Подбор и раскладка арматурных сеток и каркасов в плитной части и второстепенной балке монолитного ребристого перекрытия

Многопролетные балочные плиты в соответствии с характером эпюры моментов армируют рулонными сет­ками с продольным расположением рабочей арматуры; рулон раскатывают по опалубке поперек второстепен­ных балок. Сетки перегибают на рассто­янии 0,25 l от оси опоры (в местах нулевых моментов) и укладывают на верхнюю арматуру каркасов второсте­пенных балок. В первом пролете на основную сетку пли­ты укладывают дополнительную, которую заводят за опоры на 0,25 l. Если нужна более силь­ная рабочая арматура — диаметром 6 мм и более — пли­ты армируют в пролете и на опоре раздельно рулонны­ми сетками с поперечным расположением рабочей арма­туры, см. рисунок ниже. Возможен вариант армирования отдельными стержнями.

Рис.8.3. Армирование балочных плит

а, б, - рулонными сетками с диаметром арматуры до 5мм; в,г – отдельными сетками при диаметре арматуры 6мм и более

Конструирование плиты

Как указывалось выше.конструирование плиты монолитного ребристого перекрытия может быть выполнено в трех вариантах:

- с армированием отдельными стержнями;

- с армированием плиты сварными сетками с поперечным расположением рабочих стержней;

- с армированием плиты сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочих стержней.

Требуемую площадь рабочей арматуры на 1м ширины плиты определяют по соответствующему расчетному значению изгибающего момента, действующему в сечении, как для изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой и высотой равной толщине плиты. По расчетной площади арматуры подбирают рабочую и распределительную арматуру плиты.

При армировании монолитной плиты по первому варианту расстояние между рабочими стержнями, доводимыми до опоры плиты, не должно превышать 400мм, причем площадь сечения этих стержней на 1м ширины плиты должна составлять не менее 30% площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту. Площадь сечения распределительной арматуры в плитах должна быть не менее 10% площади сечения рабочей арматуры в месте наибольшего изгибающего момента, диаметр и шаг стержней поперечной арматуры можно принимать по данным табл. 7.1. При толщине плиты h<150мм расстояние между осями стержней рабочей арматуры должно быть не более 200мм, при h>150мм – не более 1,5h.

Табл. 7.1

Диаметр и шаг стержней распределительной арматуры, мм

Менее трудоемким, а соответственно и более экономичным является армирование плит сварными сетками.

Армирование монолитных плит плоскими сварными сетками применяется при рабочих стержнях Ø 6мм и более. Как в пролетах, так и на опорах плиты устанавливают по одной сетке, кроме первой промежуточной опоры, на которых в целях экономии рекомендуется устанавливать две раздвинутые сетки. Рабочие стержни последних устанавливают из условия, чтобы их длина в одну сторону от грани балки составляла ¼ пролета, в другую – ¹/₈пролета. В рамках выполнения курсового проекта возможен вариант подбора вместо основной и вспомогательной сетки одной по максимальному изгибающему моменту.

Непрерывное армирование многопролетных балочных монолитных плит толщиной до 100мм рулоннымитиповыми сетками заводского изготовления с продольной рабочей арматурой рекомендуется при требуемом диаметре до Ø6мм включительно. При этом рулоны сеток раскатывают по опалубке вдоль главных балок, поперечные стержни стыкуются внахлестку без сварки. В крайних пролетах и на первой промежуточной опоре, где внутренние усилия больше, дополнительная сетка укладывается поверх основной и заводится за грань первой промежуточной опоры во второй пролет на четверть пролета.

Вначале подбирают основные сетки, в которых площадь сечений стержней на ширине 1м соответствовала найденным из расчета нормальных сечений на всех средних пролетах и промежуточных опорах (за исключением первой промежуточной опоры). Требуемая по расчету дополнительная арматура в крайних пролетах принимается в виде дополнительной сетки, укладываемой поверх основной. Вместо дополнительной сетки можно укладывать отдельные стержни, привязывая их к основной сетке.Дополнительные сетки в крайних пролетах применяются с поперечным расположением рабочей арматуры, т.к. при этом сетку удобно раскатывать вдоль второстепенных балок и при этом уменьшается количество мелкоразмерных плит. Ширина дополнительных сеток принимается такой, чтобы могла перекрывать первый пролет и ¼ величины второго пролета.

Над главными балками устанавливаются конструктивно верхние сетки, площадь сечения поперечных рабочих стержней которых должна составлять не менее 1/3 площади пролетной арматуры плиты. Ширина сетки должна быть такой, чтобы расстояние от грани балки в каждую сторону было не менее ¼ пролета плиты.

Условное обозначение марки сеток:

,

где С – буквенное наименование сварной сетки; ф – диаметр арматуры; В – ширина сетки; L – длина сетки; с1 – длина свободных концов продольных стержней; с2- то же поперечных.

При проектировании сеток в первую очередь рекомендуется применять товарные сетки с параметрами по действующим стандартам. При этом необходимо знать, что сварные сетки из обыкновенной проволоки класса S500 изготавливают Ø4…5мм, а из стержневой арматуры класса S400 – Ø6мм и более. Ширина унифицированных сеток принимается: 1140, 1280, 1340, 1440, 1540, 1660, 2350, 2550, 2660, 2830, 2940, 3030, 3260, 3330, 3560 и 3630мм.

При отсутствии в сортаменте нужных арматурных изделий или при нецелесообразности их использования следует проектировать сетки с учетом возможности их изготовления на высокопроизводительном сварочном оборудовании (многоэлектродные точечные машины) при соблюдении следующих требований:

- ширина сетки не должна быть более 3800мм;

- диаметр продольных стержней класса S 240 для плоских сеток должен быть не более 12мм, класса S400 и S500 – не более 10мм;

- диаметр поперечных стержней класса S 240 не более 10мм, класса S400 – не более 8мм;

- шаг продольных стержней должен быть кратным 50мм и быть не более 500мм и не менее 100мм;

- шаг поперечных стержней должен быть кратным 25мм и быть не более 400мм и не менее 50мм;

- длина сеток ограничена массой рулона 900…1300кг и не должна быть более 9мм.

Решение:

Минимальный класс бетона С16/20, минимальный размер защитного слоя бетона 25мм.

Подбор требуемой площади арматуры выполняем по упрощенному деформационному методу.

Максимальный изгибающий момент в плитной части (из таблицы) .

Рабочая высота сечения

где 150мм – толщина плиты;

25мм – размер защитного слоя;

6/2мм – половина предполагаемого максимального диаметра рабочей арматуры.

Высота сжатой зоны расчетного сечения:

При использовании арматуры для сеток класса S500 Ø4…5мм, ,

При соблюдении определяем и требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

Проверяем требуемую площадь арматуры из условия соблюдения минимального процента армирования:

, что меньше минимально допустимого процента армирования 0,15%. Тогда требуемая площадь арматуры из конструктивного условия

По определенной площади рабочей арматуры можно принять сетки с продольной рабочей арматурой Ø5 S500 с шагом 100мм (площадь поперечного сечения на 1м ширины плиты будет составлять ).

Поскольку для армирования достаточно сетки с диаметром рабочей арматуры менее 6мм, рассматриваем наиболее экономичный вариант армирования плиты сварными рулонными сетками.

Между главными балками можно уложить две, три или четыре сетки с нахлестом распределительных стержней не менее 50мм. Принимаем для армирования плиты сетки С1 с унифицированной шириной В=2350мм, длинной L=9000мм.

Над главными балками укладываем конструктивно сетки С2, площадь сечения поперечных рабочих стержней которых должна составлять не менее 1/3 площади пролетной арматуры плиты, шириной не менее:

. Принимаем ширину сетки В=1280мм.

Фрагмент плана раскладки сеток плиты приведен на рисунке ниже.

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил производится из условия . Расчетная поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечного армирования:

, но не менее

. Поскольку условие не соблюдается принимаем .

Поскольку условие во всех сечениях выполняется, то расчет поперечной арматуры не производится; согласно конструктивным требованиям при толщине плиты 150мм постановка поперечной арматуры не требуется.

Таблица для практического расчета изгибаемых элементов симметрического сечения (бетон классов по прочности при сжатии С¹²/₁₅÷С⁵⁰/₆₀)