Спільна робота плит в ячейці перекриття

Abstract

Залізобетонні конструкції перекриттів та покриттів становлять близько 20% вартості всієї будівлі. Ці конструкції є досить матеріаломісткими та працемісткими оскільки на них припадає близько 30−40% бетону й сталі, що використовуються при зведенні будівлі. Окрім функцій розмежування та несення навантаження перекриття являють собою горизонтальні діафрагми жорсткості будівлі. Також вони перерозподіляють зусилля від горизонтального вітрового навантаження між вертикальними елементами будівлі та нівелюють напруження, що виникають від неточності монтажу. Тому проектування цих конструкцій перекриттів повинно базуватися на експериментально-теоретичних дослідженнях дійсних умов їх роботи та взаємодії в складі будівель та споруд; розробці на цій основі вдосконалених методів розрахунку, що враховують їх просторову роботу. Моделювання дійсних умов роботи конструкцій забезпечується створенням розрахункової схеми, яка враховує сумісну роботу всіх елементів будівлі чи споруди. Метод кінцевих елементів, який реалізується в багатьох сучасних програмних комплексах, дозволяє більш точно моделювати розрахункові схеми конструкцій та враховувати їх сумісну роботу. В статті розглянуто та змодельовано декілька умов, за яких відбувається перерозподіл внутрішніх зусиль та напружень. Встановлено, що зусилля в окремих плитах змінюються значним чином при завантаженні окремої плити локальним навантаженням чи міні умов спирання на стіни однієї з плит ячейки перекриття. Окрім зміни та перерозподілу моментів вигину значною мірою збільшуються крутні моменти в окремих елементах ячейки при зміні умов спирання ячейки перекриття. Наявність та величина моментів кручення при традиційному проектуванні не враховується. В роботі доведено факт спільної роботи збірних плит перекриття, що з’єднані між собою швом замонолічення та анкерним елементами, в ячейці перекриття. Врахування спільної роботи дозволяє більш точно визначати зусилля в елементах ячейки, а значить, більш раціонально проектувати ці елементи. Железобетонные конструкции перекрытий и покрытий составляют около 20% стоимости всего здания. Эти конструкции достаточно материалоемкими и трудоемких поскольку на них приходится около 30-40% бетона и стали, используемых при возведении здания. Кроме функций разграничения и несения нагрузки перекрытия представляют собой горизонтальные диафрагмы жесткости здания. Также они перераспределяют усилия от горизонтального ветровой нагрузки между вертикальными элементами здания и нивелируют напряжения, возникающие от неточности монтажа. Поэтому проектирование этих конструкций перекрытий должно базироваться на экспериментально-теоретических исследованиях реальных условий их работы и взаимодействия в составе зданий и сооружений; разработке на этой основе усовершенствованных методов расчета, учитывающих их пространственную работу. Моделирование реальных условий работы конструкций обеспечивается созданием расчетной схемы, учитывающей совместную работу всех элементов здания или сооружения. Метод конечных элементов, который реализуется во многих современных программных комплексах, позволяет более точно моделировать расчетные схемы конструкций и учитывать их совместную работу. В статье рассмотрены и смоделирован несколько условий, при которых происходит перераспределение внутренних усилий и напряжений. Установлено, что усилия в отдельных плитах меняются значительным образом при загрузке отдельной плиты локальным нагрузкой или мини условий опирания на стены одной из плит ячейки перекрытия. Кроме изменения и перераспределения моментов изгиба в значительной степени увеличиваются крутящие моменты в отдельных элементах ячейки при изменении условий опирания ячейки перекрытия. Наличие и величина моментов кручение при традиционном проектировании не учитывается. В работе доказан факт совместной работы сборных плит перекрытия, соединенных между собой швом омоноличивание и анкерной элементами, в ячейке перекрытия. Учет совместной работы позволяет более точно определять усилия в элементах ячейки, а значит, более рационально проектировать эти элементы.