ЦНИИПРОМЗДАНИЙ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОРОБЧАТЫХ НАСТИЛОВ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ И ПЕРЕКРЫТИЙ
МОСКВА 1987
ГОССТРОЙ СССР
Рекомендовано к изданию секцией несущих конструкций НТС ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.
Содержат материалы для конструирования как самих элементов, так и зданий различного производственного, общественного и гражданского назначения. Приведены методика и примеры расчета конструкций из тяжелого бетона на различных стадиях работы, область применения конструкций, конструктивные схемы зданий и узлы сопряжений элементов. Даны рекомендации по выбору материалов, арматуры и закладных изделий.
Для инженерно-технических работников научных, проектных, строительно-монтажных и транспортных организаций и предприятий стройиндустрии.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации содержат сведения по проектированию и применению сборных железобетонных предварительно напряженных коробчатых настилов для покрытий и перекрытий зданий различного назначения.
В Рекомендациях приведены основные положения по проектированию; применяемые марки бетона, стали и вид закладных изделий; расчет коробчатых настилов по предельным состояниям первой и второй групп, на монтажные нагрузки, с учетом их пространственной работы, на динамические, температурные и огневые воздействия; конструктивные схемы зданий и узлы сопряжений коробчатых настилов; теплотехнический расчет конструкций покрытия с коробчатыми настилами; технология изготовления коробчатых настилов и правила их перевозки железнодорожным и автомобильным транспортом.
В Рекомендациях даны примеры расчета, охватывающие наиболее типичные случаи, встречающиеся в практике проектирования.
Рекомендации разработаны ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А.М. Манькин, Р.И. Рабинович, А.А. Болтухов, инженеры И.А. Шмакова, Б.С. Михалев), НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук А.И. Буракас, П.И. Кривошеев, Л.Ф. Вознесенский, В.И. Булаковский, инженеры А.В. Чемер, О.П. Семенова, В.И. Пастушенко), НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Г.И. Бердичевский, канд. техн. наук Ю.В. Дмитриев), ГПИ-5 Минлегпрома СССР (инженеры А.Л. Левитин, В.С. Фрейц), ГПИ-8 Минлегпрома СССР (инж. Э.И. Исаев), ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристских комплексов (канд. техн. наук А.С. Семченков).
Основные буквенные обозначения
По разделам 1; 3; 4; 6; 11 и расчету по предельным состояниям I и II групп буквенные обозначения усилий от внешних нагрузок и воздействий в поперечном сечении коробчатого настила, характеристик предварительно напряженной конструкции, характеристик материалов, характеристик положения продольной арматуры в поперечном сечении конструкции и геометрических характеристик следует принимать в соответствии со СНиП 2.03.01-84 и «Пособием по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов» (М.: ЦИТП, 1986).
По расчету на динамические воздействия буквенные обозначения следует принимать в соответствии с «Инструкцией по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на динамические нагрузки» (М.: Стройиздат, 1970).
Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просьба направлять в ЦНИИпромзданий по адресу: 127238, Москва, И-238, Дмитровское шоссе, 46.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Проектирование и применение
1.1. Настоящие Рекомендации применяются при проектировании предварительно напряженных железобетонных коробчатых настилов (в дальнейшем именуемых коробчатыми настилами) покрытий и перекрытий из тяжелого бетона, выполняющих одновременно функции несущих, ограждающих и коммуникационных конструкций.
1.2. Коробчатые настилы рекомендуется принимать однопустотными, двухпустотными, трехпустотными, с постоянными по длине сечениями пустот, ребер и полок при номинальных размерах по ширине до 3000 мм, длине от 12000 до 24000 мм и высоте сечения от 600 до 900 мм.
Для зданий промышленных предприятий коробчатые настилы рекомендуются номинальной длины 18000 мм, двухпустотными, сечением 2000×900 мм, с консольными свесами верхней полки (по 500 мм) и без них (рис. 1).
Рис. 1. План и разрез двухпустотного настила
а - с консольными свесами верхней полки; б - без консольных свесов
1.3. При проектировании коробчатых настилов следует соблюдать основные положения СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», «Пособий по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов», СНиП II-2-80 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений», СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия», СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии», «Инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций» СН 393-78, ГОСТ 23009-78 «Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки)», СНиП II-90-81 «Производственные здания промышленных предприятий», СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника», «Инструкции по расчету фактических пределов огнестойкости железобетонных строительных конструкций на основе применения ЭВМ» (ВНИИПО МВД СССР, М., 1975), «Рекомендаций по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения при пожаре» (НИИЖБ, М.: Стройиздат, 1979), «Технических условий погрузки и крепления грузов» (Министерство путей сообщения, издание 1981 г.), «Руководства по перевозке автомобильным транспортом строительных конструкций» (М.: Стройиздат, 1980), «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», «Инструкции по определению динамических нагрузок от машин, устанавливаемых на перекрытиях промышленных зданий» (М.: Стройиздат, 1966), «Руководства по проектированию конструкций, испытывающих динамическое воздействие», «Инструкции по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на динамические нагрузки» (М.: Стройиздат, 1970), СН 245-71 «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий».
1.4. Расчет коробчатых настилов рекомендуется производить для следующих стадий работы конструкций:
а) до приобретения бетоном проектной прочности - на усилия от обжатия напрягаемой арматурой, на воздействия транспортных и монтажных нагрузок и другие воздействия и возможные сочетания их, возникающие в процессе возведения здания;
б) после приобретения бетоном проектной прочности - на постоянные и временные нагрузки (в соответствии со СНиП II-6-74), в том числе на нагрузки от виброопасного технологического оборудования, на несимметричные временные нагрузки на перекрытиях, на нагрузки от огневых воздействий и другие нагрузки и возможные их сочетания, возникающие в процессе монтажа и эксплуатации здания.
1.5. Выбор конструктивных решений коробчатых настилов должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости строительства, а также с учетом условий эксплуатации конструкций.
1.6. Коробчатые настилы предназначены для применения в покрытиях и перекрытиях отапливаемых зданий, расположенных в I - III районах СССР по скоростному напору ветра и по весу снегового покрова, на площадках при сейсмичности не выше 6 баллов по шкале ГОСТ 6249-52, с расчетной зимней температурой наружного воздуха не ниже минус 30 °С.
1.7. Коробчатые настилы должны обеспечивать возможность крепления к ним подвесного подъемно-транспортного оборудования общего назначения грузоподъемностью не более 1,0 т.
1.8. Пустоты коробчатых настилов могут быть использованы для подачи воздуха при температуре его от 0 до 50 °С включительно и относительной влажности не более 95 % (слабоагрессивная степень воздействия газовой среды).
1.9. При проектировании зданий с использованием коробчатых настилов должны приниматься конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость зданий в целом, а также отдельных конструкций на всех стадиях возведения и эксплуатации.
1.10. Коробчатые настилы должны отвечать условиям механизированного изготовления на специализированных предприятиях.
1.11. Конструкции узлов и соединений коробчатых настилов должны обеспечивать:
а) беспрепятственную подачу через пустоты конструкций воздуха и прокладку инженерных и технологических коммуникаций;
б) надежную передачу усилий, прочность самих конструкций в зоне стыка, а также связь дополнительно уложенного бетона в стыке с бетоном конструкции с помощью различных конструктивных и технологических мероприятий.
Основные расчетные требования
1.12. Коробчатые настилы должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).
Расчет по предельным состояниям первой группы должен обезопасить конструкцию от разрушения под воздействием силовых факторов.
Расчет по предельным состояниям второй группы должен обезопасить конструкцию от чрезмерного или длительного раскрытия трещин и недопускаемых прогибов под совместным воздействием силовых факторов и постоянного воздействия слабоагрессивной газовой среды.
1.13. Расчет коробчатого настила должен производиться для стадий изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. При этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.
1.14. К трещиностойкости отдельных элементов и коробчатого настила в целом предъявляются требования 3-й категории.
1.15. Расчет коробчатых настилов по продольным состояниям первой и второй групп необходимо проводить с приведением их сечения к эквивалентному двутавровому сечению, в котором для упрощения расчетов приведенные толщины полок и ребер определяются с учетом соответственно площадей вутов или уширений. Расчетную ширину полок при расчете по предельным состояниям первой и второй групп следует назначать равной 8 · h′f в каждую сторону от ребра.
1.16. Расчетная схема коробчатого настила - шарнирно опертая балка, загруженная по ширине сечения равномерно распределенной нагрузкой. Консольные свесы верхней полки должны быть проверены на действие сосредоточенной нагрузки, возникающей за счет увеличения грузовой площади при установке компенсаторов на кровле в местах температурных швов.
1.17. Нагрузки на полки коробчатых настилов допускается принимать на 25 % выше, чем на конструкцию в целом.
1.18. Обязательным условием применения коробчатых настилов в перекрытиях зданий промышленных предприятий, в том числе при размещении на конструкциях виброопасного оборудования, является наличие армированной сетками в одном или в двух уровнях бетонной подготовки пола толщиной не менее 70 мм. Совместную работу армированной бетонной подготовки пола с бетоном коробчатых настилов рекомендуется осуществлять путем устройства шероховатой поверхности конструкций. Поверхности коробчатых настилов, подлежащие бетонированию, должны быть тщательно очищены и промыты.
Предварительные напряжения в коробчатом настиле
1.19. Для обеспечения несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации напрягаемая арматура в коробчатых настилах располагается только в нижней зоне ребер конструкции симметрично по ширине ребра.
1.20. Учет потерь предварительного напряжения арматуры при расчете коробчатых настилов следует производить из условия механического натяжения арматуры на упоры стенда. При этом потери предварительного напряжения от деформации форм принимаются равными 30 МПа (300 кгс/см2).
1.21. Величина напряжений в напрягаемой арматуре σsp, контролируемая по окончании натяжения на упоры стенда, принимается равной 0,65 - 0,70 Rs,ser.
1.22. Предельную величину предварительного напряжения в напрягаемой арматуре А следует назначать с учетом допустимых отклонений p величины предварительного напряжения, чтобы выполнялись условия
σsp + p ≤ Rs,ser и σsp - p ≥ 0,3 Rs,ser, (1)
1.23. Потери предварительного напряжения арматуры от температурного перепада (разность температур напрягаемой арматуры и устройства, воспринимающего усилие натяжения при пропаривании бетона) следует принимать равными нулю.
2. МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКЦИИ.
Бетон
2.1. Коробчатые настилы рекомендуется проектировать из тяжелого бетона марок по прочности на сжатие от В30 до В60 включительно.
2.2. Морозостойкость и водонепроницаемость бетона конструкции должны приниматься в зависимости от режима эксплуатации и климатических условий района строительства в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84. При этом марка бетона по водонепроницаемости должна быть не ниже W6.
2.3. Передаточная прочность бетона должна быть не менее 70 % проектной.
2.4. Отпускная прочность бетона должна составлять не менее 70 % проектной в летнее время года и не менее 90 % - в зимнее время года.
2.5. Для сокращения времени твердения бетона рекомендуется применять комплексные добавки на основе пластификаторов и ускорителей твердения, например, СДБ-СН (сульфатно-дрожжевая бражка и сульфат натрия), а также разжижители типа С-3. При назначении содержания добавок в бетоне следует руководствоваться действующими нормативными документами.
Арматурные стали и закладные изделия
2.6. В качестве продольной напрягаемой рабочей арматуры коробчатых настилов рекомендуется принимать канаты стальные арматурные спиральные семипроволочные (1×7) класса К-7 диаметром 15 мм по ГОСТ 13840-68* или стержневую горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-IV диаметром не более 32 мм по ГОСТ 5781-82 марки 20ХГ2Ц. Для коробчатых настилов высшей категории качества следует принимать только канаты.
Поперечную арматуру каркасов следует принимать из обыкновенной арматурной проволоки периодического профиля класса Вр-1 по ГОСТ 6727-80 диаметром 3 - 5 мм; стержневой горячекатаной арматуры гладкой класса А-1 (марки В Ст3сп2) и периодического профиля А-II и А-III (марки 25Г2С) по ГОСТ 5781-82.
