Монолитные безбалочные железобетонные перекрытия

Монолитные безбалочные железобетонные перекрытия

Перекрытие из монолитного железобетона

Перекрытие из монолитного железобетона выполняется там, где проектируются здания с нетрадиционной по геометрии планировкой. Это позволяет не «подстраивать» стены дома и его внутреннюю планировку под размеры сборных плит перекрытия.

Если строительство предусмотрено в городской черте со стесненными условиями, где нельзя использовать крупногабаритную строительную технику, то это диктует выполнение монолитного перекрытия из железобетона.

По прочностным характеристикам, несущей способности перекрытие из монолитного железобетона превосходит сборный вариант, так как представляет собой литую конструкцию, работающую едино.

Кроме того, поверхность низа перекрытия не нуждается в такой тщательной отделке, как сборный вариант, где требуется заделывание стыков между панелями и дальнейшая их отделка.

Рассмотрим и минусы монолитного перекрытия:

  • Большая трудоемкость работ по сравнению со сборным вариантом, так как все работы выполняются на строительной площадке. Тогда как сборное перекрытие – привез, выгрузил, смонтировал или смонтировал прямо с «колес».
  • Значительные расходы на опалубку – пиломатериалы, финскую фанеру, металлическую опалубку и прочие виды.
  • Длительный срок твердения бетона, что приводит к задержке выполнения следующих по технологии работ. Этот фактор увеличивает продолжительность строительства.

Виды монолитного перекрытия из железобетона

Балочное перекрытие представляет собой плиту и балки (ребра). При больших пролетах (более 6 м) необходимы промежуточные опоры, которые выполняют в виде прогонов или колонн, выполненных из монолитного железобетона.

Кессонные перекрытия – одна из разновидностей балочного перекрытия. Оно представляет собой плиту и две взаимно перпендикулярных по направленности балки, находящиеся в нижней зоне. Такая конструкция создает снизу прямоугольные углубления, именуемые кессонами.

Если коротко сказать, то при расчете этого вида перекрытия производится перераспределение арматуры и бетона в конструкции (плита – ребра). Это позволяет получить экономию материала, осуществлять перекрытие больших пролетов. Но это тема уже другой статьи.

Кессонные перекрытия распространены в основном за рубежом при возведении зданий общественного назначения с подвесными потолками.

Монолитные безбалочные перекрытия из железобетона – это сплошная плита, опирающаяся на стены или колонны, которые находятся друг от друга на расстоянии 5 – 6 метров.

Толщина плиты принимается по расчету и варьирует в пределах 120 – 250 мм. Применение этих железобетонных перекрытий, опирающихся на колонны, позволяет добиться гораздо большего разнообразия объемно – планировочных решений.

Балконные плиты, выполненные совместно с монолитным перекрытием и являющиеся его частью, обладают большей прочностью и долговечностью по сравнению с их сборными аналогами.

Все элементы обоих видов перекрытий связаны едино между собой. Размеры сечения каждого элемента, потребное количество арматуры определяется расчетным путем в каждом отдельном случае.

Технология устройства перекрытия из монолитного железобетона

Рассмотрим более подробно наиболее распространенные сегодня безбалочные монолитные железобетонные перекрытия. Этот вид перекрытия нашел широкое применение в многоэтажном домостроении, при возведении зданий и сооружений в местностях с повышенной сейсмичностью.

Каркасы таких зданий, состоящие из колонн и железобетонной плиты, обладают повышенной прочностью, долговечностью. В последнее время этот вид перекрытия стал все чаще применяться при строительстве коттеджей и частных домов.

Установка опалубки

Система опалубки должна обеспечивать ее жесткость и геометрическую неизменяемость в течение всего процесса возведения здания. Установка ее производится в соответствии с проектом производства работ. Перед началом работ выполняется геодезия по разбивке осей, мест монтажа.

Ее можно выполнить из обрезной доски, водостойкой фанеры толщиной от 18мм и более, из металлических инвентарных щитов.Наиболее удобна для устройства палубы (настила) водостойкая фанера из-за своего относительно небольшого веса, наличия защитного покрытия и многократной оборачиваемости.

Для опирания опалубки используют специальные поддерживающие стойки, которые раскрепляют между собой.

Она устанавливается строго горизонтально, поверхность ее смазывается (эмульсолом, отработкой моторного масла и прочим). Щели в ней до бетонирования должны быть обязательно заделаны во избежание вытекания через них цементного молочка, так как это снижает качество бетона и повреждает опалубку.

При строительстве многоэтажных домов целесообразно применение инвентарной формы многократного использования, которая переставляется с этажа на этаж. Стоимость ее окупается благодаря большой оборачиваемости.

Именно она сегодня получила наибольшее распространение. При правильном обращении с ней и должном уходе ( очистка, смазка поверхности, контактирующей с бетоном) количество оборотов такой опалубки может достичь нескольких десятков.

Армирование монолитного перекрытия

Армирование конструкции выполняется согласно проекту, где указывается диаметр арматуры, размер ячеек, величина нахлеста между арматурными прутьями при стыковке их по длине.

Армировать перекрытие из монолитного железобетона следует каркасами или сетками, изготовленными на заводе. На строительной площадке допускается изготавливать только доборы арматуры или связи каркасов между собой.

Замена арматуры по классу, марке, сортаменту производится только с согласования проектной фирмы. Смещение арматурных изделий при монтаже их в опалубку не допускается более чем 1/5наибольшего диаметра стержней и 1/4 устанавливаемого стержня.

Допустимые отклонения от проекта толщины защитного слоя из бетонной смеси не должны быть более:
— При толщине слоя 15мм и меньше 3мм;
— При толщине слоя больше 15мм 5мм.

После установки арматуры следует оформить акт на скрытые работы, который должен подписать представитель технического надзора. К акту прилагаются сертификат на арматурные изделия, электроды, копия удостоверения сварщиков, прочие документы по замене, согласованные с проектным институтом ( если таковые имели место).

Укладка бетона

После подписания акта на скрытые работы по установке арматуры, разрешается переходить к бетонированию. Чтобы перекрытие из монолитного железобетона получилось высокого качества важно процесс бетонирования произвести непрерывно и весь объем бетона уложить в течение одной рабочей смены.

Если почему – то это не получается, то устраиваются швы бетонирования (рабочие швы), которые не должны попадать на несущие колонны, а располагаться между ними. В плитах они выполняются в середине пролета плиты.

Бетон в конструкцию укладывается горизонтальными слоями, без разрывов и одинаковой толщины. Поскольку железобетонное перекрытие является очень ответственной конструкцией, то бетонную смесь для него следует заказывать на растворобетонных заводах, узлах.

Это продиктовано тем, что они несут ответственность за изготовленную продукцию, поставляют бетон при непрерывном бетонировании строго по часам в заявке. Кроме того, на свою продукцию организация предоставляет паспорт, производится лабораторный контроль качества.

Товарный бетон подают на перекрытие в специальных емкостях краном или закачивают бетононасосом. Уплотнение бетонной смеси производится вибраторами, тип которого зависит от ее толщины.

После завершения бетонирования важен правильный уход за ним, особенно в жаркую погоду. Он заключается в поливе железобетона водой, накрывке его влажными опилками или другими материалами препятствующими испарению воды из тела бетона.

Снимают опалубку после набора прочности железобетона ( три — четыре недели), срок оговаривается проектом. Тогда же производится приемка плиты.

Основные требования приемки:

  • Полное соответствие принимаемой конструкции рабочим чертежам;
  • Качество бетона на прочность ( если предусмотрено проектом, то и водонепроницаемость, морозостойкость и прочее);
  • Наличие отверстий, деформационных швов, закладных деталей и прочего в соответствии с проектом;
  • Наличие журнала бетонных работ;
  • Лабораторные испытания бетонных кубиков.

Перекрытие из монолитного железобетона принимается и оформляется актом на приемку ответственной конструкции или актом на скрытые работы.

Безбалочные перекрытия из монолитного железобетона

Довольно часто вместо традиционных заводских плит в конструкциях зданий применяются без балочные перекрытия из монолитного железобетона – пространственные бетонные системы, опирающиеся на стены или колонны. В этой статье мы подробно рассмотрим существующие виды таких конструкций, их конструктивные особенности, зависимость возможных изломов от нагрузок при опирании на вертикальные опоры и другие вопросы.
Основные виды и особенности бетонных перекрытий

Итак, монолитные безбалочные железобетонные перекрытия по способу опирания мы разделим на несколько видов – с опорой на стены и на колонны.

Горизонтальные несущие конструкции, опирающиеся на колонны, называются кессонными. Они применяются в основном для перекрытия административных, коммерческих и общественных зданий каркасного типа. Широким спросом пользуются в европейских странах, но и в России используются нередко. В частном индивидуальном строительстве подобные системы не применяются.

Горизонтальная несущая конструкция кессонного типа

Железобетонные перекрытия с опиранием на стены можно условно разделить на такие типы:

  • Монолитные – представляют собой цельнолитые бетонные конструкции, сооружаемые по всему периметру здания.

Конструкция монолитной плиты

  • Сборно-монолитные (СМП) – больше относятся к категории балочных конструкций, так как выкладка блоков-вкладышей производится на специальные балки. Однако при этом сооруженная система служит несъемной опалубкой, а основная жесткость и несущая способность перекрытия обеспечивается за счет последующего армирования и бетонирования пустот между рядами блочных элементов и слоя толщиной 50 мм поверх них. Конструкция сборно-монолитного перекрытия

    Конструктивно сборно-монолитное перекрытие состоит из таких элементов:

    • Балки – раскладываются между 2-мя стенами с определенным шагом в соответствии с типоразмером блоков-вкладышей.
    • Блоки-вкладыши – выкладываются между балками с плотным примыканием друг к другу.

    Балки и блоки-вкладыши формируются несъемную опалубку, которая впоследствии армируется и бетонируется. За счет наличия армирующего каркаса и заливки бетоном пространства между рядами блочных элементов и формирования бетонного слоя толщиной 50 мм по всей площади перекрытия обеспечивается повышенная прочность и жесткость конструкции.

    Процесс формирования несъемной опалубки из балок и блоков-вкладышей

    Данная технология чаще применяется в индивидуальном строительстве. Более подробно особенности работ с использованием керамических блоков вкладышей рассмотрены в следующем видео:

    Состав и функции блоков-вкладышей

    Сегодня производители предлагают большой выбор блоков-вкладышей для сборно-монолитных перекрытий:

      Керамзитобетонные – отличаются хорошей прочностью и минимальной ценой.

    Керамзитобетонные блоки-вкладыши

    Газосиликатные – характеризуются высокими теплоизоляционными свойствами и идеальными геометрическими размерами

    Газобетонные изделия

  • Полистиролбетонные – отличаются низкой теплопроводностью. Минус – невысокая пожаростойкость.

Основная функция блоков-вкладышей – формирование сплошной конструкции по всей площади для качественного бетонирования перекрытия.

Кессонное перекрытие

Кессонные безбалочные перекрытия представляют собой ребристые монолитные конструкции с взаимно перпендикулярными ребрами снизу, опирающиеся на колонны с капителями. Основная особенность подобных систем заключается в том, что бетон сосредотачивается в участках сжатия (ребра жесткости) и удаляется из зоны растяжения. Это позволяет сэкономить на растворе и одновременно с этим получить систему с повышенной жесткостью. Конструктивно они напоминают ребристые плиты перекрытия, которые производятся в заводских условиях.

Кессонное перекрытие с круглыми колоннами

Проектирование монолитного безбалочного перекрытия выполняется с прямоугольной либо квадратно сеткой колонн. При этом по контуру строения конструкция может опираться на несущие стены и/или контурные обвязки и даже консольно выступать за капители крайних колонн. Капитель – это венчающая часть, необходимая для создания достаточной жесткости в месте сопряжения плиты с колонной и обеспечения прочности монолита на продавливание.

Конструкция и формы кессона

Сооружение выполняется с использованием пластмассовых кессонообразователей – специальных форм размерами 740х800 мм, высотой 200-400 мм и с наклоном боковых граней до 18°. Их раскладывают на небольшом расстоянии друг от друга (по осям 800х800 мм) с целью образования полостей для бетонирования монолитных ребер. В результате ребра получаются толщиной 200-400 мм, а сплошная часть конструкции – 50-60 мм.

Раскладка кессонообразователей

Армирующая сетка в конструкции кессонов располагается поверх опалубки. Но особое внимание уделяется армированию утолщенных участков монолитного перекрытия – для этого обычно используется предварительно напряженная арматура большего, чем для горизонтальной сетки, сечения.

Армирование кессонной конструкции

Для правильного устройства кессонной конструкции применяется специальная опалубка, состоящая из металлических обрешеток и вертикальных стоек. Их монтируют с учетом размеров кессонообразователей, которые впоследствии укладываются поверх обрешетки. Бетон к пластику не прилипает, поэтому формы после застывания бетонной конструкции удаляются легко.

Какие нагрузки наиболее значимые?

Безбалочное монолитное перекрытие кессонного типа рассчитывается по методу предельного равновесия. На практике определено, что самыми опасными для конструкций этого вида являются следующие нагрузки:

  • Полосовая нагрузка – при воздействии возникает 3 линейных пластических шарнира, который соединяют звенья на участках излома. В пролетах шарниры возникают по оси нагруженных конструкций, поэтому в этом случае трещины образуются снизу перекрытия. Вблизи опор шарниры возникают на определенном расстоянии от оси колонн, которое зависит от размеров и конфигурации капителей, и трещинообразование наблюдается сверху. На крайних участках (при опирании на стену) по наружной краю образуется только 2 пластических шарнира в пролете и возле опоры недалеко от 1-го промежуточного ряда колонн.
  • Сплошное загружение – линейные пластические шарниры взаимно перпендикулярны и параллельны рядам колонн и образуются в средних панелях с трещинообразованием снизу. При этом возникающие шарниры разделяют каждую условную панель на 4 звена, вращающихся вокруг этих опорных пластических шарниров с осями в зоне капителей, расположенными под 45° относительно рядов колонн. Раскрытие трещин в средних панелях над шарнирами происходит вверху, а по линиям колонн – трещины проходят по всей толщине перекрытия. Схема образования пластических шарниров в крайних панелях зависит от конструкции опорных элементов (наличие полу капителей с окаймляющими балками или свободное опирание на стену и т.д.). Устройство кессонной горизонтальной несущей конструкции

Как рассчитать затраты и производительность?

Благодаря рамной конструкции, применение кессонных перекрытий обеспечивает возможность значительного уменьшения кубатуры здания, а значит и стоимости его строительства. Наиболее выгодным считается их обустройство на промышленных, гражданских и административных объектах. С их помощью перекрываются пролеты длиной до 6 м, а несущая способность рамных систем составляет до 500 кг/м2.

Финансовые затраты на устройство минимизируются благодаря экономному расходу бетона. Также это отражается на трудоемкости и скорости сооружения. Однако при проектировании таких систем важно учитывать, что в местах расположения колонн и капителей перекрытие должно быть сплошным – т.е. кессонообразователи на этих участках не устанавливаются.

Процесс бетонирования кессонного перекрытия

Расчет затрат на монолитное перекрытие этого типа выполняется с учетом расхода необходимых материалов и приспособлений:

  • Опалубка из металлических обрешеток и опорных стоек, а также пластмассовые кессонообразователи – в большинстве случаев арендуются.
  • Бетон – обычно заказывается «миксер» с бетононасосом для автоматической подачи смеси на перекрытие.
  • Арматура для армирования.

Однако учитывайте и то, что от дополнительных и непредвиденных расходов никто не застрахован

Безбалочные сборно-монолитные перекрытия

Строительство с применением железобетонных конструкций характеризуется обилием инженерных решений, принцип работы и особенности которых понятны лишь специалистам от архитектуры и строительного проектирования. Наш ликбез исправит эту оплошность, поведав читателям о технологии безбалочных сборно-монолитные перекрытий (ББСМП).

Устройство и характерные особенности

Как и прочие виды сборно-монолитных конструкций, безбалочные перекрытия имеют чёткое разделение функций монолитной и сборной части общего железобетонного массива. Общая характерная черта — использование ЖБИ фабричного производства в качестве некоего подобия опалубки, элементы которой после замоноличивания объединяются для более эффективного восприятия нагрузок и воздействий.

Чтобы понять разницу между безбалочными и балочными перекрытиями, не будет лишним познакомиться с физической моделью работы последних. Основным несущим элементом в них выступает система однонаправленных или поперечно-направленных балок, опирающихся на вертикальные колонны. На сами балки укладываются железобетонные плиты или доски, таким образом, зона восприятия нагрузок увеличивается благодаря опиранию по всей протяжённости короткой стороны ЖБИ.

Безбалочные перекрытия отличаются тем, что вместо балок в них используются надколонные панели, на которые поперёк уложены межпролётные панели. Каждая из колонн в таких случаях имеет расширение в верхней части, называемое капителью, функциональным назначением которой служит увеличение пятна контакта между сборными элементами конструкции. Монолитная часть перекрытия может включать как общий железобетонный покров, так и специальные шпонки, предназначенные для обездвиживания панелей и их жёсткого скрепления с капителями колонн.

Характерное отличие ББСМП заключается в отказе от опирания на несущие внутренние стены, панели передают нагрузку только на ограждающие конструкции. Центральная часть перекрытия поддерживается равнопролётной сеткой колонн. Это достаточно сложная система, функции которой наиболее ярко выражаются при использовании совместимых ЖБИ одного производителя, конструкцией которых предусмотрено достаточное число и верное расположение технологических уступов и шпунтов. Также безбалочные системы примечательны тем, что это один из немногих типов железобетонных конструкций, в которых соединение арматурных каркасов изделий выполняется сваркой.

Назначение безбалочных перекрытий

Сложность устройства ББСМП окупается более рациональным использованием объёма помещения нижних этажей при сопоставимой конструкционной прочности. Потолок избавлен от системы ребер, препятствующих свободному проведению инженерных коммуникаций и затрудняющих отделку.

Конструктивные решения по части безбалочных перекрытий с межпролетным расстоянием до 6 метров в обоих направлениях достаточно подробно изучены и описаны. Однако применение таких конструкций в гражданском строительстве сильно ограничено ненадобностью сооружения помещений столь значительной протяженности со свободной планировкой. Тем не менее, производителями систем несъёмной опалубки достаточно часто предлагаются решения, позиционируемые как ББСМП, но по сути таковыми не являющимися. В общем варианте исполнения балки в подобных перекрытиях все же имеются, хотя они и скрыты в толще сборно-монолитной плиты и представлены стальным двутавром.

Тем не менее, оригинальная технология может применяться на объектах коммерческой и жилой недвижимости, строящихся в частном порядке. Прежде всего, это перекрытия первого этажа над монолитным цоколем, а также междуэтажные перекрытия зданий из композитных бетонных панелей. Как правило в таких случаях сетка колонн включает не более 4–9 опор, то есть общая площадь перекрытия при таком способе устройства может достигать 300 м 2 . Из дополнительных преимуществ безбалочной системы можно отметить сниженный расход бетона и, как следствие, меньший вес каркасной конструкции.

Расчёт и проектирование

Номенклатура ЖБИ для сборно-монолитных безбалочных перекрытий и технические требования к изделиям изложены в ГОСТ 27108–86. Общее описание системы ББСМП и указания по проектированию и расчёту подробно описаны в пособии к СНиП 2.03.01–84 «Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций».

На практике используются специальные програмные комплексы САПР для расчёта безбалочных сборно-монолитных конструкций

Расположение колонн для ББСМП может приниматься как равнонаправленное, так и по пересечениям прямоугольной сетки, однако в последнем случае соотношение длин пролётов не должно превышать 1,5:1. Частота установки опор должна определяться допустимой нагрузочной способностью плит в соответствии с её расчётом на прогиб под эксплуатационными нагрузками. Общая тенденция такова, что с увеличением шага установки колонн снижается толщина перекрытия и, как следствие, удельный вес конструкции становится меньше. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании зданий на ленточных фундаментах, опирающихся на ослабленный грунт. Средний показатель толщины плит колеблется от 1/30 до 1/35 длины пролёта.

Общепринятая методология расчёта основывается на определении достаточного сечения несущих элементов в соответствии с требуемой прочностью по предельным состояниям первой группы. В ходе расчёта устанавливается достаточная толщина поперечного сечения элементов, нормального к продольной оси, в зависимости от различных условий. После этого выполняется расчёт сечений, наклонных к продольной оси, для противодействия нагрузкам смещения и косоугольных изгибающих моментов.

Пример расчёта по распределению колонн и размеру капитель

Поскольку речь идет о расчёте сборно-монолитных конструкций, отдельным разделом Приложения описывается методика расчёта прочности контактных швов омоноличивающего бетона отдельно для промежуточных и крайних опор. Целью этого расчёта является определение, как достаточной площади контактного пятна, так и применяемые методы связи сборно-монолитной конструкции: выведение арматурных элементов, устройство шпонок, обеспечение шероховатости поверхностей в зоне контакта. Эти расчёты, включая определение выносливости, также проводят по методу предельных состояний первой группы.

В завершение проектных изысканий определяется эксплуатационная устойчивость, то есть расчёт ведётся по методу предельных состояний второй группы. Сюда входит определение допустимой ширины раскрытия трещин и расчёт компенсирующих усилий сжатия и растяжения, в обоих случаях отдельно определяются показатели в плоскости, нормальной и наклонной к продольной оси железобетонного элемента. Завершается расчёт определением допустимой кривизны и деформаций в соответствии с требованиями к комплексному равновесию каркасной системы.

Используемые разновидности плит и колонн

При возведении ББСМП могут применяться как типовые изделия по ГОСТ 27108–86, так и специально запроектированные. Последнее, разумеется, в частном строительстве — большая редкость. Как правило, речь идёт о трёх типах унифицированных изделий: колоннах, навершиях к ним, а также плитах специальной конфигурации.

1 — колонна; 2 — капитель; 3 — плита перекрытия

Начать следует с того, что пригодные к использованию в безбалочных перекрытиях колонны и капители должны иметь пазо-шпунтовые соединения. Это требование диктуется упомянутым выше Пособием, где отмечается, что расчёт ведётся по состоянию сборно-монолитной конструкции до набора омоноличивающим бетоном проектной прочности. В действительности допускается временное крепление колонн и капителей стальными хомутами, которые снимают после окончательного отверждения бетонных шпонок, однако эта технология более сложная и на практике применяется редко.

Плиты для ББСМП используются двух типов. Надколонные имеют специальные углубления, препятствующие их поперечному смещению и предназначенные для технологичной стыковки с навершиями колонн. Как правило, надколонные плиты имеют оголённую арматуру как минимум по двум противолежащим краям. Реже используются плиты с отбортовкой, предназначенное для стыковки с пазами в капителях. Пролётные плиты могут изготавливаться либо с расчётом на замоноличивание только технологических швов и иметь оголенную арматуру по всем сторонам, либо омоноличиваться общим покрывающим слоем, в таком случае все их торцы будут гладкими.

Железобетонные изделия для ББСМП как правило изготавливают из тяжёлого бетона марки не ниже В25 с предварительно напряженной арматурой. В ходе реальных испытаний также была установлена возможность использования бетона на облегчённом (пористом) заполнителе при ограниченной длине пролета, а также пустотелых изделий со сферическими полостями.

Порядок монтажа безбалочных СМП

Возведение зданий с ББСМП ведётся строго поэтажно. Непосредственно устройство перекрытия выполняется по завершению установки колонн, которому предшествует монтаж закладных деталей в перекрытие нижнего этажа. Колонны также могут монтироваться по разрезному принципу, однако от такой технологии часто отказываются из-за значительной протяжённости пазо-шипового соединения.

После установки и выверки сетки опор на их уширения устанавливают оголовки. Следом проводится монтаж поясной опалубки, предназначенной для удержания бетонной массы при заливке шпонок. На капители сверху укладывают надколонные плиты и стыкуют их способом, который предусмотрен конфигурацией ЖБИ. Поверх подклонных плит укладывают межпролётные, обычно имеющие заужение в области опирания для облегчения выполнения монолитных работ.

После установки сборных элементов производится увязка дополнительных арматурных каркасов в швах омоноличивания и монтаж закладных под колонны следующего этажа при необходимости. После этого технологические пазы заливают бетоном марки В15, который усаживается вибрационным методом. На этом этапе становится очевидной вся сложность устройства перекрытий по технологии ББСМП: помимо того, что требуется тщательно подобрать изделия из номенклатуры, на строительной площадке необходимо обеспечить все условия для проведения работ по двум разным технологическим процессам с использованием широкого ряда строительной техники, зачастую тяжёлой.

Монолитная плита перекрытия. Типы, устройство, достоинства и недостатки

Введение

Монолитные плиты перекрытия сейчас используются довольно часто, так как позволяют воплотить в жизнь нестандартные размеры и формы здания, которые задумал архитектор. К перекрытиям предъявляют такие требования как долговечность, жесткость, теплоизоляция и звукоизоляция, прочность.

Что такое монолитная плита перекрытия?

Монолитная плита перекрытия – это горизонтальная внутренняя конструкция общественных, жилых и промышленных здания, которая делит его между этажами, подвалом и чердаком. Данная конструкция является несущей, она воспринимает и передает нагрузки. Плиты перекрытия могут быть сделаны из дерева и железобетона. Последние по конструкции делят на сборные, монолитные, сборно-монолитные. В нашей статье мы поговорим о монолитных железобетонных плитах перекрытия.

Типы монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия делят на безбалочные, балочные и кессонные (ребристые).

1 тип. Безбалочное перекрытие. Это сплошная плита, которая опирается на колонны здания. Которые в свою очередь могут быть с капителями и без них. Чтобы обеспечит необходимую жесткость в местах где опирается плита на колонну уменьшаются пролеты перекрытия и нагрузки распределяются равномерно.

2 тип. Балочное перекрытие.Это плита которая опирается на балки, которые опираются на колонны. Балки в данном случае являются несущим элементом каркаса здания. Балки могут располагаться как только вдоль или поперек здания, так и в двух направлениях сразу.Размеры ширина и высота балки определяются расчетом и находятся в прямой зависимости от расстояния между колоннами здания, чем больше расстояние тем больше сечение балки.

3 тип. Кессонное (ребристое) перекрытие. Это облегченное перекрытие, которое состоит из ребер (балок) перекрытия расположенных в двух направлениях с небольшим шагом (не более 1,5 метра). Балки такого перекрытия делят на главные и второстепенные. Главные опираются и передают нагрузку на колонны. А второстепенные служат опорой для плиты и опираются на главные балки.

Монтаж монолитных плит перекрытия

Как же устраивают монолитные плиты перекрытия: первый этап устройство опалубки; второй этап – армирование; третий этап – бетонирование.

Под плиты перекрытия устанавливают горизонтальную опалубку. Данная опалубка может быть выполнена из металла и пластика (готовая съемная опалубка) или из листов влагостойкой фанеры и досок, которую собирают на месте.

Первый этап устройство опалубки:

1. Установка вертикальных стояк-опор. Обычно это металлические стойки у которых регулируется высота. Расстояние между опорами 1 метр, а минимальное расстояние от стены 20 см.

На стойки укладывают ригели. Ригелями могут служить брус, швеллер, двутавровая балка.

2. Поверх ригелей укладывается непосредственно опалубка. Размеры горизонтальной опалубки, должны четко совпадать с размерами указанными в проекте.

После чего проверяется ровность и горизонтальность опалубки. Для того что бы опалубка легко снималась на нее укладывают гидроизоляционную пленку, а если опалубка из металла то смазывают машинным маслом.

Второй этап: Армирование. Арматура в монолитной плите перекрытия определяется расчетом. Но в большинстве случаев это две сетки, которые расположены в верхней и нижней зоне, состоящие из арматуры класса АIII (А400) диаметром 12-14 мм. Шаг прутьев арматуры 200 мм в двух направлениях, если это необходимо то расчетом предусматривается дополнительная арматура.

Нижняя и верхняя сетка должны находиться на расстоянии 25-30 мм от края плиты. Под нижнюю сетку подкладывают пластмассовые фиксаторы на расстоянии 1м друг от друга на пересечении арматуры. Чтобы сетки поддерживать на определенном расстоянии, используют специальные подставки сделанные из арматуры класса АI диаметром 10 мм.

Третий этап: Бетонирование. Бетон заказывается на заводе, привозится к участку строительства автобетономесителем. Конечно можно замесит бетон непосредственно на стройке, но это хорошо только при малых объемах.Заливают бетон при помощи бетононасоса, после чего его необходимо провибрировать глубинным вибратором. Дальше бетон оставляют сохнуть и набирать прочность. Первую неделю поверхность бетона смачивают водой, а по истечении 28 дней снимают опалубку.

Монолитные безбалочные перекрытия (МБП)

Лекция №

Безбалочные перекрытия

Вопросы:

1. Монолитные безбалочные перекрытия:

А)конструктивная схема и типы капителей;

Б) расчет плиты на продавливание;

в) характер работы и принцип армирования; б/балочного

Перекрытия;

Г) расчет МБП по методу предельного равновесия

Сборные безбалочные перекрытия

Новые конструктивные решения сборно-монолитных безбалочных перекрытий

Монолитные безбалочные перекрытия (МБП)

В конструктивном отношении МБП представляет сплошную плоскую плиту, опертую на колонны с капителями (рис. 1). Назначение капителей:

Рис.1. Фрагмент монолитного безбалочного перекрытия

Рис. 2. Конструктивная схема МБП

·уменьшить расчетный пролет плиты и, тем самым, изгибающие моменты в ней;

· повысить прочность плиты на продавливание по периметру капители;

· увеличить жесткость сопряжения колонны с плитой.

Крайние опоры плиты б/балочных перекрытий могут выполняться различным образом (рис. 3).

Рис. 3. Опирание плиты МБП на крайнюю опору

МБП широко применяются в промышленных и гражданских зданиях: для перекрытия холодильников, мясокомбинатов, многоэтажных складов, подземных резервуаров, метро – там, где предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования (в отличие от МРП здесь получается гладкий потолок). Обычно проектируют под нагрузки от 6 до 30 кН/м 2 . При нагрузке менее 6 кН/м 2 возможно б/балочное перекрытие без капителей (жилые здания каркасного типа из монолитного железобетона). При нагрузках 10 кН/м 2 б/балочные перекрытия экономичнее ребристых. Сетка колонн обычно квадратная 6´6 м (наиболее экономичная), но может быть и квадратной со стороной до 9 м или прямоугольной с соотношением сторон .

МБП по сравнению с МРП имеют преимущества:

— меньшая строительная высота;

— меньшая сложность выполнения работ по устройству опалубки, по армированию и бетонирование;

— отсутствие ребер на потолке, что удешевляет отделочные работы и улучшает сан/гигиен. условия эксплуатации.

Толщину б/б плиты принимают из условия необходимой ее жесткости в пределах где — размер большего пролета плиты при прямоугольной сетке колонн.

Обычно в МБП применяют капители трех типов (рис. 4): тип I — при

Рис. 4. Типы капителей

нагрузках до 10 кН/м 2 ; тип II и III – свыше 10 кН/м 2 . Размеры в плане и очертание капителей подбирают так, чтобы обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капители.

· Расчет плиты на продавливание.Полагают, что продавливание может произойти по поверхности пирамиды, боковые грани которой наклонены под углом 45° к вертикали (рис. 5).

Рис. 5. К расчету плиты на продавливание:

а – по периметру капители; б – на сосредоточенную нагрузку 1,0 – 1,5 кН на площадке 10´10 см

Прочность плиты без поперечной арматуры на продавливание будет обеспечена, если на любом расстоянии x (и соответственно y в перпендикулярном направлении) будет соблюдаться условие

, (1)

где — продавливающая сила за вычетом части нагрузки, приложенной к верхнему основанию пирамиды продавливания площадью ; здесь g+v – сумма постоянных и временных нагрузок на перекрытие, кН/м 2 ;

— средний периметр пирамиды продавливания.

·Характер работы МБП и армирование.

Рис. 6. Разбивка безбалочного перекрытия на полосы:

1 – надколонные; 2 – пролетные

Характер работы МБП можно представить, условно разбив его на полосы (рис. 6). Надколонные и пролетные полосы обоих направлений работают на изгиб как многопролетные неразрезные балки шириной l1/2

и l2/2: надколонные полосы – как балки на жестких опорах, которыми являются колонны, пролетные – как балки на упруго оседающих опорах, которыми являются надколонные полосы ортогонального направления. Изгибающие моменты в надколонных полосах поэтому будут больше, чем в пролетных.

Армирование плиты МБП производится в соответствии с предполагаемым характером работы – на восприятие положительных и отрицательных моментов в надколонных и пролетных полосах – и выполняется раздельно, применяя рулонные или плоские сварные сетки (рис. 7) с рабочими стыками в обоих направлениях. Пролетные моменты воспринимают сетки, уложенные внизу плиты, а опорные – сетки, уложенные в верхней зоне плиты. На опорах надколонных полос в том и другом направлениях действуют отрицательные моменты, поэтому арматуру уста-

Рис. 7. Армирование монолитного безбалочного перекрытия сварными плоскими сетками:

а – армирование надколонной полосы; б – армирование пролетной полосы

навливают в обоих направлениях у верхней грани плиты (рис. 7, а). В пролетах надколонной полосы (между капителями) в ее направлении действуют положительные моменты, а в направлении пролетной полосы – отрицательные, поэтому арматуру в пролетах надколонной полосы устанавливают в обоих направлениях внизу и вверху плиты. Стержни верхних и нижних сеток заводят от середины пролета в каждую сторону: 50% — на 0,3l и 50% — на 0,35l (рис. 7, сеч. 1-1).

В пролетах пролетных полос в обоих направлениях действуют положительные моменты, поэтому сетки располагают внизу плиты (рис. 7, б). На опорах пролетных полос (над надколонными полосами) действут отрицательные моменты, поэтому рабочую арматуру укладывают по верху полосы.

В капителях по типу I…III обычно растягивающих напряжений не бывает, а сжимающие – всегда меньше допустимых. Поэтому капители армируют конструктивно (рис. 8) для восприятия усадочных и температурных напряжений, а также для обеспечения более надежной и прочной связи плиты с колонной.

Рис. 8. Армирование капителей

Расчет плиты на излом.Производят методом предельного равновесия. В предельной стадии плита рассматривается как система жестких звеньев, соединенных по линиям излома линейными пластическими шарнирами. Наиболее опасными схемами загружения являются: полосовая нагрузка через пролет и сплошная по всей площади плиты.

При полосовом нагружении в перекрытии образуются три параллельных линейных шарнира пластичности (ЛШП) (рис. 9, а): два верхних располагаются нарасстояниях от осей колонн, а третий – на

Рис. 9. Схемы разрушения безбалочного перекрытия:

а – при полосовом нагружении через пролет; б – при сплошном загружении;

1, 2 – раскрытие линейных шарниров пластичности сверху и снизу

нижней поверхности плиты в середине пролета . Изгибающие моменты, действующие в ЛШП на длине : где и — плечи внутренних пар в опорном и пролетном сечениях. При равномерно распределенной нагрузке условие предельного равновесия звеньев плиты можно записать в виде

(2)

где — момент от расчетных нагрузок в свободно опертой балке пролетом и шириной .

При сплошном нагружении безбалочного перекрытия каждая ячейка разделяется пластическими шарнирами на четыре диска (например, АБВГД), которые поворачиваются вокруг опорных ЛШП, расположенных под 45° к рядам колонн (рис. 9, б). Расчет выполняют исходя из условия равновесия моментов всех сил, приложенных к диску АБВГД, относительно ЛШП ВГ. Предельная нагрузка на звено АБВГД составляет

Для квадратной панели , одинаково армированной в обоих направлениях, получаем расчетное уравнение вида

(3)

где — катет прямоугольного треугольника, отламывающегося от капители колонны.

Задаваясь соотношением площадей опорной и пролетной арматуры, получаем в уравнениях (2) и (3) только по одному неизвестному.

«Руководство по расчету статически неопределимых систем» рекомендует учитывать распор, создаваемый колоннами при изломе плиты

(4)

где — высота колонны или расстояние от пола до низа капители. Более подробные сведения об учете распора при расчете плит МБП содержатся в вышеупомянутом Руководстве.

Колонны б/балочного перекрытия рассчитывают на внецентренное сжатие. Изгибающие моменты определяют упрощенным методом. Для средних колонн принимают полосовое загружение перекрытия полезной нагрузкой – через пролет. Узловой момент распределяется пропорционально погонным жесткостям всех элементов, сходящихся в узле:

для верхних (над плитой) колонн

(5)

для нижних (под плитой) колонн

(6)

где v и g – временные и постоянные погонные нагрузки на ригель заменяющей рамы;

— погонные жесткости верхней и нижней колонн; — сумма погонных жесткостей всех элементов, сходящихся в узле.

Нормальные силы в колоннах определяют обычным образом (по грузовой площади).

Admin
Оцените автора
Строительный портал
Добавить комментарий

Adblock
detector