Несущие элементы перекрытий из легких бетонов, как правило, следует проектировать размером «на комнату» в виде сплошных или шатровых панелей, что обеспечивает получение комплексных изделий высокой заводской готовности.
Исходя из предпочтительного использования монтажных кранов грузоподъемностью 5 т необходимо добиваться максимального снижения собственного веса конструкций. В связи с этим при проектировании рекомендуется предусматривать возможность применения наиболее легких видов пористых заполнителей.
Несущие элементы перекрытий целесообразно изготовлять с консольной плитой балкона или лоджии (см. рис. 40). Для большинства районов второй и третьей климатических зон такое решение возможно при объемной массе легкого бетона в сухом состоянии не более 1500 кг/м3. При использовании шлакопемзобетона, приготовленного без кварцевого песка, объемная масса бетона в панели с консольным балконом может быть повышена до 1900 кг/м3.
Во всех остальных случаях при изготовлении панелей с неразрезным балконом следует предусматривать прорези на возможно большем удалении от внутренней поверхности наружной стены. Эти прорези заполняются на постройке эффективным теплоизоляционным материалом. При наличии пенопласта прорези могут быть заменены утепляющими вкладышами.
В целях экономии арматурной стали, а также для снижения толщины и массы сплошных легкобетонных панелей следует, как правило, предусматривать опирание их по контуру.
Для предварительного определения толщины сплошных несущих панелей перекрытий, а также для назначения марки бетона рекомендуется пользоваться формулой
где h — полная толщина панели в см;
Mн — максимальный изгибающий момент в кгс*см от нормативной нагрузки, определенный для полосы панели шириной 1 м;
Rpн — нормативное сопротивление растяжению, принимаемое по табл. 7 или на основании опытных данных.
Панели, разрабатываемые для изготовления на конвейерных линиях, рекомендуется армировать в двух направлениях предварительно-напряженными стержнями из сталей классов A-III, A-IIIB и A-IV, расположенными с широким шагом. Марка бетона в этом случае устанавливается не менее 150 с прочностью при обжатии не менее 120 кгс/см2. Диаметр преднапряженных стержней следует назначать не более 12 мм.
При напряженном армировании толщина сплошной панели, определенная по формуле (13), может быть уменьшена на 10%.
Продольное армирование панелей, опираемых по контуру, а также по двум длинным сторонам, следует назначать исходя из расчета на монтажные воздействия.
Деформации несущих легкобетонных панелей рекомендуется рассчитывать по уточненной методике, основные положения которой были изложены ранее. Применение этой методики позволяет создавать надежные и вместе с тем достаточно экономичные конструкции.
В случае, когда Мт/Мн≥1,1, жесткость при кратковременной нагрузке рекомендуется определять в предположении отсутствия трещин как для целого сечения с учетом сжатой и растянутой арматуры, а также пластических деформаций в растянутом бетоне по формуле
где Eб — начальный модуль упругости бетона;
h — полная высота сечения;
х — высота сжатой зоны до образования трещин;
Wт — условный упругопластический момент сопротивления сечения по растянутой зоне перед образованием трещин.
Высоту сжатой зоны х и момент сопротивления Wт рекомендуется определять с учетом арматуры, принимая линейный закон распределения деформаций по высоте сечения, треугольную эпюру напряжений в сжатой зоне бетона и трапециевидную или прямоугольную в растянутой, при значении коэффициента пластичности бетона при растяжении λp=0,5.
Если принять прямоугольную эпюру напряжений, то для создания необходимого запаса в расчете по образованию трещин и по деформациям величину момента сопротивления Wт рекомендуется умножать на понижающий коэффициент 0,875.
Момент образования трещин рекомендуется определять по приближенной формуле (151) СНиП II-B.1-62, подставляя Rрн вместо Rт:
Для прямоугольных сечений с одиночным армированием
где σ0 — предварительное напряжение в арматуре, определенное с учетом потерь.
Расчеты по более точным формулам показывают близкую сходимость с результатами расчета по формуле (15). При этом формула (15) обеспечивает некоторый запас в расчете по образованию трещин.
Момент сопротивления Wт для сплошных однослойных панелей с одиночным армированием рекомендуется определять по формуле
а жесткость до образования трещин при кратковременном действии нагрузки по формуле
Коэффициенты w и i определяются по табл. 8 в зависимости от величин
При определении по формуле (16) понижающий коэффициент 0,875 не применяется.
Жесткость панелей, для которых соблюдается условие Мт/Мн ≥ 1,1, при длительном действии нагрузки определяется по формуле
где С — коэффициент, учитывающий увеличение деформаций вследствие ползучести бетона при длительном действии нагрузки.
Для легких бетонов (за исключением перлитобетона) рекомендуется принимать такой же коэффициент С, как и для тяжелого: при сухом режиме C=3; при нормальном C=2; при влажном C=1,5.
Для перлитобетона при сухом и нормальном режимах значения коэффициента С рекомендуется увеличивать на 50%.
Прогибы легкобетонных панелей, работающих без трещин при нормативных нагрузках, определяются по формуле (171) СНиП II-B.1-62.
При Мт/Мн, находящемся в пределах 1—1,1, учитывая возможность преждевременного появления трещин, прогибы панелей от кратковременно и длительно действующих нагрузок определяются по формуле
где f — прогиб панели от кратковременной или длительной нормативной нагрузки в см;
l — величина расчетного пролета панели (при опирании по контуру — меньшего пролета) в см;
1/ρ — максимальная кривизна элемента, определяемая в средине пролета в предположении появления трещин, по СНиП II-B.1-62;
К — поправочный коэффициент, учитывающий повышенную жесткость участков панели, работающих без трещин.
В рассматриваемом случае принимается, что трещинами ослаблено 10% длины пролета: 1—2 r = 0,1 (см рис. 57). В этом случае при определении величины 1/ρ коэффициент ψа, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами, рекомендуется определять по формуле:
где S — коэффициент, принимаемый по СНиП II-B.1-62, п. 9. 7.
При Мт/Мн≤1 прогибы также определяются по формуле (19).
Значения коэффициента К подсчитываются по формуле
где В — минимальная жесткость элемента в зоне максимального изгибающего момента при кратко временном или длительном действии всей или части нормативной нагрузки, соответствующая его наибольшей кривизне — 1/ρ;
B0 — жесткость этого элемента без трещин при кратковременном или длительном действии нагрузки;
А — коэффициент, определяемый по табл. 9 в зависимости от отношения Мт/Мн.
где M — максимальный изгибающий момент в средине пролета от всей или части нормативной нагрузки, определяемой по СНиП II-B.1-62, п. 9.8
При кратковременной нагрузке B0 определяется по формуле (14) или (17): B0=Bк.
Можно также определять B0 по формуле
где Iпр — приведенный момент инерции сечения, определяемый в упругой стадии с учетом арматуры.
При длительном действии нагрузки B0 определяется по формуле (18):В0=В.
В расчете деформаций сплошных однослойных панелей с одиночной ненапряженной арматурой при определении ψа рекомендуется принимать следующее значение Мб.т:
Значения ψа при длительном действии нагрузки во всех случаях рекомендуется принимать не ниже значений, определенных при кратковременном действии всей нормативной нагрузки.
Если в процессе монтажных воздействий изгибающий момент Mм превышает изгибающий момент от нормативной нагрузки, то при определении ξ, ψа и К в соответствующие формулы вместо Mн следует подставлять Мм.
- Особенности проектирования и расчета легкобетонных конструкций перекрытий
- Жесткость легкобетонных перекрытий
- Пути совершенствования легкобетонных перекрытий
- Комплексные легкобетонные панели перекрытий
- Звукоизоляция междуэтажных перекрытий
- Конструкции перекрытий с применением легких бетонов
- Сцепление арматуры с бетоном
- Усадка легкого бетона
- Ползучесть легкого бетона
- Модуль упругости легкого бетона