Облік податливості дисків перекриттів із збірних залізобетонних плит

Горизонтальні несучі підсистеми (диски перекриттів) у багатоповерхових будинках, поряд із сприйняттям корисного навантаження і передачею її на вертикальні елементи, деформуючись у своїй площині, виконують роль горизонтальних діафрагм, що зв'язують вертикальні несучі конструкції в єдину просторову систему, перерозподіляючи.

Одними з перших досліджень роботи дисків перекриттів у своїй площині були дослідження, проведені у ЦНДІБК. Експериментально було визначено переміщення збірних перекриттів різної конструкції та показано, що порівняно з монолітним перекриттям, за рахунок податливості пар, жорсткість збірного перекриття при повному заповненні швів може зменшуватися в 3-15 разів залежно від конструктивних особливостей. В результаті розроблено методику узагальненого обліку зниження жорсткості шляхом введення зниженого значення модуля пружності при постійному співвідношенні між наведеними модулями зсуву та пружності, що дорівнює G'/E' = 0,425.

Пізніші дослідження показали, що це співвідношення для монолітних перекриттів становить G'/E' = 0,35, а для збірних, залежно від конструкції, і при якісному закладенні швів - змінюється в межах 0,15-0,25. При цьому коефіцієнт зниження модуля пружності збірного перекриття кЕ = Е'/Е0, що враховує зменшення жорсткості перерізу за рахунок порожнеч у плитах та податливості швів, становить 0,1-0,6. Наявний значний розкид у значеннях, особливо для коефіцієнта зниження модуля пружності, пояснюється насамперед різницею в конструкціях перекриттів, що розглядаються.

Велика кількість експериментів з дослідження деформативності перекриттів в їх площині проведено в МІСД, ЦНДІпромбудівель, МНДІТЕПі, ЦНДІЕПжилшца, ЦНДІЕП ТБЗ і ТК та ін.

ЗмінаПодатливість дисків перекриття призводить до зміни їх впливу на перерозподіл зусиль між вертикальними підсистемами каркасних будівель. Чим жорсткіший диск та його сполучення з вертикальними елементами, тим меншу різницю горизонтальних зсувів він допускає, а при абсолютно жорстких дисках всі точки вертикальних конструкцій у рівні перекриттів мали б однакові горизонтальні зсуви.

Аналіз впливу податливості перекриттів на перерозподіл зусиль проводився переважно розрахунковим шляхом. Так, на підставі результатів порівняльних розрахунків рамно-зв'язкових симетричних будівель виявлено, що зменшення жорсткості збірного перекриття (при наведеному модулі пружності, прийнятому в 15 разів меншим у порівнянні з аналогічним монолітним перекриттям) призводить до збільшення горизонтальних навантажень, що сприймаються рамами, для будівель довжиною 72 м та 96 м на 15% та на 20% відповідно. У той самий час виявлено, що з досить жорстких перекриттях можливі випадки, коли діафрагми лише на рівні останнього поверху не підтримують, а довантажують поперечні рами з допомогою відмінності форм горизонтальних зміщень рам і діафрагм. При податливих у своїй площині перекриття такого ефекту не спостерігається. Отже, зміна податливості перекриттів як кількісно, а й якісно змінює перерозподіл зусиль між вертикальними підсистемами.

Диски перекриттів із збірних залізобетонних плит - багатопустотних, ребристих, суцільних і т.п., укладених по збірних ригелях без армованих набетонок, об'єднаних бетонними швами (рис нижче) або дискретними зварними з'єднаннями (мал. нижче), у своїй площині податливі за рахунок підвищеної деформативності з'єднань на опорах та міжплитних швів.

У збірних перекриттях є такі типи стиків:

вертикальні стики торців плит через бетонні шви з плитами або з опорними конструкціями – ригелями (рис. нижче, а);
поздовжні стики між плитами (рис. нижче, б);
горизонтальні стики (шви) плит по опорних майданчиках з підтримуючими конструкціями (стінами, балками або ригелями) (див. мал. нижче, а і нижче б).

Спільна робота багатопустотних плит забезпечується замоноліченими швами та зварними з'єднаннями (для зв'язкових та пристінних плит). Для збільшення зчеплення бетону швів з конструкціями на їхній бічній поверхні влаштовуються поглиблення для утворення шпонок.

У поздовжніх швах розрізняють шпонки трьох типів:

шпонки замкнуті круглі (рис. нижче, а) працюють на зріз і забезпечують спільну роботу плит при вертикальних та горизонтальних навантаженнях до стадії руйнування. Багаторазове застосування нерівномірного вертикального навантаження до нормативного значення за відсутності горизонтальних і вертикальних зсувів плит, що сполучаються на опорах, практично не знижує міцність міжплитних поздовжніх швів з круглими замкнутими шпонками;