать по короткому шагу колонн, как наиболее нагруженным элементам перекрытия. Второстепенные балки располагают с шагом как правило не более 2.7м, с учетом того чтобы ось одной из балок совпадало с осью колонн. При этом чтобы плиты в коротком направлении работали по балочной схеме соотношение короткой к длинной стороне в ячейки плане должно отвечать неравенству l₁/l₂< 0.5. При соотношении сторон плиты l₁/l₂> 0.5 необходимо учитывать работу в двух направлениях.

Пролет главных балок 6-8м, второстепенных – 5-7м, плит - 1.5 – 3м. Минимальная толщина плиты – 60мм. Высота сечения второстепнных балок 1/12- 1/20L, главных – 1/8 – 1/15L, ширина – 0,4 -0,5h.

Инженерный метод расчета элементов монолитного перекрытия, конструктивная схема которого показана на рис.18.1 основан на следующей последовательности: расчет плиты перекрытия, расчет второстепенной балки и расчет главной балки. Нагрузки на плиту и второстепенную балку принимаются как равномерно-распределенные.

Нагрузки на главную балку считаются приложенными в виде сосредоточенных сил от веса второстепенных балок, плит и временной нагрузки собираемой с соответствующих грузовых площадей.

Армируются плиты сетками с продольным расположение рабочей арматуры. Расположение сеток производится по эпюре моментов.

Второстепенные и главные балки армируются плоскими или пространственными каркасами с расположением рабочей арматуры как для неразрезных многопролетных конструкций.

Безбалочные перекрытия