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 м2.

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.

рмнт.ру

11.09.18

Безбалочные перекрытия

Безбалочные перекрытия в многоэтажных производственных зданиях имеют меньшую высоту, чем балочные, благодаря чему при их применении уменьшается объём здания. Кроме того, при безбалочных перекрытиях упрощается прокладка трубопроводов под плоским потолком и создаются лучшие условия для вентилирования пространства под ним.

Железобетонный сборный каркас состоит из колонн высотой на один этаж, капителей, надколонных и пролётных плит сплошного сечения.

Колонны с размерами 400 х 400, 500 х 500 и 600 х 600мм в месте опирания капителей имеют четырёхсторонние консоли и пазы по граням ствола. Основная капитель имеет в центре квадратное отверстие, по граням которого устроены пазы.

Для пропуска инженерных коммуникаций предусмотрены капители с круглыми отверстиями диаметром 100 и 200 мм. На торцах плит имеются выпуски арматуры.

В зданиях с безбалочными конструкциями могут быть самонесущие кирпичные стены, самонесущие вертикальные и навесные горизонтальные стеновые панели. Каркасное здание рассматривают как систему многоярусных многопролётных рам с жёсткими узлами, работающих в двух направлениях. Образуют эти рамы колонны, капители и надколонные плиты.

• Состоит из вертикальных элементов колонн с капителями и плит, опёртых на эти капители, образующих междуэтажные перекрытия.
• Каркас этого типа применяют при квадратной сетке колонн 6х6м, и при больших полезных нагрузках.
• Различают каркасы:
• – с безбалочными перекрытиями с надколонными плитами, расположенными в двух направлениях,
• – и надколонными плитами, укладываемыми в одном направлении.
• Основные элементы (для каркаса и плитами в двух направлениях:
• – колонны,
• – капители,
• – надколонные плиты,
• – пролётные плиты.
• Конструктивно перекрытие решают так:
• – на колонны каркаса крепят капители (имеющие форму усеченной пирамиды с отверстием)

– капитель с выступающей частью колонны скрепляют сваркой ЗД. Капитель – это опора для четырёх надколонных плит, но и обойма стаканного типа для колонны вышележащего этажа.

– надколонные плиты (ребристые или пустотелые) жестко скрепляют с капителью путём сварки закладных деталей.

Пролётные плиты изготавливают однослойными, толщ.160-220мм с рёбрами по периметру.

1. – для жесткости перекрытия, после установки колонн, надколонную зону армируют и бетонируют.
2. Каркас со сборно-монолитным безбалочным перекрытием при расположении надколонных плит в одном направлении состоит:
3. – колонн,
4. – плоских капителей,
5. – надколонных плит,
6. – пролётных плит.
7. Пролётные плиты опирают на выступающие четверти надколонных плит-балок.
8. Поперечная и продольная жесткость обеспечивается сваркой выпусков арматуры пролётных плит с арматурной сеткой, укладываемой по верху надколонных плит, и замоноличиванием её монтажным бетоном.

• Элементы безбалочного каркаса.
• а – монтажная схема; б – колонна; в – капитель; г – надколон-ная (межколонная) плита; д – деталь сопряжения.
• Привязки.

1. Привязка:
2. – крайних колонн к продольным координационным осям принята нулевая,
3. – средних колонн – осевая.
4. Привязка крайнего ряда колонн к поперечным координационным осям может быть разной:
5. – при увеличенной сетке колонн верхнего этажа колонны крайних рядов смещают внутрь здания от поперечных осей на 500мм (как в одноэтажных зданиях).
6. – при регулярной структуре привязка может быть как нулевой, так и совмещенной с геометрической осью колонн, поскольку панели стен могут крепиться непосредственно к каркасу, вследствие чего отпадает необходимость установки фахверковых стоек.
7. Торцевые стены будут иметь привязку в первом случае нулевую, а во втором – 200мм (половину толщины колонны).
8. Температурные швы в этих случаях выполняются на двух осях со вставкой.
9. При шарнирно-связевых каркасах все колонны привязываются к поперечным и продольным координационным осям по геометрической оси.
10. Этажерки

Применяются, когда для некоторых производств технологическое оборудование частично или полностью может располагаться вне здания, т.е. на открытых площадках.

Они могут располагаться и внутри здания павильонного типа при наличии вертикального локального технологического процесса.

• 
• Этажерка промышленного здания: 1 – колонна; 2 – ригель; 3 – рабочая площадка; 4 – технологическое оборудование
• Они классифицируются:
• По расположению – внутренние и наружные;
• По этажности – низкие до 4-5 этажей, и высокие более 5 этажей;
• По способу возведения – стационарные и сборно-разборные;
• По материалу каркаса – сборные железобетонные, монолитные железобетонные, стальные.

Объемно-планировочные параметры этажерок: сетка колонн 6×6 м; 6×4,5 м; 6×9 м; 4,5×9 и др. высота этажа первого 4,8 – 7,2 м, остальных 4,8 м.

Элементы каркаса: колонны, ригели перекрытий, настилы перекрытий, вертикальные связи.

Колонны выполняются из прокатных или сварных двутавров, ригели – прокатные двутавры или швеллеры, перекрытия – сборные желзобетонные плиты или стальные листы.

Сборно-разборные этажерки выполняют с соединением элементов на болтах. Стальные этажерки могут быть по этажности низкие до 4-5 этажей и высокие более 5 этажей (могут быть высотой до 100 м).

Железобетонные этажерки выполняют, если применение ж/б каркаса дает снижение стоимости строительства.

Недостатки ж/б этажерок – увеличение массы конструкций, сложность сопряжения узлов и крепления технологического оборудования к этажерке. Максимальная высота ж/б этажерки 18 м.

1. Достоинства применения внутренних этажерок:
2. – Снижение себестоимости строительства за счет отсутствия наружных ограждающих конструкций;
3. – Максимальная унификация конструктивных элементов;
4. – Увеличение производственной площади, занятой технологическим оборудованием;
5. – Универсальность и максимальная приспособляемость к технологическим процессам.
6. Достоинства применения наружных открытых этажерок:
7. – Снижение стоимости на 10-15 %;
8. – Сокращение сроков строительства;
9. – Сокращение сроков монтажа оборудования;
10. – Создание условий для рационального расположения оборудования на сложном рельефе местности;
11. – Снижение эксплуатационных расходов;
12. – Снижение пожаро-взрывоопасности;
13. – Облегчение конструкции;
14. – Легкий доступ к очагам пожара.
15. Недостатки:
16. – необходимость защиты от коррозии,
17. – утепление технологического оборудования в зимнее время.

Особенности монолитных безбалочных перекрытий

Зацепилова, А. В. Особенности монолитных безбалочных перекрытий / А. В. Зацепилова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 50 (288). — С. 108-111. — URL: https://moluch.ru/archive/288/65276/ (дата обращения: 29.04.2022).



Ключевые слова: железобетонное перекрытие, колонна, капитель, узел опирания.

В настоящее время активно развивается строительство жилых и общественных зданий из монолитного железобетона.

Рациональным является использование каркасно-стеновой конструктивной системы, позволяющей обеспечить свободные планировки помещений при соблюдении требования по необходимой жесткости и устойчивости здания.

Конструкция представляет собой систему из вертикальных несущих элементов — колонн, стен и горизонтальных несущих элементов — перекрытий.

Железобетонные плоские перекрытий являются одним из самых распространенных видов конструкций, которое применяются в строительстве зданий и сооружений. Выделяют две основные группы перекрытий в соответствии с их конструктивными схемами. Первая группа — балочные перекрытия, вторая группа — безбалочные перекрытия.

В балочных перекрытиях расположение балок возможно в одном или в двух направлениях. Обеспечивается совместная работа балок и опирающихся на них плит. Иная ситуация в безбалочных перекрытиях, где опирание плиты происходит непосредственно на колонну.

• Безбалочные превосходят балочные перекрытия по следующим пунктам:
• − возможность возведения зданий любой конфигурации в плане, с различными объемно-планировочными решениями;
• − улучшение освещенности помещения;
• − упрощение устройства инженерных коммуникаций;
• − уменьшение в целом высоты постройки;
• − уменьшение расхода материала для стен.

Существенным недостатком является большой собственный вес безбалочных перекрытий по сравнению с балочными. Несмотря на утяжеление конструкций строительство зданий со сплошными перекрытиями получило широкое распространение в нашей стране и в мире в связи с технологической простотой возведения таких перекрытий.

1. Существуют следующие разновидности безбалочных перекрытий:
2. − сборные;
3. − монолитные;
4. − сборно-монолитные.

Безбалочные перекрытия с капителями появились более 100 лет назад. Впервые такие перекрытия были выполнены Рунером и Торнером в 1906 г. в США. В Европе первое безбалочное перекрытие было использовано в 1908 г. в России А. Ф.

Лoлейтом при строительстве четырехэтажных молочных складов в Москве. В СССР они применялись в основном в промышленных зданиях, московских станциях метро, подземных резервуарах.

В общественных и жилых зданиях безбалочные перекрытия не использовались, так как капитель, необходимая для устройства перекрытия, уменьшала высоту и полезный объем помещений. [1].

С развитием в строительстве технологических приемов и механизмов, стремление к увеличению строительного объема зданий и уменьшению экономических затрат возросла роль монолитного строительства.

Для расчета безбалочных плит Маркусом и Штаерманом М. Я. был разработан метод заменяющих рам (рис.1).

По методу заменяющих рам, который вошёл в учебники по железобетонным конструкциям, выполняется расчет двух накрест расположенных рам, причем расчетная ширина ригеля рамы принимается равной полусумме прилегающих пролетов, перпендикулярной к плоскости данной рамы.

После их статического расчёта проводится конструирование плиты исходя из балочной схемы работы перекрытия. Приопорные участки конструируются по значениям поперечных сил, полученными также при расчёте рам. Существенным недостатком данного метода является большая погрешность в случае неравных пролетов. [1].

Рис. 1. Расчетная схема плиты для расчета методом заменяющих рам [1]

Конструктивно безбалочные плиты могут быть с капителями и без них (рис. 2).

• Назначение капителей:
• − обеспечение жесткого сопряжения перекрытий с колоннами в системе каркаса здания;
• − увеличение прочности плиты перекрытия на излом;
• − обеспечение прочности плиту от продавливания в месте ее опирания на колонны;
• − увеличение общей жесткость перекрытия;
• − уменьшение расчетного пролета плиты и более равномерное распределение усилий по ее ширине.

Рис. 2. Монолитное безбалочное перекрытие а) без капители; б) с капителью [1]

Монолитные безбалочные бескапительные перекрытия увеличивают полезный объем помещений, позволяют наиболее выгодно проложит инженерные сети, уменьшают расход материалов.

Зона опирания плиты на колонну является наиболее ответственным местом конструкции безбалочного монолитного перекрытия и требует проверки прочности этой зоны на продавливание.

Современные исследователи не пришли к общему мнению о механизме продавливании плиты. Экспериментальные исследования показали, что характер разрушения изменяется от хрупкого (мгновенно) до пластического. На данный момент существуют два основных представления о механизме продавливания.

Одни исследователи считают, что плиты сопротивляются продавливанию за счет прочности бетона на растяжение.

Продавливание — пространственная форма скалывания, во время которого из тела плиты происходит выкалывание бетонной усеченной пирамиды, боковые стороны которой наклонены по углом 45 к горизонтали, а высота равна рабочей высоте плиты (h0).Этот механизм продавливания принят в СП 63.

13330.2018, где рассматривают расчетное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии нормально к его продольной оси (рис.3). [2]

Рис. 3. Условная модель для расчета на продавливание [2]

Иной подход базируется на предположении, что плита сопротивляется продавливанию за счет работы сжатой зоны вблизи колонны, которая находится в условиях сложного напряженного состояния сжатия. Профессор В. А. Клевцов и А. Н.

Болгов (НИИЖБ) считают, что несущая способность может определяться работой бетона как на растяжение, так и на сжатие.

В лаборатории НИИЖБ ими был проведен ряд экспериментов, направленных на изучение влияния сжимающего усилия со стороны верхней колонны на несущую способность плиты при продавливании. По результатам испытаний В. А. Клевцов и А. Н.

Болгов пришли к выводу, что разрушение плиты при продавливании имеет несколько механизмов, при которых роль прочности бетона на растяжение и сжатой зоны плиты изменяется в зависимости от физических и геометрических параметров конструкций. [3]

Таким образом, механизм продавливания плит перекрытия неоднозначен и требует дальнейших подробных исследований экспериментальных и аналитических, а также усовершенствования нормативной базы.

Литература:

1. Дорфман А. Э., ЛевонтинЛ.Н.. Проектирование безбалочных бескапительных переркрытий. — М.:Стройиздат, 1975. — 124 с.
2. СП 63.13330.2018 «СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». — М., 2018. — 168 с.
3. Клевцов В. А., Болгов А. Н. Действительная работа узлов плоской безбалочной бескапительной плиты перекрытия с колоннами при продавливании // Бетон и железобетон. — 2005. — № 32. — С. 17–19.

Основные термины (генерируются автоматически): перекрытие, колонна, продавливание, капитель, механизм продавливания, плита, рама, строительство зданий, существенный недостаток.

Перекрытия — это горизонтальные несущие и ограждающие (разделяющие

Применение облегченных монолитных перекрытий за счет снижение веса конструкций и

На участках у опор (колонн, стен), где по расчету на продавливание и поперечную силу сечения пустотной…

Недостаток конструкции: ослабление самого ответственного надколонного участка отверстием для колонны и сложность сопряжения плиты с колонной

Это достигается тем, что надколонная плита выполняется монолитной, а колонна с просветами на уровне перекрытия.

При расчете безбалочных бескапительных плит перекрытий по методу заменяющих рам перекрытие рассматривается

Колонны каркаса моделировались стержневыми элементами, а плита перекрытия

1. СП 52–103–2007 Железобетонные монолитные конструкции зданий.

Проблема потребности в гражданских зданиях, снижение стоимости их строительства и

Диск перекрытия системы выполняется из сборных панелей, подразделяющихся, в зависимости от

Состоит из сборных многопустотных плит и сталебетонных несущих ригелей, образованных…

Плиты с отверстием применяются при возведении многих конструкций, таких, как элеваторы, бункера, холодильники, многоэтажные промышленные здания с вертикальной технологией производства, жилые и общественные здания, насыщенные различными коммуникациями.

Конструктивные элементы зданий, построенных по данной технологии, могут быть как

Основным ее недостатком является то, что надежность и работа всего каркаса зависит в

При данной технологии каркас здания состоит из многоярусных сборных колонн (чаще всего двух…

Сотовые конструкции нашли свое применение в монолитном строительстве.

Конструктивное решение надстройки здания и его расширение выполняется устройством стальных многоэтажных рам

Стальные рамы состояли из двухветвевых колонн и ферм, при этом…

В настоящее время в строительстве, а также при реконструкции и реставрации гражданских и промышленных зданий широко применяются сталежелезобетонные конструкции перекрытий. Сталежелезобетонные конструкции — большой класс строительных конструкций…

В работе рассматриваются вопросы расчета предлагаемого конструктивного решения сборно-монолитного перекрытия с несъемной железобетонной предварительно напряженной опалубкой на воздействие массы бетона омоноличивания до приобретения им заданной прочности.

Плиты перекрытия представляют себя плиты перекрытия кессонного типа, сообщающиеся между собой с помощью отверстий для

Рис. 1. Элементы высокотехнологичной каркасной системы полносборных зданий (1 — колонна, 2 плита перекрытия, 3 — стеновой блок, 4…

Безбалочные перекрытия: плюсы и минусы

Мы уже писали, что межэтажные перекрытия в доме могут быть балочными и безбалочными. В этой статье поговорим о безбалочных конструкциях. Разберем их разновидности, расскажем о преимуществах и недостатках каждой.

Безбалочные перекрытия — это конструкции из сплошных плит или панелей, которые опираются на колонны. Эти плиты выполняют одновременно и несущую, и ограждающую функцию.

В зависимости от технологии безбалочные перекрытия делятся на сборные, монолитные и сборно-монолитные. Рассмотрим каждый вид подробно.

Такие обычно делают в кирпичных домах. Их доставляют готовыми с производства. Монтируют со сплошными панелями из облегченного бетона либо с многопустотными блоками. Отличительная особенность последних — круглые отверстия внутри, так называемые ребра жесткости. Габариты панелей рассчитываются в соответствии с шириной пролета и нагрузку, которую им предстоит выдерживать. Стандартные заводские размеры сборных плит: 22 см в высоту, до 1.5 м в ширину, до 7.2 м в длину.

Преимущества:

• Железобетонные плиты очень прочные. Они способны выдерживать нагрузку более 200 кг/м2;
• В отличие от дерева этот материал не боится огня, сырости, насекомых.

Недостатки:

• Большой вес. Для их установки требуется специальная строительная техника. Соответственно, монтаж стоит довольно дорого;
• Как мы уже говорили, на заводах делают плиты стандартных размеров. Поэтому вы не сможете использовать их для необычных архитектурных решений.

Плиты кладут на слой цементного раствора. Толщина стен должна быть не менее 250 мм. Площадь опоры плиты на стену — не менее 200 мм. Швы между плитами заливают бетоном.

При монтаже сборных перекрытий плиты укладываются строго горизонтально. Если дом кирпичный, остаток длины плиты при опирании на стену должен быть не меньше 12 см. Если здание бетонное — не менее 7 см. По завершении монтажа приваривают анкеры.

Их изготавливают прямо на стройке. Для этого используют бетон, опалубку и арматуру. Такие конструкции хороши тем, что могут быть разной формы: прямоугольной, консольной, круглой. Перекрытие представляет собой сплошную бетонную плиту толщиной до 12 см. она опирается на бетонные стены. Вес одного квадратного метра плиты — около 500 кг.

Преимущества:

• Поверхность ровная и гладкая. Швы заделывать не нужно;
• Разнообразие форм позволяет применять их для любых архитектурных решений.

Недостатки:

• По всей площади нужна деревянная опалубка. Впрочем, ее не обязательно устанавливать всю сразу. Перекрытие можно делать пролетами, перенося опалубку по мере того, как схватывается бетон.

Монтаж производят в несколько этапов. Сначала на подготовленные в стенах места устанавливают несущие балки из стали. К этим балкам подвешивают деревянную опалубку — ее можно купить готовую или взять в аренду. Потом укладывают арматурный каркас. И, наконец, бетонируют плиты перекрытия по всей площади. Бетон схватывается примерно за месяц.

Универсальный вариант: между балками перекрытия устанавливают пустотелые блоки, а сверху все это заливают бетоном. Преимущества:

• Для них не нужна крановая техника;
• По сравнению с другими типами перекрытий они монтируются быстрее всего;
• Лучшие показатели по теплоизоляции;
• Могут быть любой формы.

Недостатки:

• Их укладывают вручную, что довольно трудоемко. Поэтому использование сборно-монолитных перекрытий в двух-, трехэтажных зданиях считается нецелесообразным.

На стены кладут балки с шагом 600 мм. Погонный метр балки весит не более 20 кг, потому подъемный кран не требуется. На балки размещают пустотные блоки. Керамзитобетонные весят 14 кг, то есть вес квадратного метра такой конструкции составляет 14 кг. Полистиролбетонные — 5.5 кг. В этом случае квадратный метр весит 80 кг.

Полученную конструкцию используют как несъемную опалубку. Ее армируют арматурной сеткой и укладывают сверху слой монолитного бетона.

Вне зависимости от типа перекрытий необходима тепло- и звукоизоляция. По нормам температура у поверхности пола должна отличаться от температуры в помещении не более чем на 2 градуса. На теплоизоляцию чердачных перекрытий обычно кладут дополнительный слой пергамина — он защищает утеплитель от сырости.

Самый популярный материал для утепления — минеральная вата: у нее хорошее соотношение цены и качества. Есть и альтернативные варианты. Например, накат можно устелить рубероидом или покрыть раствором глины и песка, а сверху слоем в 5 см насыпать опилок. Либо сделать плиты из опилкобетона. Соотношение у них следующее: на 1 часть опилок нужно 4 части глиняного раствора, 0.3 части цемента и 2 части воды. Плиты просушивают и укладывают на рубероид. Швы заделывают известковым раствором. Вес одной такой плиты составляет примерно 5 кг.

Стоимость перекрытий составляет около 20% общих расходов на строительство дома.

В отношении безбалочных перекрытий действуют те же требования, что и для балочных:

1. Они должны выдерживать необходимые нагрузки;
2. Быть жесткими, не прогибаться под тяжестью своего веса и всей обстановки на этаже;
3. Обладать тепло- и звукоизоляцией;
4. Их срок эксплуатации должен соответствовать сроку эксплуатации самого коттеджа.

Выбор перекрытий зависит от типа дома и вашего бюджета. Самое важное — правильно рассчитать нагрузки и грамотно провести монтаж. Всем этим должны заниматься профессионалы. Чтобы знать, как строить правильно, быстро и дешево, подпишитесь на наши уведомления

Нажимая на кнопку «Подписаться», Вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Безбалочные перекрытия из монолитного железобетона – виды и особенности

Традиционные системы монтажа перекрытий при строительстве зданий – это железобетонные плиты. Такая система активно использовалась в возведении любых сооружений в советские времена. Эта же система долго применялась при строительстве в постсоветский период. В настоящий момент эта традиция постепенно упраздняется.

Её заменяет система безбалочных перекрытий – железобетонные перекрытия, опорой которым служат стены или колонны, или и то и другое.

Что это за система? Каковы её виды? Каковы их особенности с точки зрения конструкции? Возможны ли изломы из-за нагрузок на вертикальные опоры? Все эти и другие вопросы рассмотрим далее в статье.

Виды и особенности железобетонных перекрытий

С учётом того, на что опираются перекрытия, их можно разделить на те, что опираются на колонны и те, что опираются на стены. Перекрытия с опорой на колонны – это кессонные. О них речь будет дальше.

Их часто применяют в Европе. Теперь и в Российской Федерации нередко применяют такое технологическое решение. Их в основном применяют, когда возводят общественные, административные или коммерческие здания.

В частном строительстве не применяют.

Перекрытия с опорой на стены бывают:

• Монолитные.Монолитные – железобетонные конструкции, ориентированные на весь периметр здания. Монтируется опалубка, устанавливается и связывается арматурный каркас. Затем заливается бетон. Это – монолитное перекрытие.
• Сборно-монолитные.Сборно-монолитные перекрытия – это перекрытия, монтаж которых связан с установкой балок. Между заводскими балками устанавливаются блоки. Они представляют собой что-то вроде опалубки. Сверху блоков-вкладышей укладывается армокаркас из арматуры сечением 10 на 10 мм или 15 на 15 мм. Снизу блоки подпираются стойками или балками.

Теперь по порядку.

Сборно-монолитные перекрытия

Сборно-монолитные перекрытия конструктивно состоят из:

• Балок, которые устанавливают между стенами с определённым шагом (зависит от газобетонных блоков-вкладышей).
• Блоков-вкладышей – их вкладывают (потому они вкладыши) между балок, что и определяет шаг между ними.

Системой опалубки в сборно-монолитных перекрытиях служит тандем балок и блоков-вкладышей. Вкладыши опираются на балки. Снизу балок установлены стойки. Сверху балок вяжется арматура, потом заливается бетон толщиной не менее 50 мм. В итоге получаем монолитное перекрытие, но с применением блоков из газобетона, своего рода, прокладок. На выходе – прочное и жесткое перекрытие.

Виды, состав и функции блоков-вкладышей

В настоящий момент производятся следующие блоки-вкладыши:

• Керамзитобетонные – достаточно прочны и недороги по деньгам.
• Газосиликатные – идеальны в своих физических параметрах (иногда это очень важно) и хороши своими теплоизоляционными свойствами.
• Полистиролбетонные – у этих блоков хорошая теплопроводность, но, к сожалению, низкая пожаростойкость.

Поскольку блоки-вкладыши – это что-то вроде несъёмной опалубки, их задача – вместе с армокаркасом и залитым бетонным слоем сформировать перекрытие, которое будет высокого качества, с точки зрения процесса строительства и финансово выгодным. Плюс это перекрытие не будет таким тяжёлым, как сплошной железобетон, толщиной несколько десятков сантиметров.

Кессонное перекрытие

Кессонное – тоже монолитное перекрытие, но в виде ребристых плит. Ребра плит перпендикулярны и находятся снизу. Конструкция хороша тем, что бетон сосредоточен не в зоне растяжения, а в участках сжатия. Это позволяет удешевить стоимость перекрытия, не жертвуя качеством и технологическими требованиями к безопасности.

Колонны для этого безбалочного перекрытия возводятся прямоугольной или квадратной сеткой. Дополнительно перекрытие имеет опору на весь контур несущих стен.

Конструкция и формы кессонов

Кессонное перекрытие выполняется с применением специальных пластмассовых форм, называемых кессонообразователями. Их размеры 740х800 мм, высота 200-400 мм и имеют наклон боковых граней до 18°.

Раскладываются на малом расстояние друг от друга (по осям 800х800 мм), т.к. необходимо образование специальной полости для бетонирования монолитных ребёр. Конечная работа выйдет 200-400 мм по толщине, а сплошная часть конструкции не должна превышать 50-60 мм.

Поверх опалубки конструкции из кессонов накладывается армирующая сетка.

Основной момент, на который стоит обратить внимание – армирование утолщенных участков монолитного перекрытия.

Необходимо будет использовать напряженную арматуру большего сечения, нежели для стандартной горизонтальной сетки.

Для качественной работы необходимо использовать специальную опалубку, которая состоит из металлических обрешеток и вертикальных строек, в этом случае кессонная конструкция будет полностью готова к монтированию.

При монтаже стоит учесть размеры кессонообразователей, ведь они укладываются всегда поверх обрешетке. Выполнить монтаж довольно легко, ведь бетон к пластику не прилипает и проблем с застыванием конструкции из бетона обычного не вызывает. Легко можно удалить ненужные застывания с помощью подручных средств.

Допустимый уровень нагрузки

При расчете допустимой нагрузки для безбалочного монолитного перекрытия кессоного типа используют метод предельного равновесия.

Опытным путем были выявлены самые опасные виды нагрузок для данных конструкций:

• Полосовая нагрузка – результатом будут трещины в нижней части перекрытия. Такие проблемы возникают всегда при воздействии 3 линейных пластических шарнира задача которого соединять звенья на участках излома. Рядом с опорой шарнир происходит на заданном расстояние от оси колонн, данные характеристики имеют прямую связь с размером и конфигурацией капителей и трещины могут появится сверху. Если присутствует опирание на стену, то тогда трещины могут быть по наружному краю.
• Сплошное загружение – линейные пластические шарниры установлены перпендикулярны и параллельны рядам колонн и образуются в центральных панелях с трещинами снизу. При такой нагрузке шарниры делят панель на 4 звена, выполняя крутящийся движения вокруг опорных пластических шарниров с осями в зоне капителей, расположенными под строгим углом в 45° относительно рядов колонн. Трещины раскрываются как правило всегда в средних панелях прямо над шарнирами сверху, а вдоль параллели линий колонн, трещины образуются по всей толщине перекрытия. При использовании полукапителей с окаймляющими балками трещинообразование может иметь прямую связь, как и при опирание конструкции на стену и т.д.

Как провести расчёт затрат и производительность?

С помощью рамной конструкции и применения кессонных перекрытий происходит общее уменьшение конечного масштаба здания, что существенно снижает конечную стоимость.

Лучше всего использовать подобные конструкции из кессонных перекрытий на промышленных, административных или гражданских объектах. С минимальным бюджетом вы сможете перекрывать пролёты длиной до 6 метров.

Техническая характеристика по несущей способности внутри рамной системы будет выдерживать до полутоны кг на м2.

При грамотном расходе бетона легко уменьшается значимая часть финансовых затрат. С учётом того, что при использовании бетона задействуется низкая трудоёмкость и присутствует возможность быстрого выполнения сооружения, то можно дополнительно сэкономить на растратах.

Важно: при проектировании кессонообразователей обязательно учтите, что в местах расположения колонн и капителей перекрытие должно быть сплошным, иначе установка будет невозможной.

Основные затраты на необходимые материалы и приспособления для возведения монолитного перекрытия:

• Опалубка из металлических обрешёток и опорных стоек. Как правило берётся в аренду, а не покупается.
• Бетон – в большинстве случаев необходим «миксер» с бетононасосом, с помощью которого в автоматическом режиме осуществляется подача смеси на перекрытие.
• Арматура для армирования.

В процессе обязательно всплывают непредвиденные расходы, которые тяжело предусмотреть. Закладывайте заранее подушку безопасности в 10-15% от предстоящих основных расходов на случай дополнительных трат.

Если вам необходимо заказать плиты перекрытия, то следует обратиться в IS GROUP. Мы готовы предоставить различные конструкции, в любой регион страны. У нас вы сможете найти различные дорожные плиты, аэродромные плиты блоки ФБС, СВАИ, плиты перекрытия и многие другие плиты ЖБИ. Доставка осуществляется железнодорожным транспортом. Если в вашем городе нет компании, которая может обеспечить вас строительными материалами, то обязательно обратитесь к нам.