Перспективные плиты

В настоящее время в нашей стране и в странах СНГ применяются ребристые плиты типа 2Т и Т по серии 1.042.1-2 и 1.020 (рис. ниже) и по индивидуальным разработкам. Характеристики плит 2Т даны в табл. ниже. Наибольшее распространение имеют плиты перекрытий типа 2Т и Т длиной 10 650 и 8650 мм по серии 1.042.1-2. Плиты 2Т имеют ширину 2980 мм, а Т 1480 мм. Высота продольных ребер 600 мм. На опоре продольные ребра имеют подрезки высотой 300 мм. Причем в местах подрезки в плитах 2Т и Т расположены торцевые поперечные ребра.

Определенными технологическими достоинствами обладают настилы с короткими утолщенными свесами полок до 1/3 H (где Н высота сечения), как это показано на рис. ниже.

Толщина полок позволяет устраивать шпоночные стыки с небольшим объемом бетона омоноличивания. При этом устройство откидного борта не намного усложняет конструкцию металлоформы и сам процесс изготовления. К недостаткам плиты можно отнести конструктивную нерегулярность расположения продольных ребер, что снижает архитектурные качества потолка. При использовании подвесного потолка эти недостатки можно не учитывать.

Мировой опыт строительства зданий из сборного железобетона подтверждает, что плиты 2Т постоянного сечения (без поперечных ребер) являются наиболее эффективными типами перекрытий для промышленного строительства. Повсеместно за рубежом принята технология их изготовления на длинных стендах с использованием стальных форм высокой точности, которые позволяют производить оперативную переналадку как по длине элемента, так и по размерам поперечного сечения. Сечение плит 2Т легко переналаживается в плиты типа Т или П. С помощью вкладышей в продольных ребрах можно получать необходимую высоту сечения в зависимости от пролета и действующих нагрузок. Пространство между ребрами эффективно используется для размещения коммуникаций, что, в свою очередь, способствует снижению высоты помещений.

Конструкция плиты 2Т по серии 1.020

Исследования, выполненные в ЦНИИпромзданий, показали, что для обеспечения изготовления на длинных стендах конструкций многоцелевого назначения, пригодных для применения при различных пролетах, для покрытий, перекрытий и даже стен наиболее целесообразна конструкция плит 2Т с плоской поверхностью, с полкой толщиной 35-50 мм и с сечением ребер, допускающих изменение их высоты для конструкций разных пролетов за счет применения различных вкладышей. В табл. ниже представлена возможная номенклатура ребристых плит типа Т, 2Т и 4Т.

Армирование плит должно производиться с учетом пространственной работы перекрытий в период эксплуатации при различных невыгодных неравномерных схемах нагружения временной нагрузкой. В основном это касается армирования полок. Работа продольных ребер при неравномерных нагрузках меньше зависит от этого фактора. Однако возникающие крутящие моменты снижают несущую способность сечения из-за неравномерности распределения напряжений в сжатой зоне.

Типоразмеры плит 2Т, изготовлявшихся в России и странах СНГ

Плита 2Т с утолщенными свесами полок

Перспективная номенклатура плит Т, 2Т, 4Т

Анализ несущей способности сечений плит в двух направлениях с учетом минимизации расхода материалов и соблюдения конструктивных требований позволил установить необходимые параметры сечения, при которых возможно устранение поперечных ребер на опоре и в пролете.

Использование этих плит открывает возможности применения рациональных «немодульных» пролетов и позволяет перейти к широкому использованию в строительстве крупных сеток колонн (12x12 м и более). Это обеспечит возведение производственных зданий нового типа с высокой объемнопланировочной гибкостью. Кроме того, с увеличением пролетов происходит снижение веса здания, общего расхода материалов и экономятся трудозатраты на строительной площадке. Однако при этом возникают трудности анкеровки напрягаемой арматуры и ее стыковки на длинных стендах.

К недостаткам можно также отнести наличие консольного свеса, незащищенного от трещин при подъеме, транспортировке, складировании и монтаже, и повышенные требования в части проектного размещения арматурной сетки в верхней зоне плиты.

В ЦНИИпромзданий была разработана конструкция ребристых плит типа 2Т пролетом 12 м (рис. ниже) и пролетом 18 м без поперечных ребер для покрытия промышленных и гражданских зданий. В соответствии со «Сводом правил. Предварительно напряженные железобетонные, конструкции» (СП 52-1022004) и пособием к нему для расчетной нагрузки 5,76 кН/м² высота сечения плит пролетом 18 м составила 60 см при средней толщине продольных ребер 10,6 см. Минимальная толщина полок на участке между ребрами достигла 3,5 см, а на свободных свесах 4,5 см. Сечение плиты показано на рис. ниже.

Сечение плиты 2Т без поперечных ребер пролетом 12 м

Расчетный анализ плит как пространственных конструкций методом конечных элементов позволил уточнить геометрию сечения по линиям сопряжений полок с продольными ребрами. Так, при действии несимметричной по отношению к сечению вертикальной нагрузки происходит выгиб продольных ребер из плоскости. Это приводит к тому, что эпюры внутренних усилий в поперечном сечении на опоре и в пролете меняют форму и знак. В местах сопряжения полок с ребрами возникают растягивающие напряжения, превышающие предел трещиностойкости, и, как следствие, происходит образование продольных трещин, снижающих несущую способность. С целью ликвидации этого дефекта высота вутов по линии сопряжений полок с продольными ребрами была увеличена до 8 см. Принятые плавные переходы полок и ребер положительно сказались при симметричном загружении вследствие возникновения так называемого арочного эффекта.

Геометрические характеристики сечения плиты 2Т пролетом 18 м

Конструкция экономична по расходу материалов, технологична в изготовлении. Сопоставительный анализ с нлитами покрытия 2Т фирмы «Сопsolis» показал, что предлагаемая конструкция существенно легче аналога. Потолочная поверхность плит достаточно эстетична для промышленных и складских помещений. А при некоторой отделочной доработке может быть использована в общественных зданиях. В настоящее время ведется подготовка к их испытанию.Определяющим условием армирования для плит больших пролетов является обеспечение требуемой жесткости, которое достигается предварительным натяжением продольной арматуры. В качестве продольной рабочей арматуры использованы канаты 015 К7 по четыре в каждом ребре. Это вызывает необходимость устройства анкерных приспособлений для исключения проскальзывания рабочей арматуры. Для данной конструкции и технологии наиболее рациональным представляется устройство спиральных анкеров (пружина), нанизанных на канаты у предполагаемых опорных зон. Полки и продольные ребра армированы каркасами и сетками из арматуры класса Вр-1 и АIII.