автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Железобетонные трехслойные плиты перекрытий и покрытий со средним слоем из пенополистирола без внутренных ребер

РГ5

На правах рукописи

ЖОЛДЫБАЕВ Шахман Серикбаевич

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ТРЕХСЛОЙНЫЕ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИИ И ПОКРЫТИЙ СО СРВДНИМ СЛОЕМ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА БЕЗ ВНУТРЕННИХ РЕБЕР

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Центральный ордена Трудового Красного Знамени |1аучно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования жилища ( ЦНИГОП жилища )

Москва - 1993

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском и проектном институте типового и экспериментального проектирования жилища ( ЦНИИЭП жилища )

Научный руководитель - доктор технических наук В.С. ЗЫРЯНОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук П.Г. ЛАБОЗИН,

кандидат технических наук, доцент В.И. ФОМИЧЕВ

Ведущая организация - НИИЖБ

на заседании специализированного Совета К.033.14.01 в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском и проектном институте типового и экспериментального проектирования жилища ( ЦНИИЭП жилища ) по адресу: 127434, Москва, Дмитровское шоссе, 9, корп. "Б".

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонде ЦНИИЭП жилища.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, с. н. с.

Данилина

- 2 -

В В Е д В И И £

Актуальность работы. Л стране ежегодно возводятся жилые дома площадью болев 70 млн. м*" и, следовательно, напускается такое же количество перекрытий. Плиты перекрытий над техподпо-льем и чердачных перекрытий состаиляют четнертую часть исох выпускаемых пмт перекрытий, а ото Оолее 17 млн. м^, если принять среднюю этажность возводимых зданий за 7 этажей.

Одной из важнеилих задач строительной науки и практики является выявление резервов снижения материалоемкости, трудоемкости, стоимости строительства крупнопинольных жилых здании и связанное с зтим внедрение новых прогрессивных конструкций в пракшгсу жилищного строительства.

Специальные исследования по разработке комплексных конструкций перекрытий, обеспечивающих теплоизоляцию жилых помещений над техподпольем, в отечественных и зарубежных работах практически не проводились. В основном предложения сводятся к использованию легких бетонов. Реализация этих предложений вызывает сложности из-за необходимости изготовления плит перекрытий большей толщины при использовании различных материалов, увеличивает номенклатуру сборных элементов.

При применении над техподпольем обычной сплошных плит из

тяжелого бетона их теплоизоляция обеспечивается устройством

многослойных полов с использованием ДВП и ЛИ! на строящихся домах,

а это трудоемко, требует больших затрит ручного труди, уииличива-

ет продолжительность строительства жилых зданий. Теплоизоляция

чердачных перекрытий осуществляется насыпными материалами: керамзитом, шлаком и др.

/тепленные двух-или трехслойные плиты покрытий применяются при устройстве теплых чердаков. Эти плиты имеют обычно балочное

опиршше по коротким сторонам о пролетом вдоль длинных сторон 5+6 м. Трехслойные плиты покрнтий делают из тяжелого атмосферостойкого бетона класса В25+В30 с внутренними продольными ребрами и средним слоем из пенополпстирола. Недостатком отих конструкций является наличие сквозных ребер из тяжелого бетона, что вызывает необходимость значительно увеличивать толщину теплоизолирующего слоя и соответственно обидно толщину, при этом увеличивается масса, а также стоимость покрытия.

Вопросы расчета и конструирования железобетонных трехслойных плит перекрытий I: покрытий не включены в действующие нормы проектирования и почти не освещены в работах, посвященных железобетонным конструкциям. В существующих до настоящего времени методах расчета многослойных железобетонных плит использовались различные теоретические приемы приведения слоистого сечения к однослойному. Однако перенести их на расчет трехслойных плит с малопрочным средним слоем из пеноиолистирола не представляется возможным, методы расчета таких плит должны существенно отличаться от расчета слоистых железобетонных конструкций с более близкими по прочностным характеристикам слоями.

Актуальность работы определяется необходимостью замены утепляемых в построечных условиях неиндустриальных конструкций перекрытий над техподпольем и чердачных покрытий на эффективные слоистые железобетонные конструкции, внедрение которых в практику строительство позволят снизить трудоемкость и стоимость крупнопанельных жилых

зд8ний.

Цолып работы работы является разработка технических решений эффективных конструкций железобетонных трехслойных со средним слоем из пенополистирола комплексных плит перекрытий над техподпольем, чердачных перекрытий и покрытий без внутренних ребер, разработка методов расчета и конструирования таких плит.

На защиту выносятся следующие основные научные результаты:

-технические решения железобетонных трехслойных комплексных плит перекрытий и покрытий с малопрочным средним слоем из пенополи-стирола без внутренних ребер;

-предложения по опенке несущей способности опертых по контупу трехслойных плит по деформированной схеме метода предельного равновесия при полной рабочей высоте сечения; расчетная схема плит как коробчатой пространственной конструкции; определение предельного прогиба плит, опертых по контуру, в предельном состоянии по уточненной формуле в = 0,1;

-определение несущей способности балочных плит покрытий по пролетному сечению без учета среднего слоя на полную рабочую высоту сечения, по наклонному сечению при коэффициенте , -равном -0,8 и тре-щиностойкости при коэффициенте ^ = 0,16; определение главных растягивающих напряжений в нижнем слое по зависимости = .

Достоверность полученных результатов обеспечена экспериментальными и расчетно-теоретическими исследованиями балочных фрагментов и опертых по контуру трехедойных плит перекрытий и балочных плит покрытий в натуральную величину.

Научная новизна работы заключается в установлении совместной работы нижнего и верхнего бетонных слоем, обеспечиваемой краевыми ребрами с участием среднего слоя; выявлении пространственной работы опертых по контуру трехслойных плит и пластического характера их разрушения; зависимостей прочности и деформативности опертых по контуру трехслойных плит перекрытий и балочных плит покрытий с малопрочным средним слоем от толщины бетонных слоев, ширины краевых ребер, армирования приопорных сечений.

Практическое значение работы заключается в том, что применение трехслойных железобетонных плит перекрытий над техподпольем, чердачных перекрытий и покрытий без внутренних ребер для крупнопанельных

- ь -

жилых зданий с малым щагом несущих поперечных стен сокращает расход материалов и трудозатраты на устройство полов первого этажа над техподпольем и теплоизоляции чердачных перекрытий. При использовании таких конструкций 'экономический эффект составит 1С% от стоимости перекрытия и более 12% от стоимости крыши.

Внедрение результатов исследований осуществлено при проектировании, изготовлении и испытаниях опытных партий трехслойных плит перекрытий жилых домов серий 00, 105 и 121 в 1991 -f 1993 году на Бишкекском заводе КПД-3 ЛДК "Лзат", Сморгоньском заводе КПД-2 ППСОВД "Гродноашлстрой", Тверском ПСО ШТД.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на научно-технической конференции "Изучение действительной рабоюы конструкций с учетом условий и сроков эксплуатации", Пенза, 1992 год, на научно-технической конференции "Вопросы совершенствования строительства", Владикавказ, 1992 год, на заседаниях отдела конструктивных элементов жилых зданий ЦНИИЭП жилища в 1992 i 1993 годах, на заседании секции конструкций НТС ЦНИИЭП жилища в 1993 году.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Ооъем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, списка летературы из 96 наименований и приложения, содержит 94 страниц текста, 25 таблиц, 43 рисунков. Общий объем 139 страниц.

Работа выполнена в отделе конструктивных элементов жилых зданий ЩШИЭП жилища по темам ОНИР 2-1604.1, 2-1604.2, 4-7150, 4-6804.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По ниедонпи излокена актуальность исследуемои проблем», научная новизна и практическая ценность полученных в диссертации результатов.

В первой главе приводится краткий обзор отечественных и зарубежных исследований и применения слоистых железобетонных конструкций перекрытий и покрытий.

Поскольку расчет слоистых конструкций базируется на общей теории железобетона, которая болея полно разработана .применительно к сплошным плитам, рассмотрены существующие методы расчета прочности, трещиностойкости и жесткости сплошных плит, опертых по контуру и балочных.

Решению перечисленных вопросов были посвящены работы многих исследователей: Й.Н.Байкова, А.А.Гвоздева, М.И.Лодонова, A.M. кубинского, Л.Н.Зайцева, А.С.Золесова, В.С.Зырянова, Н.И.Карпенко, А.Н.Королева, С.М.Крылова, ЛЛ'.Лабозина, В.И.Мураюева, 'Г.А.Муха-медиева. А,Р.Ржаницына, З.И.4>омичева и др. Из зарубежных рассмотрены работы К.Иогансена, Л.Компа, Р.Парка, Р.Тейлора, Б.Хейса, К.Штамма и др.

При расчете прочности многослойных «елезобетошшх конструкций используются разные теоретические приемы приведения слоистого сечения к однослойному: по соотношению начальных модулей упругости и расчетных сопротивлений бетона. Исследованиям многослойных плит посвящены работы Л. Я.Акридина, й.КМаПбороды, И.М.Оганлна, М.З.Симонова и др.

В результате проведенного анализа работ в области расчета слоистых конструкций необходимо отметить, что несмотря на имеющийся положительный опыт применения указанных методов их расчета пе-

рснести его на расчет железобетонных трехслойных плит о малопрочным средним слоем не представляется возможным.

Изучение состоянии вопроса привело к определении задач научного исследования и основному выводу о необходимости совершенствования методов расчета и конструирования опертых по контуру трехслойных плит перекрытия и покрытий о малопрочным средним слоем и ребрами вдоль опорного контура.

Пыли сформулированы следующий задачи исследования: -изучить характер образоианим и развитии трещин, картины излома железобетонных трехслойных плит перекрытий и покрытий без внутренних ребер;

-получить экспериментальные донные о совместной работе верхнего, нижнего бетонных слоев, краевых ребер и среднего теплоизолирующего слоя; трещиностойкости, жесткости и прочности трехслойных плит;

-провести теоретический анализ работы трехслойных плит с равномерно распределенными нагрузками и разработать методику их расчета для рационального проектирования таких плит;

-сравнить результаты расчетов с полученными экспериментальными данными и, при необходимости, внести в методику расчета необходимые уточнения;

-разработать рекомендации по расчету и конструированию трехслойных комплексных плит перекрытий и покрытий без внутренних ребер и внедрению их в строительство крупнопанельных жилых зданий.

Во второй главе дано описание предложенных конструкций плоских железобетонных трехслойных плит перекрытий и покрытий со средним слоем из пенополистирола без внутренних ребер с габаритными размерами, полностью повторяющими габариты междуэтажных перекрытий и покрытий при устройстве теплых чердаков. Общая толщина плит перекрытий при этом составляет 160 мм, плит покрытий

ifOOrüiíU мм (.рис.I).

Толщина среднего теплоизолирующего слоя трехслойных плит перекрытий на/, техподпольпм и чердачных согласно СНиП 13-3—79хх принято 30 мм, для безрулонной плиты покрытия - 50 мм.

Для определения толщины бетонных слоев и краевых ребер перекрытия и покрытий были проведены цпчносткиа расчеты, расчеты верхнего бетонного слон на продаиливание. С учетом этого толщина верхнего бетонного слон плит перекрытий принята СО мм, нииного-70 мм; толщины бетонных слоев плит покрытий по 6U мм при среднем слое 100 мм и по 75 мм при среднем слое 50 мм. Толщины контурных ребер определялись на основании расчетов на сдвигающие усилия, теплотехнического совместно с узлами и приняты для плит перекрытии 150 мм, плит покрытии 200 мм.

На основании теоретического анализа показано, что деле при таком довольно слабом пр сраанению о бетоном материале среднего слоя, как пенополистирол, в сочетании с прочными краевыми ребрами, соединяв»,ими нижний и верхний слои, плита работает как коробчатая пространственная конструкция.

Приопорние участки работают в условиях сложного напряженного состояния: вблизи ребра действуют одновременно большая поперечная сила и малый изгибающий момент. Кроме того, бетонные ¿лои в составе коробчатой конструкции имеют свои условия работы, верхний бетонный слои и составе плиты как сжатая полка коробчатой конструкции испытывает сжимающие усилия, одновременно лак балка, защемлен-пяя в ребрах, она подвергается изгибу, при 'jtom на приопорных участках возникают отрицнтельные изгибающие моменты. Нижний бетонный слой в составе плиты как растянутая полка коробчьтой конструкций испытывает растягивающие усилия, а как балка, защемленная н ребрах, она подвергается изгибу.

а;

- 9 -

Вид сиерху

Г:

«Контурные ребра

41Ь0 + 6600

15и к

Тяжелый бетон

1 - I

Пенополистирол

Б)

Вид сверху

1!

Краевые ребра

1

о о 8 •V

о о

Й

200

5700 * 6000

200

Тяжелый бетон.

3-3

2-2 5

60^7

М

Пенополистирол

200

¿^г

20

г

J

Рис. 1. Принципиальные схемы трехслойных плит а - перекрытий; б - покрытий

- 10 -

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований балочных фрагментов плит перекрытий.

Ьвиду неоднородности сечений от пролета до краевых ребер опертых по контуру трехслойных плит перекрытий и их работы в двух направлениях невозмояпо в одинаковой степени изучить характер трещинообразования и разрушения сечений, находящихся в условиях резко различного напряженного состояния, особенно в местах примыкания ребер.

Поэтому для выявления особенностей и характера трещинообразования и разрушения приопорных участков плит испытывались балочные образцы-фрагменты, для плит перекрытий, опертых по контуру, они представляли собой как бы вырезанные из средней части реальной плиты полоски, полностью имитирующие общую толщину, толщины слоев, ширину краевых ребер, длину пролета, соответствующую короткому пролету плит.

Армирование было близким к раельным плитам и предусматривалось в виде основной сетки С-1, располагаемой в нижнем бетонном слое, конструктивной сетки С-с?, располагаемой в верхнем бетонном слое, конструктивных вертикальных каркасов Н-1, устанавливаемых в контурных ребрах.

Испытания балочных фрагментов проводились с опиранием на две опоры, по балочной схеме. Нагрузка создавалась тарированными штучными грузами массой по Л) кг, равномерно распределенными по поверхности образцов. Й процессе испытаний измерялись прогибы верхнего и нижнего слоев фрагментов прогибомерами, осадка опор при помощи индикаторов часового типа, ширина раскрытия трещин измерялась при помощи переносного микроскопа и- трафаретом, деформаций бетона в наиболее напряженных участках датчиками сопротивления типа ПКБ с базой 50 мм.

Первые трещины образовались в середине пролета при нагрузке 0,59{.0,75, в среднем 0,65 от разрушающей с последующим их раэвити-

ем и образованием нових трещин в средней трети пролета. При дальнейшем увеличении нагрузки трещины образовались и в приопор-ных сечениях, где бетонные слои примыкают к торцевому ребру. При нагрузке 0,644-1,0 от разрушающей образовывались верхние надопор-ные нормальные трещины в место примыкания верхнего бетонного слоя к ребру. После образования верхней надопорной трещины приопор-ное сечение ослабляется, в результате растягивающие напряжения зозрастают и следует образование наклонных трещин в зоне примыкания нижнего бетонного слоя к ребру.

Измерения деформаций бетона подтвердили, что верхний слой работает как сжато-изогнутая пластина. Ириопорные сечения верхнего слоя работали на внецентрениое растяжение, причем в верхних волокнах деформации бетона были значительно больше, чем в нижних, что подтверждает наличие отрицательных изгибающих моментов в этих сечениях. Нижний бетонный слой работает как растянуто-изогнутая пластина. Деформации в районе образования трещин резко возрастали, при дальнейшем увеличении нагрузки деформации происходили в зонах первоначально образовавшихся трещин. Образовывались зоны с наибольшими деформациями бетона, в среднем таких зон в нижнем слое две: в пролете и у опор.

Опыты подтвердили достаточную надежность совместной работы слоев плит на всем диапазоне нагрузок. Максимальная величина сближения бетонных слоев в середине пролета к моменту исчерпания несущей способности балочных фрагментов составила 2 мм. Для оценки несущей способности плит при вероятном отсутствии среднего слоя был испытан фрагмент без него. Несущая способность по сравнению с основными образцами оказалась, как и ожидалось, примерно вдвое ниже, хотя и оставалась достаточно высокой - 7,7 кПа. В разультате этого опыта выявлена значительная роль среднего слоя в трехслойных плитах, работающего на одьиг и на сжатие.

- 12 -

Исчерпание несущей способности образцов-фрагментов происходило в пролете при значительном нарастании прогибов и умеренном раскрытии пролетных л приопорных трещин.

Анализ показал, что действующие и опертых по контуру плитах перекрытий поперечные силы значительно меньше, чем для балочных плит. Следовательно, результаты опытов на фрагментах показывают, что трехслойные плиты перекрытий будут иметь достаточную несущую способность и трещиностойкость от внешних нагрузок. Кроме того, распределение поперечных сил вдоль опорного контура существенно неравномерное и подчиняется пароболическому закону о максимальными ординатами в серединах краев, а далее к углам довольно резко убывает, что создает благоприятную ситуацию при конструировании опертых по контуру трехслойных плит.

Четвертая глава посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям работы опертых по контуру трехслойных плит перекрытий, применяемых в условиях массового заводского производства.

Опытные образцы изготавливались по опалубочным чертежам серий 90, 105, 121. Толщина всех опытных плит 160 мм, в том числе нижний слой толщиной 70т-9С) мм и верхний слой 40*60 мм из тяжелого бетона класса В 15, средний слой из пенополистирола марки ЛСБ

% • ЬО кг/м3 толщиной 30 мм. Лля обеспечения прочности приопорных сечений и совместной работы бетонных слоев по контуру плит предусматривались бетонные ребра шириной 150*200 мм.

Армирование трехслойных плит перекрытий предусмаиривалось в виде: располагаемой в нижнем бетонном слое основной сетки С-1 из етержнавой арматуры 0 б*» мм класса А-Я з шагом 1504-300 мм и арматурной проволоки $ 5 мм класса Вр-1 с шагом 200!-300 мм; располагаемой в верхнем бетонном слое конструктивной сетки С-2 из арматурной проволоки ф 5 мм класса Вр-1 размером ячейки 200x200 и ЗЭОхЗЗО мм; конструктивных вертикальных каркасов К-1, К-2, устанавливаемых в контурных ребрах, из проволоки 0 5 мм класса Бр-1 с

шагом 2004-300 мм. Плиты П5»-П8 армированы дополнительной сеткой С-3, из стержневой арматуры 0 6s-ö мм класса A-Ö с шагом 300 мм и проволоки 0 5 мм класса Вр-1, располагаемой в нижнем бетонном слое а приопорном участке.

Опытные ооразцы трехслойных плит иготавливались: ¡114-113 на Тверском ЛСО КПД, на заводе КЛД-2 ПП00ИЛ "Гродножилстрой" в г. Сморгони, П5-гП7 в Бишкекском 1'ДЖ 1Шд-3, IIb а Шезказганском КОЖ треста "Казмедьстрой".

Испытания проводились на действие 1{втковременной равномерно распределенной нагрузки в горизонтальном положении с опиранием по контуру. Углы плит не закреплялись и могли свободно подниматься.

Экспериментальные исследования показали, что вое плиты при эксплуатационных нагрузках работали упруго без трещин, прогибы, включая прогибы от собственного веса, составили I/120004-I/44000 пролета. Трещины в опытных плитах в пролете образовывались при нагрузках, значительно превосходящих их нормативные величины. Опытные нагрузки трещинообразования удовлетворительно оцениваются теоретическими, рассчитанными по формулам теории упругости без учета среднего ело* (рис.2).

йсчерпание несущей способности произошло вследствие текучести растянутой рабочей арматуры. Превышение разрушающей нагрузки над нагрузками трещинообразования состаьило 52т-в5%. Следовательно проявился пластический характер разрушения плит. Нагружение плит прекращалось при достижении прогибами величин 1/50*1/60 пролета, что превышало теоретические значения предельных прогибов в 1,5*-2 раза.

Теоретические значения несущей способности испытанных образцов плит определялись кинематическим способом метода предельного равновесия по деформированной схеме с учетом пространственной работы.

Для определения предельных прогибов опертых по контуру

Нагрузки: ^-от собственного веса; ^, ^ -нормативные и расчетная; , ^ -контрольные по проверке жесткости, трещиностойкости и прочности.^^-образования трециньв пролете и у опор сверху;-о --теоретическая величина предельного прогиба;----теоретическое значение

несущей способности

трехслойных плит с малопрочным средним слоем предложена уточненная формула при 5 = 0,1 при арматуре АЬ1 класса А-Ы и арматуре А52 класса Зр-1 г

= Б • ёГе' е' •

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований плоских трехслойных плит покрытий балочного опирания.

Образцы представляли собой как бы вырезанные из реальной плиты покрытия полоски с имитацией всех реальных параметров, за исключением ширины, которая была назначена из удобства изготовления, испытаний, экономии материалов. Общая толщина образцов составляла 2304-220 мм при толщине нижнего и верхнего бетонных слоев - 604-75 мм, ширине краевых ребер 200 мм из тяжелого бетона класса В25.

На основании теплотехнического расчета необходимая толщина среднего теплоизолирующего слоя из пенополистирола марки ПСВ

» 40 кг/м3 для плит покрытий при устройстве теплых чердаков составляет ЭД мм. Но с учетом толщины серийно выпускаемых пенопо-листирольных плит было предложено исследовать фрагменты плит покрытий при двух вариантах толщин теплоизоляционного слоя: 50 и 100 мм.

Армирование образцов покрытий предусматривались в виде основной сетки 0-1 в нижнем бетонном слое с рабочими стержнями $ 10, 12 мм класса А-Ш и конструктивной приопорной сетки 0-2.

В испытательном цехе Ц11ИИЭП жилища было изготовлено и испытано восемь опытных образцов плит покрытий. Методика испытаний было аналогично как у фрагментов плит перекрытий.

Нарастание прогибов на начальных этапах нагружения происходило постепенно Срис.З.). При эксплуатационных нагрузках опытные образцы покрытий работали упруго без трещин. Прогибы при этом составляли 1/900^1/2100 пролета. Трещины образовывались при нагрузках, превышающих их нормативные величины. Первые трещины обра-

о, 4

-

"о®*? / — /— -

1 1 ФК1 1 I ; ФК2 1 1 1 ФКЗ г 1 I ш

и с и г

Рис.3. Зависимости нагрузка-прогиб образцов плит покрытий

зовались в середине пролета о последующим их развитием и образованием новых трещин в средней троти пролета. При дальнейшем увеличении нагрузки трещины образовывались в приопорных участках, где бетонные слои примыкают к торцевому ребру.

Теоретические значения нагрузки образования трещин плит покрытий в пролетных сечсниях определялись по формулам п.1».!) СНиЛ 2.03.01-84 без учета среднего слоя на полную рабочую высоту сечения; трещин, наклонных к продольной оси элемента, по формулам п.4.11 СИиП при высоте сечения нижнего слоя, при этом коэффициент

, входящий в формулу (.141,) СНиП, учитывающий условия работы нижнего слоя, принимался равным 0,16, при этом значения главных растягивающих напряжений определялись из выражения £>»,•{= ^ . Расчет верхнего слоя в зоне примыкания к ребру производился как для балки, защемленной в ребре, без учета среднего слоя. Ъ действительности верхний слой работает как балка на упругом основани. защемленная в ребре, и при податливых контактах между слоями чере пенополистирол передает определенную часть нагрузки нижнему бетонному слою.

Теоретические значения нагрузки образования нормальных трещин в зоне примыкания верхнего слоя к ребру определялись по формуле (125) СНиП с введением в знаменатель эмпирического коэффици-циента К = 0,15.

Исчерпание несущей способности, кроме бразцов ФК5, ФК6 и ФК8, происходило в пролете при значительном нарастании прогибов. Оценка несущей способности образцов производилась в пролете-по формулам п.3.15 СНиП с учетом полной рабочей высоты сечения, у опор на действие поперечной силы по наклонной трещине по формуле (84) с коэффициентом Ч}, , равным (-0,8), учитывающим влияние продольных растягивающих сил в нижнем слое и рабочей высотой сечения

- 18 -

для нижнего бетонного слоя.

В тестой главе приведены направления, по которым получена технико-экономическая эффективность от результатов научного исследования.

В настоящее время плиты перекрытий между 1-м этажом' и техпод-польем изготавливают однослойными из тяжелого бетона. На строительной площадке выполняется теплоизолирующее покрытие из слоя ДВП толщиной 24 мм и основания пола под линолеум из плит ДСП толщиной 18 мм.

Разработанные трехслойные железобетонные плиты комплексной конструкции с внутренним слоем из эффективного утеплителя изготавливаются на заводе по обычной конвейерной технологии и готовы под наклейку линолеума.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов исследований конструкций трехслойных железобетонных плит перекрытий и покрытий составил 155 руб/м^ перекрытия и более 100 руб/м^ крыши.

В приложении дан пример расчета трехслойной плиты перекрытия с малопрочным средним слоем размерами 0,16x3,58x5,7 м.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Железобетонные трехслойные плиты перекрытий над техподпольем, чердачных перекрытий и покрытий при устройстве теплых чердаков рекомендуется применять с малопрочным средним слоем из пенополисти-рола без внутренних ребер. Общая толщина плит перекрытий 160 км, покрытий 200+220 мм. Толщины слоев для плит перекрытий рекомендуется принимать: нижнего и верхнего из тяжелого бетона класса не ниже В1Е -70 и 60, среднего теплоизоляционного - 30,-ширину контурных бетонных ребер - 150+200 мм; для плит покрытий: нижнего - 60+100, среднего теплоизоляционного 50+100, верхнего - 50+60 мм из тяжелого бетона класса В25. Армирование нижнего слоя должно определяться расчетом как для сплошных плит при полной рабочей высоте сечения, армирование

- 19 -

ребер и верхнего слоя - конструктивное.

2. Рекомендуемые плиты перекрытий, опертые по контуру, в испытаниях при эксплуатационных нагрузках работали упруго. Трещины в опытных плитах в пролете образовывались при нагрузках, значительно превосходящих их нормативные величины. Опытные нагрузки трещинообразова-ния удовлетворительно оценивались зависимостями рассчитанными по формулам теории упругости без учета среднего слоя. Прогибы плит при контрольных нагрузках по проверке жесткости составили 1/12000-5-1/44000 короткого пролета. Для опертых по контуру трехслойных плит перекрытий расчет по образованию и раскрытию трещин и по деформациям согласно п. 1.П СНиП 2.03.01-84 можно не производить.

3. Несущую способность опертых по контуру трехслойных плит перекрытий следует рассчитывать по деформированной схеме метода предельного равновесия при полной рабочей высоте сечения. Прогибы плит в предельном состоянии рекомендуется определять по существующим формулам при Э = 0,1. Расчетная схема плит перекрытий принято как коробчатая пространственная конструкция.

4. Трещины в опытных образцах плит покрытий в пролете образовывались при нагрузках, значительно превосходящих их нормативные величины. При дальнейшем увеличении нагрузки трещины образовывались в приопорных участках, где бетонныв слои примыкают к торцевому ребру. Расчет по образованию трещин трехслойных плит покрытий балочного опирания в пролетных сечениях рекомендуется производить без учета среднего слоя на полную рабочую высоту сечения по формулам п.4.5

СНиП 2.03.01-84; расчет по образованию наклонных к продольной оси элемента по формулам п.4.II СНиП при высоте сечения нижнего слоя, при этом коэффициент , входящий в формулу (141), рекомендуется принимать равным 0,16; значения главных растягивающих напряжений в формуле (143) в нижнем слое в зоне образования наклонных трещин рекомендуется определять по зависимости .

5. Жесткость балочных трехслойных плоских плит покрытий обес] чивается с большим запасом. Прогибы при эксплуатационных нагрузка: были в 5+10 раз, а с учетом вероятного длительного действия нагру: в 3+6 раз меньше допустимой СНиП 2.03.01-84 предельной величины 1/200 пролета.

6. Несущую способность балочных трехслойных плит покрытий по пролету рекомендуется производить по формулам п.3.15 СНиП 2.03.01-с учетом полной рабочей высоты сечения; по наклонным сечениям - m формулам п.3.32 СНиП с коэффициентом равным (-0,8) и рабочей высотой сечения для нижнего бетонного слоя.

7. Формование и изготовление трехслойных плит перекрытий с ребрами вдоль опорного контура и плит покрытий с концевыми ребрам! нижним и верхним слоем из тяжелого бетона и средним слоем из пено-полистирола возможно с использованием традиционных методов заводской технологии сборных железобетонных конструкций.

8. Технико-экономический эффект от внедрения результатов исс; ваний получается за счет исключения трудоемких и дорогостоящих ра( по устройству полов перекрытий над техподпольем и теплоизоляции чердачных перекрытий на строительной площадке, снижения расхода бетона, общего веса конструкций утепляемых перекрытий и покрытий. Экономический эффект составляет \Ь% от стоимости перекрытия и бож 12% от стоимости крыши.

- 21 -

По тема диссертации опубликовано Шесть работ.

1. Яолдыбаев Ш.С., Зырянов B.C. Плоские трехслойные плиты юкрытий. //Лилищное строительство. - 1992. - Jt5. - С. 19-20.

2. В-олдибаев 111.С., Зырянов B.C. Трехслойные плиты перекрытия. '/Жилищное строительство. - 1992. - №12.- С. 21-23.

3. Яолдыбаев Ш.С., Зырянов B.C. Плоские трехслойные плиты юкрытий. //Вопросы совершенствования строительства. Тезисы докла-юв конф. - Владикавказ, 1992. - С. 22-24.

Жолдыбнен 111.С., Зырянов П.С. Трехслойные плиты перекрытий 1ад техподпольем жилых зданий. // Изучение действительной работы сонструкций о учетом условий и сроков эксплуатации. Тезисы докла-юв конф. - Пенза, 1992. - 0.11-12.

5. Еолдыбаев IB.С., Зырянов B.C. Трехслойные плиты перекрытий ; малопрочным средним слоем и ребрами вдоль опорного контура. // ^лищное строительство. - 1993. Кб. - С. 21-22.

6. Колдыбаев Ш.С., Зырянов B.C. Прочность и трещиностойкость 1лоских трехслойных плит покрытий с ребрами вдоль опорного контура. .// Жилищное строительство. - 1993. js5. - С. 18-21.