Композитные плиты характеризуются повышенными значениями показателей жёсткости и сопротивления изгибу. Это позволяет создавать из них более длинные пролеты, используя при этом настилы с мелкой сеткой. В перспективе применение композитов обеспечивает строительство зданий повышенной этажности при той же общей высоте. Кроме того, образуются свободные от колонн области, которые – в случае помещений производственного характера – улучшают их обслуживание.
Строение и состав композитных балок под профилированный настил
Композитные балки представляют собой горячекатаные стальные профили, которые получают в процессе горячей прокатки слябов. Для передачи усилия от стальной секции и к бетонной плите используются срезные шпильки. Они привариваются к балкам обычно через настил. В этом случае бетонная плита по отношению к композитной балке представляет собой большой верхний фланец. После затвердевания бетона этот фланец образует более прочный участок, который с успехом выдерживает нагрузки, воздействующие на готовую плиту.
Обычно проектирование стальной рамы производится по утверждённым стандартам, основным из которых считается ГОСТ 24045-2016. В соответствии с ним применяются формулы для расчета величины усилия, которое может быть передано каждым шипом. Основываясь на этих значениях, конструктор стальных конструкций рассчитывает, сколько шипов необходимо для расчета композитной балки.
Правила дизайна конфигурации
Значения, используемые конструктором стали для прочности на сдвиг шпилек, основаны на так называемом «конусе разрушения» вокруг шпильки и на шипах, расположенных с соблюдением установленных правил проектирования.
Существует ряд правил и рекомендаций из отраслевой практики, которые определяют расстояния, размеры и расположение шипов для достижения требуемого сопротивления шипов.
Ниже приводится подборка самых распространенных примеров:
- При установке срезных шпилек длина после сварки должна быть не менее 35 мм выше верхней части основного ребра профиля деки.
- Рекомендуемое минимальное значение толщины бетонного покрытия для верхней части стойки составляет 15 мм. Но, если необходимо защитить стойку среза от коррозии, толщину следует увеличить до 20 мм.
- Минимальная толщина фланца для предотвращения его локального изгиба при предельной нагрузке и минимизации вероятности разрыва сварного шва для стандартной шпильки М20 принимают не менее 8 мм.
- Минимальное расстояние от края балки должно составлять 30 мм.
- На балке могут быть расположены одиночные шпильки, за исключением стыкового соединения, где шпильки устанавливаются по расположению типичных деталей.
Геометрическое размещение шпилек – в шахматном порядке, причём для всех стыковых соединений. При использовании в композитных настильных плитах, эти предельные значения момента сопротивления шпилек обычно корректируются в сторону уменьшения, учитывая геометрию профилированного настила и/или ориентацию его ячеек.
Приведенные рекомендации касаются и окрашенных, и оцинкованных настилов.
