Расширенный поиск проектов
Проекты домов
по категориям
Проекты домов
по материалам
Проекты
строений

Система несъемной опалубки PLASTBAU (ПЛАСТБАУ). Глава 2: Прочность элементов несъемной опалубки. Статья 3: Расчет и конструирование тавровых балок перекрытия

Важнейшие факторы, определяющие необходимое количество арматуры: нагрузка, пролет балки, высота поперечного сечения и тип опоры. Влияют также и такие факторы как материал (бетон, арматура), условия выполнения работ и другие. Железобетонные элементы, как известно, рассчитывают по прочности, но дополнительно учитывают и ограничения в отношении ширины раскрытия трещин. Принимая 3-ю категорию трещиностойкости (допустимо ограниченное кратковременное и долговременное образование трещин), в расчете учитывают нормативную постоянную и долговременно действующую нагрузку, допуская образование трещин размером 0,3 мм. Невозможно предоставить готовые решения для всех возникающих на практике случаев, поэтому в этих инструкциях выбран так называемый "базовый вариант" в виде таблиц. С помощью этих таблиц можно быстро и удобно определять теоретически необходимую арматуру, если условия задачи совпадают с принятыми здесь, кроме того эти таблицы помогут (с известной долей приближенности) определить ожидаемый расход арматуры, выполнить экономическое сравнение вариантов, и возможно, поможет также избежать грубых ошибок в предварительных расчетах.

Несъемная опалубка с высотой поперечного сечения 180-320 мм позволяет изготовить ребристые перекрытия с высотой 180-340 мм. В последнем случае принято, что часть плиты будет толщиной 60 мм. Как уже ранее отмечалось, расчетным элементом ребристого перекрытия является изгибаемая балка Т-профиля. Учитывая большой объем вычислений, для расчета арматуры используется компьютерная программа MONOMAH.

Исходные данные для выполнения расчетов следующие:
- для бетонирования использован бетон класса В25;
- для арматуры (в том числе и для поперечной арматуры) используются стержни класса A-III;
- нагрузка в таблице указана как длительно действующая переменная нормативная нагрузка. В расчете прочности для этой нагрузки принят коэффициент надежности yf = 1,4. Постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия) в расчете автоматически оценивается коэффициентом надежности yf = 1,1;
- тип опоры балок;
- свободное опирание (например, перекрытие опирается на кирпичную стену);
- защемление по краям (в монолитном соединении со стенами);
- условия эксплуатации перекрытия - обычные, yb2 = 0,9;
- для балок в расчете предусмотрена только односторонняя (растянутая) рабочая арматура.

В таблицах для каждого типа балки указано теоретически необходимое количество арматуры (кв. см), только в зоне максимальных напряжений или деформаций. В случае свободной опоры балки это будет нижняя арматура в пролете. Для защемленной по концам балки указаны два значения - на опоре (верхняя арматура) и в пролете (нижняя арматура). Кроме того, в таблицах указаны численные значения только растянутой рабочей арматуры; если для данного пролета и нагрузки необходима сжатая арматура, соответствующая колонка таблицы пустая. Как видно, в случае небольших нагрузок и пролетов необходимое количество арматуры по условию прочности (I предельное состояние) намного меньше, чем по условию ширины раскрытия трещин (II предельное состояние). При повышении нагрузки и увеличении пролета в свободно опертой балке результаты уравниваются, то есть арматура по условию прочности становится решающим фактором. В "базовом варианте", то есть в данных таблицах толщина плиты (толщина полки Т-профиля) принята 4 см. При увеличении толщины плиты до 6 см, с одной стороны - увеличивается масса перекрытия, а с другой - увеличивается рабочая высота поперечного сечения несущей балки.

В результате этого необходимое количество арматуры при небольших пролетах и нагрузках немного больше, а при больших пролетах и нагрузках - даже меньше, чем в случае плиты с толщиной 4 см. Для численной иллюстрации для двух вариантов перекрытия - самого низкого, с высотой опалубки 18 см, и самой высокой, с высотой опалубки 32 см даны количества необходимой арматуры в обоих вариантах - в случае плит толщиной 4 и 6 см. Для железобетонных конструкций, как известно, характерны эффекты перераспределения напряжений и деформаций. Если при увеличении нагрузки и пролета функцию по условию прочности можно описать как округлая кривая, то по условию II предельного состояния объем арматуры может изменяться скачкообразно, и даже немного уменьшаться. Необходимо учесть, что указанные в таблицах числа указывают только местные максимумы арматуры, а фактический объем арматуры определяет так называемая эпюра материалов. При раскрытии трещин, эпюра материалов может трансформироваться вместе с этой зоной, не превышая местных максимумов. Конструирование арматуры выполняют в соответствии с общими указаниями. Результат и экономичность решения в большой мере будут зависеть от компетентности и квалификации конструктора. Специализированные компьютерные программы предлагают также и результаты конструирования - рабочие чертежи арматуры и спецификации материалов. Примеры конструирования (с использование компьютерной программы MONOMAH) - эпюры материалов, чертежи для размещения рабочих стержней и спецификации материалов для балки со свободной опорой и защемленной в концах балкой - даны на рисунках 1, 2 и 3.

Опора материалов для свободной опертой балки

Рис. 1. Опора материалов для свободной опертой балки по условию прочности (а) и по условию ширины раскрытия трещин (b), опора материалов для защемленной по краям балки (с) (примеры расчета).


Арматура свободной опертой балки
Рис. 2. Арматура свободной опертой балки (пример).

Спецификация балки Sm1

№ Название Кол-во Масса
единицы,
кг
Примечания
Детали
1 Диаметр 14 AMI L=6470 2 7,8  
2 Диаметр 10 AMI L=6470 2 4,0  
3 Диаметр 14 AMI L=6170 1 7,5  
4 Диаметр 6 Al L=640 64 0,1  
  Материалы      
  Бетон B25     0,2 куб. м

Арматура защемленной по кроям балки
Рис. 3. Арматура защемленной по кроям балки (пример).

Спецификация балки Sm1

№ Название Кол-во Масса
единицы,
кг
Примечания
Детали
1 Диаметр 14 AIM L=6900 2 8,3  
2 Диаметр 10 AIM L=6900 2 4,3  
3 Диаметр 10 AIM L=300 1 0,2  
4 Диаметр 10 AIM L=760 1 0,5  
5 Диаметр 10 AIM L=290 1 0,2  
6 Диаметр 10 AIM L=690 1 0,4  
7 Диаметр 6 Al L=640 64 0,1  
  Материалы      
  Бетон B25     0,2 куб. м

Нередко в несъемной опалубке перекрытий необходимо создать отверстия шире 47 см (расстояние между внутренними краями ребер). В этом случае приходится конструировать промежуточные соединения - ребра в поперечном направлении, чтобы было возможным опереть концы имеющих разрыв балок и перенести нагрузку на непрерывные балки, расположенные рядом. Так как на этих расположенных рядом балках нагрузка увеличивается, необходимо проверить их несущую способность, и в случае необходимости предусмотреть дополнительную арматуру. Необходимая арматура промежуточных соединений определяется расчетным путем.

Пример 1. Для устройства лестницы в перекрытии квартиры предусмотрено отверстие, пересекающее три балки перекрытия, то есть необходимо создать отверстие шириной приблизительно 2,2 м (между внутренними краями ребер). При выполнении расчета получим:

a) необходимую арматуру для промежуточного соединения, которое опирается на концы трех прерывистых балок (дополнительная нагрузка может быть также создана лестничной конструкцией);

b) необходимую дополнительную арматуру для балок, опирающихся на промежуточные соединения. Принимая, что балки свободно опираются, пролет составляет 6 м, класс бетона В25, полезная нагрузка 2 кПа, рабочая высота поперечного сечения балок 16 см, масса одного метра длины Т-образной балки 140 кг, а промежуточное соединение посередине пролета, получены следующие результаты:

- нормативная нагрузка, которую должно принять промежуточное соединение из трех балок, равно в точке 3,9 кН. Создавая промежуточное соединение с таким же поперечным сечением, как у балки (130x200 мм), расчетным путем определяется требуемая площадь поперечного сечения стержней As,cal = 1,12 кв. см. В этом случае для армирования промежуточного соединения необходимы только 2 стержня диаметром 10 A-III, As = 1,57 кв. см (см. таблицу 1). Учитывая, что промежуточное соединение может быть дополнительно нагружено также и лестничной конструкцией, целесообразнее использовать 2 стержня диаметром 12 A-III, As = 2,26 кв. см. Концы нижних (рабочих) стержней необходимо загнуть (на 15-20 см), чтобы обеспечить анкеровку в несущей балке;

- дополнительная нормативная нагрузка, которую должны принять несущие балки от промежуточного соединения, равна 5,85 кН. Суммируя эту дополнительную нагрузку с основной нагрузкой (от нормативной полезной нагрузки 1,2 кН/м и собственного веса), рассчитывается необходимая площадь арматуры As = 4,6 кв. см. Так как первоначально (без промежуточного соединения) в балке необходимо только 3,44 кв. см, обе несущие балки необходимо армировать дополнительно, например, предусматривая 2 стержня диаметром 16 A-III по всей длине балки, а в средней части пролета (в зоне опоры промежуточного соединения) размещая еще один стержень диаметром 12 A-III длиной 2,5-3 м, то есть в сумме As = 5,15 кв. см.

Несъемная опалубка перекрытий

Примечания:
1. В случае небольших отверстий (до 47 см шириной), если ребро непрерывное, несущую способность перекрытия проверять не надо.
2. Если для создания отверстия необходимо перерезать оцинкованные тонкостенные U-профили, обязательно необходимо установить дополнительные опоры для поддержки несъемной опалубки.
3. Ребристое перекрытие, включая промежуточные соединения, необходимо бетонировать одновременно (соблюдать указанные в проекте позиции рабочих швов).

Название узла Отверстие в ребристом железобетонном перекрытии (пример) Система несъемной опалубки PLASTBAU (ПЛАСТБАУ)
Лист № 2-1
Внимание: указаны только принципиальные (рекомендуемые) решения. Чертежи узлов могут использоваться для конструирования только с разрешения сертифицированного строительного инженера.

Таблица 1. Сортамент стальных стержней (сокращенный)

Диаметр,
мм
Площадь поперечного сечения (кв. см),
если число стержней (шт).
Масса,
кг/м
Допустимые
диаметры
стержней
  1 2 3 4 5 6 7 8 9   A-III Bp-I
4 0,126 0,25 0,38 0,50 0,63 0,75 0,88 1,01 1,13 0,099 - +
5 0,196 0,39 0,59 0,79 0,98 1,18 1,37 1,57 1,77 0,154 - +
6 0,283 0,57 0,85 1,13 1,41 1,70 1,98 2,26 2,54 0,222 + +
8 0,503 1,01 1,51 2,01 2,51 3,02 3,52 4,02 4,52 0,395 + -
10 0,785 1,57 2,36 3,14 3,93 4,71 5,50 6,28 7,07 0,617 + -
12 1,131 2,26 3,39 4,52 5,65 6,79 7,92 9,05 10,18 0,888 + -
14 1,539 3,08 4,62 6,16 7,70 9,24 10,78 12,32 13,85 1,208 + -
16 2,011 4,02 6,03 8,04 10,05 12,06 14,07 16,08 18,10 1,578 + -
18 2,545 5,09 7,63 10,18 12,72 15,27 17,81 20,36 22,90 1,998 + -
20 3,142 6,28 9,42 12,57 15,71 18,85 21,99 25,13 28,27 2,466 + -
22 3,801 7,60 11,40 15,21 19,01 22,81 26,61 30,41 34,21 2,984 + -
25 4,909 9,82 14,73 19,63 24,54 29,45 34,36 39,27 44,18 3,853 + -

Рекомендуем вам ознакомиться:

- Прайс-лист на элементы несъемной опалубки "PLASTBAU" (ПЛАСТБАУ).
- Стоимость строительства монолитного дома из элементов несъемной опалубки
- Фотогалерея строительства монолитных домов по технологии "PLASTBAU" (ПЛАСТБАУ)
- Проекты домов с несъемной опалубкой или ознакомиться со всеми предложениями в каталоге проектов домов


Все статьи о строительстве домов из несъемной опалубки PLASTBAU (ПЛАСТБАУ) >>

Все материалы, размещенные на сайте https://www.parthenon-house.ru, принадлежат компании ПАРФЕНОН. При цитировании текстов ссылка источник обязательна!

Вернуться к статьям раздела Несъемная опалубка PLASTBAU

Вернуться к списку всех статей