Лекция 14
РЕБРИСТЫЕ МОНОЛИТНЫЕ ПЛОСКИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ С ПЛИТАМИ БАЛОЧНОГО ТИПА
1. Конструктивная схема
Ребристое перекрытие с плитами балочного типа состоит из плиты, работающей по короткому направлению как неразрезная балка, второстепенных и главных балок (ригелей). Нагрузка через плиту передается на второстепенные балки. Последние передают ее на главные балки, которые опираются на колонны.
Ребристые перекрытия должны отвечать следующим требованиям:
1. размеры перекрытия должны быть унифицированы;
2. максимальная повторяемость однотипных элементов;
3. арматурные изделия должны быть по возможности типовыми и технологически удобными для установки или укладки;
Рис. 14.1. Схема перекрытия
1 – главные балки; 2 – второстепенные балки; 3 – колонны;
4 – грузовая полоса второстепенной балки; 5 – грузовая полоса плиты;
Грузовая площадь главной балки; 7 – грузовая площадь колонны
При проектировании плит перекрытий главной задачей является максимальное (по возможности) удаление бетона из растянутой зоны.
Направление, пролеты и размеры поперечных сечений элементов перекрытия определяют по технологическим, архитектурным и конструктивным требованиям. Все элементы перекрытия монолитно взаимосвязаны.
Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия заключена в том, что в целях экономии из растянутой зоны сечений удален бетон и сохранены лишь вертикальные ребра балок, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Сжатая полка ребер работает также на местный изгиб как плита пролетом, равным расстоянию между второстепенными балками а. В пролетных сечениях второстепенные и главные балки работают как балки таврового сечения с полкой в сжатой зоне. На опорах этих балок возникает отрицательный момент, и плита оказывается в растянутой зоне; поэтому на опорах расчетное сечение – прямоугольное с шириной, равной ширине ребра b.
Шаг колонн принимают 6 ¸8 м.
Главные балки располагают по продольному или поперечному направлению в зависимости от назначения здания, требований обеспечения пространственной жесткости, необходимости освещения, аэрации помещения. В промышленных зданиях главные балки располагают обычно поперек здания, повышая тем самым поперечную жесткость и разгружая надоконные перемычки.
Пролет главных балок обычно 6 ¸ 8 м.
Второстепенные балки также располагают в зависимости от назначения зданий. Их преимущественно размещают таким образом, чтобы ось одной из балок всегда совпадала с осью колонны. Пролет второстепенной балки может составлять 5 ¸7 м.
Рис. 14.2. Схемы второстепенных балок
Пролет плиты (шаг второстепенных балок) – 1,2 ¸ 2,5 м. Толщина плиты по экономическим соображениям должна быть возможно меньшей, но не менее 60мм и кратной 10мм.
Высота сечения второстепенных балок может составлять 
, а главных балок – 
. Ширина сечения ребер балок принимается равной 
.
Расчет плиты
Нагрузка на 1 м2 плиты складывается из постоянной нагрузки g (собственный вес плиты, пола) и временной (полезной) нагрузки v.
Монолитные балочные плиты при расчете рассматривают как полосы (балки) шириной 1 м, вырезанные из плиты параллельно ее коротким сторонам (см. рисунок 14.1 (5)).
За расчетную схему плиты принимают пятипролетную балку, загруженную равномерно распределенной постоянной и временной нагрузками. Если пролетов меньше пяти, принимают их число, равное фактическому. За расчетный пролет плиты принимают расстояние в свету между второстепенными балками. При свободном опирании крайнего конца плиты расчетный пролет принимают равным расстоянию от оси опоры до боковой поверхности противоположного ребра или балки.
Рис. 14.3. Расчетная схема и эпюра М монолитной балочной плиты
Изгибающие моменты определяют с учетом пластических деформаций упрощенным способом. При армировании рулонными сварными сетками наиболее целесообразна равномоментная система – с одинаковыми изгибающими моментами в пролетах и на опорах. Для пятипролетной балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой 
в среднем пролете, по условиям симметрии опорные моменты на левой и правой опорах равны между собой.
Для балок, загруженных сосредоточенной силой Р предельные расчетные моменты в расчетных сечениях (в пластических шарнирах) равны:
на опоре А;
на опоре В;
в пролете;
момент балки, свободно лежащей на двух опорах.
В статически неопределимых системах всегда соблюдается условие равновесия: сумма пролетного момента в сечении 
и долей опорных моментов, соответствующих этому сечению 
и 
, равна моменту простой балки 
, т.е.:
При выравнивании моментов для сечения в середине среднего пролета пятипролетной балки, где 
, получим:
Для простой балки с равномерно распределенной нагрузкой 
, учитывая, что 
, получим 
.
На крайней свободной опоре 
. Максимальный момент в первом пролете возникает в сечении, отстоящем от опоры на расстоянии 
. Тогда
Момент простой балки при 
.
Так как 
, то 
.
Округляя знаменатель в сторону увеличения момента, получаем 
.
Поперечные силы для плиты не определяют и расчет прочности по наклонному сечению не делают, т.к. для плит из-за большого значения ширина b выполняется условие 
.
Сечение арматуры подбирают в пролетах – по максимальным моментам, на опорах – по моменту у грани ребра 
.
Армирование плит отдельными стержнями
Армирование монолитных ребристых перекрытий отдельными стержнями применяют редко, при небольших объемах работ, в плитах с большим числом отверстий и при отсутствии сварных сеток на строительной площадке.
Диаметр рабочих стержней принимают 6 ¸10 мм. Расстояние между осями рабочих стержней в средней части пролета и над опорами устанавливают не более 1,5hf. На остальных участках это расстояние не более 400мм.
У крайних свободных опор третью часть пролетных стержней отгибают вверх для восприятия изгибающих моментов, возникающих в результате частичного защемления концов плиты каменной или бетонной кладкой.
В перекрытии с балочными плитами рабочая арматура плиты проходит параллельно главным балкам, вследствие этого сопряжение плиты с главной балкой остается неармированным. Для восприятия растягивающих напряжений, возникающих в местах сопряжения плиты с главной балкой, укладывают в верхней зоне плиты перпендикулярно оси главной балки дополнительную арматуру: не менее 8 стержней d =6 мм на 1 м и не менее 1/3 сечения пролетной рабочей арматуры плиты. Ее заводят в каждую сторону плиты от грани главной балки на длину не менее 1/4 расчетного пролета плиты.
При армировании плиты особое внимание обращают на соблюдение толщины защитного слоя.
Рис. 14.4. Армирование плиты отдельными стержнями
1 – главная балка; 2 – второстепенная балка;
3 – плита; 4 – дополнительная арматура