Безбалочные перекрытия: виды, расчет, достоинства и недостатки

Довольно часто при строительстве зданий гражданского и промышленного назначения плиты перекрытия выполняются безбалочными.
Такие конструкции не имеют несущих балок, а устанавливаются на несущие стеновые конструкции либо на опоры.

Их задача быть прочными, придать жесткость строительной коробке и равномерно распределить нагрузку по всей поверхности перекрытия в доме, квартире или офисе.

В гражданском и промышленном строительстве применяют три типа безбалочных перекрытий: сборные, сборно-монолитные и монолитные. Они могут устанавливаться не только на стенах, но и на несущих колоннах. Тогда они выступают консолью за границы капителей.

Как правило, такая схема применяется для больших промышленных зданий. Проектирование безбалочных перекрытий выполняют на базе равнопролетной сетки в форме прямоугольника либо квадрата.

В последнее время рост объемов строительства многоэтажных монолитных зданий, привел к тому, что безбалочные перекрытия стали более востребованными, поскольку имеют наименьшую стоимость монтажа при высоких несущих характеристиках конструкции.

Немного истории

Впервые безбалочные перекрытия были использованы при строительстве здания в 1902 г. в США инженером Орлано Норкорсом. В России такие конструкции также применялись еще в начале прошлого столетия. Первый такой дом у нас в стране был построен в Москве в 1908 г. Это было четырехэтажное здание склада молочных продуктов. Строилось оно под руководством инженера А. Ф. Лопейта. Особенностью зданий этого типа было то, что колонны в них имели расширенный верх. Таким образом увеличивалась площадь соприкосновения опор и плит и повышалась надежность монтажа. Поэтому в начале века перекрытия этого типа называли «грибовидными».

Вам будет интересно:Соглашение с Кипром об избежании двойного налогообложения: определение, применение и суть

Инструкция по армированию монолита

Перекрывать пролеты между этажами необходимо при помощи монолитных платформ. Чтобы они были максимально прочными, их необходимо армировать. Технология проведения данных работ включает в себя определенную последовательность действий:

Монтаж опалубки. Первым делом изготавливает короб, для которого могут использоваться доски, а также листы фанеры. Чтобы опалубка держалась, под нее устанавливаются треноги

Нужно понимать, что бетон – это очень тяжелый материал, а потому важно обеспечить хорошую опору для него. Для того, чтобы бетон не прилипал к фанере или доскам, а короб потом можно было убрать, следует выбирать материалы с ламинированной или обработанной маслом поверхностью.

Установка каркаса

Для этого прутья из стали укладываются в короб и связываются между собой. Ячейки должны иметь длину и ширину примерно по 15-20 сантиметров. Если вдруг длины какого-либо из прутьев будет недостаточно, нужно наложить еще один, но с большим нахлестом.

Заливка короба. На данном этапе рекомендуется использовать бетонный раствор заводского производства. Во-первых, в нем четко соблюдаются все необходимые стандарты качества, а также пропорции нужных компонентов. Часто в состав материала также включаются дополнительные компоненты, улучшающие прочностные свойства бетона. При доставлении бетонного раствора на строительную площадку производится заливка опалубки при помощи бетононасоса. Специальный строительный вибратор уплотняет раствор по всей площади платформы и равномерно распределяет его, устраняя из раствора пузырьки. По окончании проведения данных работ поверхность еще раз выравнивается вручную, а затем посыпается сверху сухим цементом.

Стоит учитывать, при осуществлении заливки платформы температура воздуха должна составлять не менее 5-ти градусов. Низкая температура может негативно отразиться на качестве платформы. В пример можно привести появление трещин, вызванное замерзанием влаги в бетонном растворе. Любые трещины и повреждения бетонных конструкций влекут за собой сокращение сроков службы плиты, а также ухудшение прочностных характеристик. При наличии благоприятных условий бетонная платформа полностью высыхает в течение одного месяца.

Где используются

Вам будет интересно:Нужен ли для ИП расчетный счет? Банки для ИП. ИП без расчетного счета

Обустраиваться такие перекрытия могут в зданиях практически любого типа. Очень часто безбалочные конструкции можно видеть, к примеру, в жилых городских плитных многоэтажках. Также во многих случаях именно таким образом делают перекрытия в производственных цехах, на складах, в гаражах и пр.

В особенности часто такие конструкции обустраивают на предприятиях пищевой промышленности. Это могут быть, к примеру, молокозаводы, цеха по производству полуфабрикатов и пр. То есть чаще всего безбалочные перекрытия монтируют там, где имеются повышенные требования к гигиене.

В частном домостроении межэтажные конструкции этого типа применяются достаточно редко. Но иногда и загородные жилые здания строят именно таким образом.

Как выбрать?

При выборе монолитного перекрытия, которое будет обустроено в доме, лучше учитывать все факторы. Для здания в несколько этажей лучше применять съемную инвентарную опалубку, легко и быстро монтируемую на объекте. В частном секторе можно использовать безбалочные конструкции. Но если нагрузка значительная, усилия колонн и опор может оказаться недостаточно.

Межэтажное пространство, заполненное арматурным каркасом, может потребовать дополнительной изоляции для утепления и снижения уровня шумов. В этом случае пространство между этажами заливается бетоном с добавлением керамзита. Вариант с колоннами больше подойдет для нежилых объектов, коммерческих, торговых зданий или пространств со свободной планировкой. По стенам из пеноблоков лучше использовать не монолитобетонную плиту, а более легкие перекрытия. Если же выбирается цельный вариант, расчеты нагрузок должны быть максимально точными.

Основные разновидности

В строительстве различают всего три типа подобных перекрытий:

• сборные;
• монолитные;
• сборно-монолитные.

Первая разновидность конструкций состоит из двух частей: плиты, расположенной над колонной, и капители. Конфигурацию безбалочные сборные перекрытия имеют относительно несложную. Плита в данном случае опирается на специальные полки, обустроенные над колонной. Последние, в свою очередь, при этом держатся на капители и соединены между собой сваркой.

Подготовка к бетонированию

Далее предусматривают армирующий монолитный пояс по всему периметру перекрытия, в его плоскости. Он позволяет надёжно связать перекрытие с несущими стенами, а также придать пространственную жёсткость всему зданию и предотвратить появление трещин в нём. К арматурным выпускам на торцах балок крепят каркас из четырёх продольных прутов диаметром от 8 до 12 мм. Арматуру связывают друг с другом металлической проволокой диаметром 6 мм, расстояние между хомутами – 200 мм. Армирующий пояс будет бетонироваться одновременно со всем перекрытием.
Затем сооружают опалубку по периметру перекрытия. Её выполняют из газобетонных блоков толщиной 100-150 мм. Их фиксируют к стенам также, как стеновые блоки – с помощью тонкошовного клея. С внутренней стороны к блокам приклеивают плиты теплоизоляции из пенополистирола – обычного или экструдированного. Стандартная толщина плит – 50 мм. Они служат терморазрывом – препятствуют промерзанию здания через перекрытие.

Между балками укладывают газобетонные блоки, плотно стыкуя их друг с другом. Поверх блоков и армопояса раскатывают сварную арматурную сетку с ячейками 100 х 100 мм, диаметр её проволоки 5 мм. Сетка будет находиться примерно посередине бетонной плиты (на высоте 20-25 мм), поскольку она опирается на верхний арматурный пояс балок, а он возвышается над блоками. При необходимости под сетку кладут пластиковые фиксаторы, которые предотвращают её провисание и тем самым гарантируют равномерный слой раствора под ней при бетонировании. Сетку можно просто укладывать, а можно для большей надёжности крепить к арматурному поясу вязальной проволокой.

Монолитные и сборно-монолитные конструкции

Вам будет интересно:Что такое градостроительство: понятие, архитектура и органы управления

Второй тип безбалочных перекрытий — монолитные. Они используются там, где необходимы гладкие потолки. К примеру, очень широко они применяются в подземных переходах и метро. Представляют собой такие перекрытия плоские неразрывные плиты, опорами которым служат колонны. Последние в данном случае также имеют капители.

Особенностью сборно-монолитных безбалочных перекрытий является то, что их проектируют с квадратной или прямоугольной сеткой колонн. Чаще всего при этом опоры устанавливают по схеме 6х6 м. Укладывают такие перекрытия по сборным, пролетным и надколонным панелям.

Метод профессора А.Ф. Лолейта

Как верхние, так и нижние прутья арматуры укладываются в виде сетей, не связанных между собой. Нижняя сеть строится из прямых прутьев длинной в 80 % от длинны пролета. При этом четные прутья достигают оси опоры с одной стороны, а нечетные – с другой. Первой армируется полоса над линией колонн, а потом уже между ними. Но это если плиты перекрытия длинные, прямоугольные. А если они квадратного типа, то совершенно без разницы, какое направление проходит армирование раньше.

Схема армирования несварными сетками

При прямоугольных плитах первой армируется полоса над колоннами по длинной стороне, затем по короткой, следующим проходит армирование полосы над длинной стороной пролета, и, наконец, последней идет короткая сторона пролета. Особенность армирования крайних панелей заключается в том, что сначала укладывают прутья полосы над колоннами, что перпендикулярны обвязке, затем той же полосы, но параллельные обвязке. После этого идет очередь пролетной полосы, армирование которой тоже идет сначала перпендикулярно обвязке, а затем параллельно. В надколонных полосах арматура всегда уложена в нижнем ряду, что делается путем небольшого отгиба арматуры, укладываемой во вторую очередь. Третьеочередные прутья арматуры пролетной полосы тоже отгибаются, а значит только прутья с пролетной полосы, укладываемые в последнюю очередь, находятся во втором ряду. Перпендикулярно расположены полосы верхней арматуры на опорных полосах. Чтобы правильно расположить верхнюю сеть, используют так называемые «кобылки» (подкладки). Их связывают тонкой вязальной проволокой как с верхними, так и с нижними сетками.

Схема армирования по методу А.Ф. Лолейта

Метод А.Ф. Лолейта, когда армирование происходит отдельными сетками, требует более высокого расхода металла, чем тот же метод раздельного армирования прутьями. К тому же подготовка таких сеток на производстве с ее увязкой вязальной проволокой и транспортировкой на место установки тоже приносили немало проблем. Но ситуация изменилась со временем. Дело в том, что после внедрения индустриальных способов производства арматурных сеток, их заготовки, резки, сварки и с внедрением различной подъемной техники, способной доставить на стройплощадку собранные конструкции, метод Лолейта снова стал вполне рентабельным, востребованным и берется в расчет. К тому же использование различных сортов стали и методов ее обработки помогли снизить расход металла в целом. Таким образом метод предварительного изготовления армированных сеток сегодня активно используется.

Безкапительные перекрытия

Такая разновидность конструкций у строителей также является достаточно популярной. В данном случае элементы перекрытия опираются непосредственно на пилоны и колонны каркаса. Плиты в таких конструкциях чаще всего имеют постоянную толщину.

Такие перекрытия при строительстве зданий начали использоваться в 1940 г. Особенностью безбалочных конструкций этого типа является уменьшенная площадь опирания плит на колонны. Для восприятия перерезывающих сил в данном случае дополнительно используется методика поперечного армирования безбалочных перекрытий. Стальные пруты значительно увеличивают прочность плит в районе примыкания их к опорам.

Также при проектировании зданий этого типа могут предусматриваться колонны большого диаметра. При использовании таких элементов увеличивается площадь соприкосновения опор и плит. А следовательно, нагрузки не могут разрушить перекрытие в районе колонн.

Фрагмент монолитного ребристого перекрытия (а) и сетка разбивки на плитные и балочные элементы (б)

1 — плита; 2, 3 — второстепенные и главные балки; 4 — колонны; 5 — плитный элемент; б — балочный элемент таврового сечения

Размерность создаваемой конечноэлементной сетки определяется общей размерностью задачи (количество конечных элементов и узлов в общей про­странственной схеме), геометрическими размерами конструкции и конфигура­цией (размеры в плане, регулярность структуры несущей системы, наличие криволинейных элементов и т.д.). В регулярных структурах снижается трудо­емкость на стадии формирования расчетной модели и в процессе анализа полу­ченных результатов. Следует помнить, что геометрия расчетной схемы форми­руется по осям элементов. Соответственно усилия в зонах узловых сопряжений определяются по фактическим пролетам и являются несколько завышенными. Вместе с тем в реальной системе на внутренние усилия по линиям сопряжений элементов существенное влияние оказывают габариты конструкций, что необ­ходимо учитывать при конструировании армирования сечений.

Нагрузки на перекрытия задаются по реальной схеме их приложения в конструкции. Нагрузки от собственного веса конструкции учитываются заданием объемной массы материала. Нагрузки от оборудования, в зависи­мости от характера взаимодействия с перекрытием, принимаются в виде сосредоточенных, линейных или равномерно распределенных. Нагрузки от снегового покрова задают как равномерно распределенные с учетом изме­нения интенсивности в местах расположения снеговых мешков. Темпера­турные воздействия задают с помощью перепада температуры для всей конструкции, ее части по длине или сечению. Ветровая нагрузка чаще всего представляется в виде горизонтальной сосредоточенной силы в уровне пе­рекрытий.

Расчет по прочности элементов перекрытий на основе метода конеч­ных элементов в общем случае производят как линейных (балочные эле­менты) и плоскостных элементов на действие усилий в этих элементах, по­лученных из пространственного статического расчета несущей конструк­тивной системы в целом.

Расчетными усилиями для линейных элементов являются Nx, NY, Qz, Мх и Му ,приложенные на границе элемента, для плитных — совместное дейст­вие изгибающих моментов Мх и Му в направлении взаимно перпендику­лярных осей X и Y и крутящих моментов Мху, приложенных по боковым сторонам плоского выделенного элемента, на действие поперечных сил Qx и Qy , приложенных по боковым сторонам плоского элемента (рис. ниже).

Виды каркасов

Строиться здания с безбалочными перекрытиями могут по разным технологиям. Каркасы таких домов бывают:

• рамными;
• связевыми;
• рамно-связевыми.

В системах первой разновидности основные несущие функции по перекрытиям выполняют колонны и ригели, смонтированные в двух направлениях. Элементы каркаса в таких зданиях представляют собой жесткие рамы. Последние и воспринимают все нагрузки, действующие на постройку — как вертикальные, так и горизонтальные.

В связевых каркасах основные нагрузки приходятся на системы колонн и диафрагм, называемые также пилонами. Роль самих перекрытий в таких зданиях сильно возрастает. Помимо собственно вертикальных нагрузок, эти конструкции в данном случае воспринимают и горизонтальные, после чего передают их диафрагмам.

Вам будет интересно:Гарантия банка: виды, сроки, условия и особенности

Комбинированные рамно-связевые каркасы используются обычно в несущих конструкциях из стали и монолитного железобетона. В данном случае системы диафрагм воспринимают 85-90% горизонтальных нагрузок. При этом при небольшом усилении они могут выдерживать их полностью, на все 100%.

Нормативные требования

Безбалочные перекрытия — это сложные конструкции, от надежности и долговечности которых зависят эксплуатационные характеристики всего строительного объекта. На них распространяются свое действие десятки нормативных и поднормативных государственных актов в области градостроительства:

• ГОСТ 2590-2006;
• ГОСТ 27751-2014;
• ГОСТ 380-2005;
• ГОСТ 535-2005;
• ГОСТ 6727-80;
• ГОСТ 7473-2010;
• ГОСТ 7566-94;
• ГОСТ 8267-93;
• ГОСТ 8731-74.

Прежде всего, их действие направлено на обеспечение требований безопасности при разнообразных проектных воздействиях в ходе строительства и эксплуатации строений:

• ГОСТ 10180-2012;
• 10181-2014;
• 10922-2012;
• 12730.0-78.

Поэтому при проектировании сооружений должны быть исключена любая возможность возникновения разрушений, чтобы не причинить вред жизни и здоровью людей, имуществу и окружающей среде:

• ГОСТ 13015-2012;
• ГОСТ 14098-2014;
• ГОСТ 17624-2012;
• 22690-2015.

Нормативными актами СП N: 2.13330, 14.13330, 20.13330, 22.13330, 28.13330 и 131.13330 предъявляются особые требования к безбалочным перекрытиям по предельным нагрузкам, прогибам, деформациям, огнестойкости, влагонепроницаемости, морозостойкости. Все показатели нормируются в зависимости от климатической и сейсмологической характеристики района застройки.

Преимущества

По сравнению с обычными, безбалочные перекрытия имеют ряд безусловных плюсов. К достоинствам таких конструкций относят в первую очередь:

• низкую трудоемкость отделочных работ;
• уменьшение высоты и кубатуры здания;
• улучшение санитарных условий.

Отделывать гладкие безбалочные перекрытия гораздо проще, чем обычные. В данном случае даже не нужно выполнять подшивку потолка. Все, что нужно для отделки такого перекрытия — оштукатуривание поверхности и дальнейшее окрашивание. При этом обе эти операции не займут слишком много времени.

Толщину безбалочные железобетонные перекрытия обычно имеют меньшую, чем традиционные. Соответственно, при той же кубатуре здание будет более низким.

Характеристики и параметры

Безбалочные перекрытия должны:

• 
  переносить без повреждений требуемые проектные нагрузки;

• обладать расчетной жестью, не прогибаться под грузом собственного веса и расположенного оборудования;
• владеть расчетной тепло-, звуко-, влаго- и биологической защитой, соответствовать всем требованиям СЭС и пожарной безопасности;
• иметь начальные характеристики, чтобы препятствовать образованию и чрезмерному раскрытию трещин и прочих дефектов, нарушающих нормальную эксплуатацию перекрытий;
• иметь срок эксплуатации не ниже, чем установлен для стеновых конструкций здания.

Для того чтобы соблюдались все требования нормативных документов, а полученные железобетонные изделия соответствовали ГОСТ 27751, потребуется не только правильно спроектировать конструкцию и ее установить, но также применить исходные материалы, которые по своим характеристикам будут соответствовать нормам СНиП.

Главными нормируемыми и контролируемыми характеристиками производственного качества бетона считаются:

1. Оптимальная марка бетона М300-М400, а если по условиям эксплуатации потребуется противостоять большим потокам воды, то марка М450-М500.
2. Класс на прочность по сжатию: В2-В5.
3. Нормативная прочность бетона по осевому растяжению должно соответствовать — 0,95 МПа.
4. Марка по морозоустойчивости F отвечает за безопасное число циклов замораживания/размерзания, должно быть не меньше чем у стеновых конструкций и может находиться в пределах F=100-300.
5. Марка по водонепроницаемости W, устанавливается по наибольшему напору воды, который выдерживает бетон толщиной 15 см. Например W2 не пропускает воду когда на него давит слот высотой 20 м.в.ст. (2 бар), а W12 соответственно выдерживает 120 м.в.ст. Для производства безбалочных плит может применяться марка водонепроницаемости от W2 До W12.
6. Подвижность бетона«П» не ниже 4 класса, чтобы гарантировать качественное заполнение армоконструкции.
7. Оптимальная марка по средней плотности D300- D600 соответствует классу прочности на сжатие В2-В5.

Какие еще плюсы имеются

Ухаживать за поверхностью безбалочных перекрытий гораздо легче. Ведь в данном случае конструкция потолка или пола не имеет щелей, куда могли бы забиться мусор или пыль. Соответственно, в таких перекрытиях не заводятся разного рода болезнетворные микроорганизмы. Именно поэтому конструкции такого типа принято обустраивать в пищевых цехах или, к примеру, в больницах.

Как определить толщину бетонного слоя

Толщина — определяющий параметр монолитного перекрытия. Именно на основе этого параметра составляется схема устройства опалубки, осуществляется раскладка арматуры. При отсутствии проекта застройщику следует ориентироваться на типовые рекомендации по устройству монолитного слоя.

Важно! Чем длиннее пролёт от одной опорной стены до другой, тем толще выполняется монолитный слой.

Усреднёнными расчётными нормативами определён показатель толщины по отношению к длине пролёта между опорами 1: 30. Иначе: на 1 погонный метр пролёта толщина слоя бетона должна быть примерно 3 см, а на стандартном 6-ти метровом пролёте она будет 18 см.

На практике допускается снижение толщины на 10-15 % в случаях, когда нагрузки будущего перекрытия не превышают средние значения.

Какие имеются недостатки

Минусы у таких перекрытий, конечно же, также есть. Основным недостатком конструкций этого типа, в сравнение с балочными, является большой вес. Опоры под перекрытия этого типа приходится устанавливать максимально прочные.

Также минусом безбалочных конструкций считается ограниченная ширина пролетов. Слишком большим расстояние между опорами под плиты таких перекрытий быть не должно. Железобетон — материал очень прочный. Но при значительной площади и серьезной нагрузке такая плита начнет все же прогибаться и может даже разрушиться.

Экономически целесообразным считается лишь обустройство безбалочных перекрытий в пролетах шириной не более 5х6 метров при нагрузке 5 кН/м2. В этом случае конструкции обычно получаются достаточно надежными.

Проектирование безбалочных перекрытий — процедура достаточно сложная и очень ответственная. Выполнить такую работу может только опытный высококвалифицированный инженер. Сложности в составлении чертежей, конечно же, также можно отнести к минусам подобных конструкций.

Как формируется щитовой каркас с помощью несъемной опалубки

Опалубка для монолитной плиты перекрытия изготавливается на основе следующих стройматериалов:

• влагостойкой фанеры, толщина которой составляет 2-2,5 см. Ламинированное покрытие фанеры облегчит ее демонтаж после застывания раствора;
• гладких досок, изготовленных из прочного пиломатериала. Для сборки щитов используйте доски, толщина которых составляет 4-5 см, а ширина 18-20 см;
• металлических опор телескопического типа или обычных бревен диаметром 15 см. Стойки используются для обеспечения неподвижности опалубки;
• деревянных брусьев, используемых для поддержания опалубочного каркаса. Брусья выполняют функцию поперечных элементов опалубочной конструкции.

Для сборки опалубки подготовьте также метизы и необходимые столярные инструменты. Не забудьте о строительном уровне, позволяющем проконтролировать горизонтальность конструкции.

Устройство монолитной плиты перекрытия предполагает, что бетон будет заливаться в горизонтальную опалубку

При сборке опалубки соблюдайте последовательность операций:

Опалубочная конструкция подлежит демонтажу через 4 недели после бетонирования.

Особенности расчета безбалочного перекрытия

Проектировать перекрытия этого типа, таким образом, следует максимально тщательно. В обычных конструкциях этого типа нагрузку принимают множество достаточно коротких лаг. Плиты же имеют большую площадь, а поэтому могут прогибаться сильнее.

Как же делают расчет безбалочных перекрытий? Как уже упоминалось, наиболее широко в строительстве распространены подобные конструкции, монтируемые над пролетами до 5-6 м. Если расстоянии между опорами больше, у проектировщиков обычно возникают сложности с обеспечением прочности плит на продавливание.

Разрушаться подобным образом перекрытие начинает вокруг колонны. Бетон в этом месте теряет целостность, что может привести к мгновенному обрушению плиты. Повысить прочность конструкции на продавливание можно несколькими способами:

• путем увеличения рабочей толщины плиты;
• посредством увеличения площади опирания;
• путем установки поперечной арматуры.

Самих методов расчета безбалочных перекрытий монолитных, сборных или сборно-монолитных существует несколько. К примеру, в строительстве часто используется технология вычисления суммарного изгибающего момента.

Также проектирование безбалочных монолитных перекрытий может производиться с применением и более точных и современных технологий. К примеру, одна из таких методик называется оценкой моментов.

Средние цены

Цены на установку безбалочных перекрытий порой разнятся между собой в несколько раз, они зависят от строительного объема, высоты работ, а также от принятой модели перекрытия. Наиболее доступными для частного сектора и быстровозводимыми являются сборно-монолитные системы, наиболее дорогие монолитные с применением капителей.

Средние цены на монтаж и материалы для безбалочных перекрытий:

Старая технология

Эта методика для выполнения расчета при устройстве безбалочных перекрытий в наше время используется достаточно часто. В данном случае первым делом инженеры берут за основу то, что силы на капителях распределены по треугольнику. За расчетный пролет панели при этом принимают расстояние между центрами тяжести последних. Общий суммарный изгибающий момент в этом случае может быть рассчитан по следующей формуле:

• M = 1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L).

Здесь W – полная нагрузка на ячейку безбалочной плиты перекрытия, L – расстояние между колоннами, c – размеры капителей.

Выведена эта формула была Дж. Никольсом в 1914 г. Уже в 1917 она была принята как одна из строительных норм ACI. Используется эта формула для расчета перекрытий с капитальными колоннами.

Расчетная схема второстепенной балки (а) и огибающая эпюра изгибающих моментов (б)

Нагрузки на главную балку считаются приложенными в виде сосредо­точенных сил от веса второстепенных балок, плит g и временной нагрузки Р, собираемой с соответствующих грузовых площадей. Для упрощения рас­чета собственный вес главных балок также приводят к сосредоточенной нагрузке, приложенной в осях второстепенных балок. Расчетная схема главной балки также представляет собой неразрезную конструкцию с рас­четными средними пролетами, принимаемыми равными расстоянию между осями опор (рис. ниже, а). Расположение временной нагрузки (через пролет или в смежных пролетах) рассматривается в нескольких комбинациях с целью выявления максимальных пролетных и опорных изгибающих момен­тов в сечении главной балки (рис. ниже, 6).

Оценка моментов

Эта несколько более современная методика была разработана на основе как экспериментов, так и теоретических данных. У нас в стране ее совершенствованием в 30-е годы прошлого века занимались В. И. Мурашов и А. А. Гвоздев.

Для квадратной панели формула в данном случае используется такая:

• M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L).

Чтобы определить моменты в расчетных сечениях и при конструировании арматуры, перекрытия при использовании такой методики делят на пролетные и надколонные полосы в плане. Причем делают это таким образом, чтобы ширина каждой такой части была равна половине расстояния между осями колонн во всех направлениях.

В каждой такой полосе в процессе эксплуатации здания возникают отрицательные и положительные моменты. При этом в надколонных элементах они обычно больше, чем в пролетных. По ширине полос моменты определяются по кривым. Однако на практике используются ступенчатое их измерение. При этом по ширине полос моменты принимают постоянными.

При разного рода пластических деформациях может происходить в том числе и перераспределение M. Поэтому величины моментов в четырех расчетных сечениях плит определяют так, чтобы их сумма в конечном счете была равна балочному M0.

Разновидности и армирование капителей

Структура каптели

Если в конструкции не предусмотрены обвязочные балки, то крайние колонны должны дополняться полукапителями (пристеночными). Капителей на сегодняшний момент всего три типа – капитель с надкапительной плитой, прямая капитель (то есть без надкапительной плиты) и капитель с изломом. Второй тип капители используют в случаях, когда расчет показывает, что нагрузки сравнительно невелики, остальные же предназначены для высоких нагрузок. Наибольшее распространение получила капитель с изломом, так как она способна выдерживать наибольшие нагрузки, да и архитектурно более привлекательна. Еще в 30-ые годы прошлого века были проведены масштабные исследования-испытания безбалочных способов перекрытия с различного вида капителями. Эти испытания подтвердили предварительный расчет и показали, что капитель с изломом прочней остальных типов в среднем на 10 %. Именно благодаря этой разнице в СССР и было рекомендовано использовать капитель такого типа. Расчет размера капителей имеет ту особенность, что фактические и расчетные размеры – это не одно и тоже. Расчетная ширина капители С – это диаметр, измеренный на нижнем уровне у плоскости плиты. Расчет размеров капителей – важный момент любого конструирования и проверены расчетом на главные растягивающие моменты растяжения плиты по ее периметру. При средних расчетных нагрузках лучшим соотношением размеров капителей к пролету является 0,35 при расчетной 0,2. Армирование в большинстве случаев не требуется, так как площадь сечения капители такова, что как растягивающие, так и сжимающие усилия не превышают расчет допустимых строительными нормами пределов. Поэтому для укрепления колонн армирование, как правило, не используется.

Армирование капителей без изломов проводят прутьями, диаметром 10 мм, установленными по углам и середине сторон.

Армирование оправдано только в качестве улучшения связки колонны и плиты или иных конструктивных желаний заказчика. Армирование капителей без изломов проводят обычными 10 мм прутьями, установленными по углам и середине сторон. В общем, такая же практика армирования действует и в отношении капителей с изломом, и полукапителей. В случае использования надкапительной плиты армирование ее не производят, вполне достаточно армирования самой капители. При использовании металлических колонн от капителей обычно отказываются, заменяя их на металлические балки в месте стыковки плиты и колонны. В этом случае увеличивается площадь опоры без значительного снижения безопасности. Зато такое решение способствует более удобной прокладке различных коммуникаций, прежде всего трубопроводов.

Особенности монтажа плит

Технология сборки безбалочных перекрытий зависит в первую очередь от их разновидности. При использовании железобетонных плит методика строительства выглядит следующим образом:

• изготовление плит на предприятии;
• погрузка их на автотранспорт и доставка к месту строительства объекта;
• выгрузка плит автокраном на месте строительства;
• монтаж плит на колонны и стены здания автокраном.

Считается, что длина железобетонных плит не может превышать 9 м.

Армирование сварными сетками

Это наиболее индустриальный и удобный способ армирования при строительстве, к тому же он и самый экономный в плане расхода металла. При использовании сварных сеток нет необходимости сгибать на концах прутьев крюки. В качестве материала для армирования используется холоднотянутая проволока из стали. Из-за всех этих достоинств сварные сетки и получили столь широкое распространение. При армировании как безбалочной, так и другой разновидности железобетонной плиты они стали практически универсальным средством. Между собой сварные сетки соединяются, согласно строительным нормативам определенными стыками.

Если вы желаете сами произвести расчет конкретных нагрузок и разновидностей применяемого армирования, советуем обратиться вам к специальной литературе и нормативам, особенно обратите внимание на работы М. Я. Штаермана и А. М. Ивянского.

Монтаж монолитного перекрытия

Такие конструкции заливают в предварительно собранной деревянной опалубке. Дно такой формы также делают дощатым. Снизу его подпирают специальными телескопическими опорами. После этого производят заливку следующим образом:

• устанавливают арматуру на специальные грибки-подставки;
• заливают в опалубку бетонную смесь.

Строительный раствор готовят на предприятиях с точным соблюдением всех положенных технологий в плане пропорций и однородности. Подают его в опалубки посредством шланга из автоцистерны.

Форму с залитого таким образом перекрытия снимают примерно через 2 недели. Все это время плиту ежедневно поливают водой из шланга для того, чтобы предотвратить появление поверхностных трещин. К дальнейшему строительству здания приступают не ранее, чем еще через две недели. Для того чтобы бетон набрал достаточную прочность, требуется не менее месяца.

Источник

Как выполняется заливка плиты на несущие стены дома

Монолитная плита перекрытия заливается бетонной смесью, приготовленной из следующих ингредиентов:

• портландцемента с маркировкой М400;
• гравия или щебня размером до 3 см;
• очищенного песка.

Процесс бетонирования включает следующие этапы:

1. Подачу бетонной смеси в опалубку с арматурой.
2. Равномерное распределение бетона по площади будущего перекрытия.
3. Трамбование бетонного массива с использованием механического вибратора.

Рекомендации

Вам могут быть интересны другие статьи из этой категории:

• все конструкции имеют нормативы изготовления и использования, ЖБ элементы не исключение. Железобетонные плиты перекрытия ГОСТ устанавливает длины, толщину, ширину и материал конструкции;
• какие виды фундаментов для частного дома являются самыми перспективными, долговечными и выгодными для конкретного здания и региона проживания; как работать с бетоном в морозы. Здесь поможет добавка для бетона противоморозная, которая позволяет цементировать при температуре до -30°С без электрического подогрева;

• в любом здании есть проёмы. Если знать размеры перемычек железобетонных для окон и дверей, можно предотвратить закладывание или расширение проёмов на этапе отделки;
• один из лучших и самых простых вариантов создания опалубки является разборная или неразборная пластиковая конструкция. Пластиковая опалубка для фундамента помогает добиться идеальной геометрии, прочности и устраняет различные дефекты строения;
• проектирование – это один из первых и основных этапов в строительной сфере. Проекты гаражей из пеноблоков помогут подобрать лучшую, комфортную и практичную планировку помещений;
• Железобетонные балки созданы для простой установки в высоконагруженных зданиях. От этапа заказа до монтажа плит проходит всего несколько дней. Строение удаётся возвести за считанные недели.

ГОСТ и размеры

Независимо от того, применяются балки перекрытия ЖБ при возведении промышленных объектов, или для создания жилого фонда, параметры конструкции практически не изменяются. Главное условие, чтобы размеры ЖБ балки перекрытия полностью соответствовали нормативам, описанным в ГОСТ.

К конструкциям выдвигается немного требований:

• длина подбираеться так, чтобы окончание не заходило на несущую стену. Величина подбирается иначе: она должна быть больше длины пролёта на 40 см и заходить за окончания опорных элементов на 20 см;
• балки перекрытия лучше не брать «с запасом». По ГОСТу в конструкциях любого назначения их высота должна составлять 5% от длины;
• в производственных условиях изготовление ширины элемента рассчитывается исходя из пропорции к высоте 5 к 7.
• В строительстве жилых зданий используются обычно ЖБ балки с длиной – 6 м, шириной – 20 см, высотой – 30 см.

Конкретнее выбор делают с учётом типа конструкции: цоколь, чердак или межэтажный шов.

По ГОСТу в конструкциях любого назначения их высота должна составлять 5% от длины

Монтаж и установка железобетонных балок

Проведение работ по установке и закреплению балок требует небольших навыков, они сводятся к умению прочно фиксировать ЖБ конструкции, для чего потребуется понимание особенностей сооружения.

Первым этапом установки является подготовка – покрытие осевых реек краской и последующая зачистка деталей. Самый частый способ установки сводится к использованию кранов. Для поднятия используются монтажные петли, которые крепятся к стропам или «удавкам», с обеих сторон по 2 крепления. Величина строп определяется на основании длины балки.

ЖБ конструкции прикрепляются к подстропильным балкам и колоннам. При правильном монтаже балок удаётся создать высокую прочность здания.

Монтаж и установка железобетонных балок

Если объект строительства относительно небольшой, можно задуматься о самостоятельном изготовлении и установке балок. Для выполнения задачи следует поступить следующим образом:

1. Выкладываем дно опалубки с помощью щита из фанеры с достаточной прочностью.
2. Из других досок формируем стенки опалубки для бетонного изделия.
3. Во внутреннюю поверхность укладываем полиэтиленовую плёнку – она поможет на этапе извлечения бетона.
4. Укладываем армированный пояс сверху и снизу балки.
5. Заливаем объём опалубки до желаемого уровня.