В. И. КОЛЧУНОВ, А. Е. ЖДАНОВ, кандидаты техн. наук (Белгородский технологический ин-т строительных материалов); И. Е. МИЛЕЙКОВСКИЙ, д-р техн. наук, В. Н. КИМ, канд. техн. наук (ЦНИИСК), Плиты чердачных перекрытий для домов усадебного типа
В настоящее время в общем объеме сельского строительства возросла доля домов усадебного типа, и тенденция к ее увеличению сохраняется. В чердачных перекрытиях таких домов применяют в основном плиты с круглыми пустотами, традиционно используемые в гражданском и промышленном строительстве. Известны и некоторые другие конструкции плит данного назначения, например корытообразные, сплошные, многопустотные уменьшенной высоты, но по разным причинам не получившие широкого распространения.
Между тем специфика строительства в сельской местности и характер самих зданий позволяют, с одной стороны, исключить или уменьшить ряд достаточно жестких конструктивнотехнологических требований (звукоизоляция междуэтажных перекрытий, значительные нагрузки и пр.), а с другой,— диктует необходимость учета некоторых дополнительных особенностей к применяемым конструкциям (ориентация на малую грузоподъемность монтажно-транспортного оборудования, простота технологии изготовления и применяемого оборудования).
Предлагаемая, с учетом указанных особенностей, конструкция плиты типа ПРО (плита ребристая облегченная) представляет собой тонкостенную ребристую конструкцию с гладкой нижней поверхностью. Размеры ребристых плит (рис. 1 и 2а) базируются на номенклатуре выпускаемых предприятиями стройиндустрии аналогичных по назначению конструкций и приняты следующими; по длине — 6280, 5980, 5080, 4180 мм; по ширине — 2990, 1490, 1190, 740 мм; по высоте — 170, 160, 150 мм. Геометрия продольных ребер и полки приняты переменными, что обусловлено как стремлением максимального снижения материалоемкости плиты, так и улучшением ее технологичности. Число продольных ребер в плите определяется ее шириной, а расстояния между ними назначены исходя из расстояния между упорами металлоформ существующей металлооснастки для производства многопустотных плит. По торцам плита снабжена торцевыми ребрами, которые не только обеспечивают необходимую жесткость ее в поперечном направлении, но и вместе с крайними продольными ребрами служат для размещения монтажных петель. Плиты шириной 1490 мм и более имеют также поперечное ребро посередине пролета, аналогичное торцевым. Форма и размеры поперечного сечения ребер, а также параметры их изменения по длине конструкции определены расчетом. При этом использован принцип, предложенный в А. С- 618514, а критерий рациональности, расширенный за счет конфигурации и материалов [1].
Армирование плит запроектировано с применением стержневой или проволочной арматуры предварительно напряженной. В первом варианте используется арматура классов A-IV, AT-IV, A-V, Ат-V диаметрами 10...14 мм. Армирование по второму варианту выполняется из высокопрочной проволоки класса Вр-11 диаметром 5 мм или канатами К-7 диаметром 6 мм. Тип напрягаемой арматуры принимается исходя из условий конкретного завода, что значительно упрощает переоборудование существующих технологических линий по производству плит. Кроме основной рабочей арматуры, в приопорных зонах плит на длине 300 мм с каждой стороны устанавливаются сетки из проволоки диаметром 3...5 мм и монтажные петли из стали класса А-I диаметром 10 мм с высаженными головками. В плитках шириной 1490 и 2990 мм в верхней зоне торцевых ребер дополнительно устанавливается плоский каркас из арматуры класса А—III.
Плиты запроектированы из тяжелого бетона классов В15...В25. Изготовление плит предусмотрено в силовых металлоформах (рис. 26). Предварительное напряжение осуществляется методом электротермии. Для сокращения сроков освоения рассматриваемых конструкций их выпуск можно организовать в существующей металло- оснастке типовых многопустотных плит с незначительными изменениями. Для этого высоту съемной рамки уменьшают с 220 до 170 мм, торцевые борта рамки с отверстиями для пропуска пустотообразователей заменяют
Прочность плит оценивали по контрольным значениям испытательной нагрузки исходя из максимально допустимого прогиба, равного, согласно ГОСТ 8829-85, 1/30 пролета. При этом максимальное значение разрушающей нагрузки для плит первой серии составило 11,32 кПа, что превышало расчетную нагрузку в 1,43 раза.
Гошты второй группы испытаны нахровместное действие равномерно-распределенной и сосредоточенной нагрузок. Последнюю прикладывали по наиболее невыгодной схеме — в середине пролета плиты у ее продольного края (схема соответствует варианту с опиранием стропил в пределах пролета плиты).
Первые нормальные трещины возникли на наиболее напряженных участках нижней поверхности плиты в середине ее пролета с выходом на боковую поверхность плиты только со стороны приложения груза. Ширина их раскрытия при контрольной нагрузке (распределенной 4,4 кПа и сосредоточенной 6,7 кПа) составила 0,12 мм. Характер распределения прогибов и их значения при рассматриваемой схеме за- гружения показаны на рис. 36. Приведенные здесь же расчетные значения прогибов плиты определены с учетом пространственной схемы ее деформирования вариационным методом перемещений .
Плиты третьей серии испытаны на силовые воздействия, возникающие при монтаже, складировании и транспортировании. Схемой испытаний предусматривался подъем плиты за две диагонально расположенные петли. Установлено, что при монтажных нагрузках трещины в торцевых ребрах и на других участках поверхности плиты не образуются.
Ненапряженные плиты четвертой серии испытывали на действие равномерно распределенной нагрузки (первый опытный образец) и на совместное действие распределенной и сосредоточенной нагрузок. Кривые прогибов первого образца плиты этой серии (соответственно опытные и расчетные значения) также показаны на рис. За.
Сопоставление опытных и расчетных кривых прогибов для различных опытных образцов показало, что в целом результаты расчета качественно и количественно отражали характер распределения перемещений и трещинообразования в конструкциях плит. При проектировании и испытании плит необходимо учитывать пространственный характер их деформирования, трещиностойкость при монтажных нагрузках, а также проверять прогибы при действии сосредоточенных нагрузок в стадии эксплуатации.
Промышленное производство плит типа ПРО по поточно-агрегатной технологии с применением силовых металлоформ освоено на заводе ЖБИ-1 СПА Белгород, в производственном объединении Коттедж (г. Ше- бекино Белгородской обл.), на заводе ЖБК-3 рязанского треста Железобетон. Причем рязанцы выпускают плиты по стендовой технологии на длинномерном стенде с соответствующими рамками — вставками и пригрузплитой, оборудованной сверху двумя вибраторами. В качестве преднапряженной арматуры здесь используют канаты К-7 диаметром 6 мм.
Рабочие чертежи плит ПРО и технические условия на их производство выполнены институтом Центрогипроруда (г. Белгород) совместно с институтами БТИСМ и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко.
Применение облегченных плит типа ПРО в чердачных конструкциях и перекрытиях жилых зданий усадебного типа, а также коттеджей, индивидуальных гаражей и на других аналогичных объектах, по опыту строителей Белгородской и Рязанской областей, обеспечивает, по сравнению с типовыми многопустотными панелями, снижение расхода бетона и массы изделий на 30...35 %, а приведенных затрат — до 40 %.
Выводы
Предложенные облегченные конструкции предварительно напряженных и ненапряженных плит для покрытия и перекрытия жилых домов усадебного типа при эксплуатационных и монтажных нагрузках зарекомендовали себя положительно. Полученные опытные и расчетные характеристики жесткости, прочности и трещиностойкости плит удовлетворяют требованиям действующих норм СНиП 2.03.01-84 и руководства [3]. При принятых опалубочных размерах плит их можно использовать под расчетные нагрузки до 8 кПа.
Накопленный опыт изготовления этих конструкций показал, что их производство может быть организовано по поточно-агрегатной или стендовой технологии. Незначительный объем работ по переоснастке имеющихся на заводах сборного железобетона установок для их производства, упрощение технологии изготовления и снижение расхода материалов и трудозатрат обеспечивают возможность быстрого освоения производства облегченных плит на основе существующей базы стройиндустрии (практически без дополнительных капиталовложений) и гарантируют высокие техникоэкономические показатели.
Бетон и железобетон, 1993 №11