Кессонные плиты перекрытия
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Кессонные плиты перекрытия

Виды кессонных перекрытий и особенности сооружения

Кессон в строительстве представляет собой элемент членения потолков или внутренних поверхностей с формированием углублений, которые получаются между перекрестными балками. Применение монолитной конструкции с ребристой формой уменьшает использование бетона на сооружение перекрытия и нагрузку на вертикальные несущие стены, что сокращает расходы на возведение здания. Кессонные перекрытия состоят из монолитных или сборных плит.

Разновидности перекрытия кессонного типа

Кессонное перекрытие — ребристая конструкция с армированными ребрами, перпендикулярно расположенными между собой. Поперечное сечение ребер определяют на основании технологических особенностей возведения перекрытий. Высота ребра определяется по двум участкам. Первый определяется в середине самого нагруженного ребра. Второй участок — место, где ребра примыкают к вертикальной опоре. На этом участке высота сплошного монолитного участка устанавливается поперечной силой.

По технологии изготовления кессонное перекрытие подразделяется на:

  • Сборно монолитные кессонные перекрытия, основу которого составляют сборные пустотелые блоки разного размера. Их монтаж осуществляется в виде закрытой геометрической фигуры. Остаются в теле бетона (служат несъемной опалубкой). В месте сопряжения с колоннами конструктив представлен в виде сплошной плиты. Над блоками проводится усиление конструкции арматурными сетками, а в надопорных зонах бетонные блоки покрываются арматурными стержнями.
  • Монолитные кессонные перекрытия из железобетона. Для них характерно оптимальное распределение смеси из бетона. Ребристая структура формируется из-за отсутствия лишней бетонной смеси, что существенно делает конструктив легче. Однопролетные железобетонные плиты при наличии сплошного сечения наиболее выгодны при длине пролета до 4,5 метров. В результате происходит экономия материалов, а количество перекрываемых пролетов увеличивается. Опалубка состоит из таких элементов, как металлическая обрешетка, телескопические стойки, пластиковые кессоннообразователи и инвентарные формы.

Пластиковые формы закрепляются с высокой точностью, структуру каналов под ребра формируют инвентарные кассеты пустотообразователей. Над формами располагают арматурные сетки, затем вся поверхность заливается смесью бетона.

Результат — образование кессонной монолитной конструкции из железобетона.

Особенности сооружения монолитных кессонных перекрытий

Конструкция состоит из монолитных каркасов, формируемых при помощи опалубки. Работа ведется строго по рабочим чертежам и согласно строительным правилам и нормам. Особое внимание уделяют установке опалубке и арматурной работе.

  • Система опалубков SKYDOME (полностью самонесущая). Предназначена для многократного использования. Для нее характерен простой демонтаж, минимальное количество пиломатериалов, а также объемных инвентарных элементов. Единственный минус — высокая стоимость.
  • Опалубки комбинированного типа. Инвентарные элементы размещаются на фанеру или сплошной дощатый настил. По сравнению с первым вариантом разборка занимает больше времени.
  • Фанерная опалубка. Процесс изготовления вкладышей и настила происходит непосредственно на строительной площадке. Такой тип больше подходит для дома с небольшой площадью.

Армирование выполняется за счет объемных каркасов, сеток и отдельных стержней. Продольное армирование подразумевает применение периодической арматуры, поперечное — гладкой. Расположение арматуры в зоне 2 взаимно перпендикулярных плоскостях дает возможность проводить работы по монтажу каркасов в две очереди.

Достоинства

  • Нет необходимости усиливать фундамент и устанавливать дополнительные колонны, что значительно уменьшает сроки возведения.
  • Сокращается общая толщина конструктива, что снижает нагрузку на конструкцию.
  • Экономия на расходуемом материале.
  • Увеличение свободного пространства и длины пролетов.
  • Увеличивается несущая способность.

Области применения

Конструкция используется в зданиях с большой проходимостью потока людей, а также при перекрытиях в нагруженных инженерных сооружениях. Также кессонный способ актуален при переоборудовании больших объемных зданий в многофункциональные центры.

Несмотря на все свои достоинства кессонное перекрытие более популярно в европейских странах, чем в России и в частности в Москве.

Кессонное перекрытие

Кессон, в переводе с французского языка (caisson), означает ящик. Первоначально такие конструкции использовались для сооружения фундаментов мостовых опор в руслах водоёмов. Железобетонная или металлическая конструкция, снабжённая по всему периметру низа стальными ножами, устанавливается на насыпной островок. При разработке грунта под ножом кессон под действием собственного веса осаживается, при необходимости выполняется дополнительный пригруз. Кессонная полость полностью герметична, только в потолке имеются отверстие для пропуска шахтных труб, через которые закачивается сжатый воздух, и шлюзовой люк, через который доставляются рабочий персонал и происходит подъём разработанного грунта. Создаваемое в кессоне избыточное давление не даёт проникнуть в него воде, но чрезвычайно вредно для здоровья работающих людей. Существует даже такое понятие как кессонная болезнь. Поэтому в нашей стране такой метод практически не применяется уже около 50-ти лет.

В строительстве кессон — элемент членения потолков или внутренних поверхностей сводов с образованием ящикообразных углублений, получившихся между перекрёстными балками. Из-за похожей на вафли поверхности их часто называют вафельными.

Зданий без устройства перекрытий не бывает, кессонное перекрытие это вид ребристого железобетонного конструктива, в котором в нижней зоне сечения только армированные рёбра с концентрацией растянутой арматуры, а бетона нет. Рёбра располагаются в 2-х направления перпендикулярно друг другу (реже под углом) с шагом ≤ 150-ти см. Сверху рёбер укладывается плита.

Кессонные плиты перекрытия могут быть монолитными или сборными. Все балки, главные и вспомогательные, одинаковой высоты. На потолках образуются углубления квадратной, прямоугольной или ромбовидной формы, похожие на своеобразные ящики, то есть кессоны. Такая потолочная конструкция обуславливается, в основном, соображениями архитектурного замысла. Уже в древних египетских мозаиках, древнегреческих и римских фресках встречаются деревянные балки, расположенные продольно и поперечно, образуя ящики, перекрытые поверху сплошным настилом. Пространство между балками украшалось живописью или орнаментами в виде небольших скульптур. Подобные изображения присутствуют и на древних римских и греческих фресках.

Разновидности перекрытия кессонного типа

В зависимости от технологии изготовления различают:

  1. Сборно-монолитные кессонные перекрытия, состоящие из сборных пустотелых блоков размерами 20 × 20 × 60 или 30 × 30 × 80 см, расположенных в растянутых сечениях, и монолитной плиты в сжатых зонах. Блоки монтируются в виде закрытой со всех сторон геометрической фигуры и служат несъёмной опалубкой (остаются в теле бетона). Над блоками толщина монолитного бетона составляет от 5-ти до 6-ти см. В местах сопряжения с колоннами (надопорных местах) конструктив представляет собой сплошную монолитную плиту, так как в этих местах действуют растягивающие силы. Поверх блоков выполняется армирование арматурными сетками, а в надопорных зонах на блоки напускаются арматурные стержни.
  2. Монолитные кессонные железобетонные перекрытия, отличающиеся оптимальным распределением бетонной смеси. Между рёбрами нет лишнего бетона, что значительно облегчает конструктив, создавая ребристую структуру. Смесь не укладывается в растянутых зонах сечения, в которых бетонируются только ребра с арматурой, работающей на растяжение. Результат — значительная экономия материалов и возможность увеличения перекрываемых пролётов. Опалубка для кессонных перекрытий состоит из следующих комплектующих элементов:
    • телескопические стойки;
    • металлическая обрешётка;
    • пластиковые кессонообразователи, инвентарные формы с незначительной адгезией к бетону и возможностью лёгкого удаления после твердения бетона допускающего демонтаж опалубки. Небольшой вес позволяет выполнять работы по их раскладке и снятию вручную без использования грузоподъёмных механизмов.

Пластиковые формы фиксируются на прогонах обрешётки с большой точностью, структуру каналов под ребра образуют инвентарные кассеты пустотообразователей. Поверх форм размещаются арматурные сетки, после чего вся поверхность заливается бетонной смесью с доставкой автомиксерами и уплотнением. Результат — монолитная железобетонная конструкция кессонного типа высотой по высоте пластиковых форм (от 25-ти до 45-ти см). На участках опирания на колонны бетонируется сплошная железобетонная монолитная плита.

Некоторые особенности сооружения монолитных кессонных перекрытий

Работы выполняются по рабочим чертежам в соответствии с ППР и строительными нормами и правилами. Особое внимание уделяется выполнению арматурных работ и установке опалубки строго по проекту с надёжной фиксацией в предусмотренном проектом положении. Применяется опалубка следующих основных типов:

  1. Опалубочная система SKYDOME, являющаяся полностью самонесущей. Может использоваться многократно. Все опалубочные элементы изготавливаются в заводских условиях с комплексной поставкой на строительную площадку. Характеризуется минимальным количеством пиломатериалов для устройства настилов и объёмных инвентарных элементов (вкладыши), самым простым демонтажем. Из недостатков можно выделить только высокую стоимость.
  2. Комбинированные типы опалубки, в которых вкладыши укладываются на сплошной дощатый настил или фанеру. В этом случае по сравнению с 1-ым типом значительно уменьшается количество необходимых балок и стоек, но разборка более трудоёмка.
  3. Фанерная опалубка. Настил и вкладыши изготавливаются из ламинированной фанеры непосредственно на стройплощадке. Основной недостаток — продолжительность подготовительных работ перед началом установки опалубки. Такой тип оптимален для индивидуального строительства домов небольших площадей.

Разновидность — опалубка с картонными вкладышами, изготовленными на заводах. Плотные картонные элементы, обвёрнутые полиэтиленом, служащие объёмными опалубочными элементами, укладываются на месте строительства. Конструкция повторно использоваться не может и после демонтажа утилизируется.

Монтаж опалубок 1-го вида состоит из таких операций:

  • расстановка телескопических стоек в местах окончания и стыков прогонных балок. Фиксация установленных стоек в вертикальном положении при помощи входящих в комплект треног;
  • укладка прогонов в оголовки стоек при помощи вилочных захватов. Конструкцией оголовков предусмотрена стыковка прогонов по длине;
  • установка инвентарных опалубочных балок по верху несущих прогонов;
  • монтаж объёмных элементов
  • разметка бортов опалубки
  • монтаж бортовых упоров, стоек ограждения и бортовой опалубки.
Читать еще:  Технология изготовления арболитовых блоков

Аналогично выполняются работы и для остальных типов опалубок, но инвентарные балочные конструкции устраиваются на фанерных или дощатых настилах.

Армирование выполняется объёмными каркасами, сетками и отдельными стержнями. Для продольного армирования используется периодическая, для поперечного — гладкая арматура. Обеспечение защитного бетонного слоя выполняется специальными фиксаторами. Расположение арматуры в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет выполнять монтаж каркасов в 2-е очереди. Первые каркасы устанавливаются без верхней арматуры, но с установкой хомутов, что не препятствует монтажу каркасов 2-ой очереди с нижними и верхними продольными стержнями и расположенными по длине каркасов хомутами. Бетонирование выполняется смесями с заполнителями мелких фракций. Класс тяжёлого бетона ≥ В15, на пористых заполнителях допустим В12,5. Уплотнение выполняется игольчатыми вибраторами диаметрами ≤ 45-ти мм.

Достоинства кессонных перекрытий

  1. Сокращение сроков возведения, обусловленное отсутствием необходимости усиления фундаментов и установки дополнительных колонн.
  2. Уменьшение общей толщины конструктива, соответственно его веса и нагрузок на сооружение.
  3. Уменьшенный расход материалов.
  4. Возможность свободной планировки помещений с существенной экономией свободного пространства и увеличением длины пролётов.
  5. Увеличенная несущая способность.
  6. Выразительность архитектурных решений.

Из имеющихся недостатков можно отметить трудоёмкость возведения и нецелесообразность применения в зданиях с малыми пролётами.

Области применения кессонных перекрытий

Конструкции прекрасно зарекомендовали себя при устройстве перекрытий в сильно нагруженных инженерных сооружениях и в зданиях с большой циркуляцией людского потока (спортивных и торговых комплексах, театрах и кинотеатрах, учебных и просветительных учреждениях и т.д.). В крупных российских городах для улучшения экологии производственные мощности выносятся за пределы городской черты. Снос больших объёмных зданий не всегда целесообразен в экономическом отношении, поэтому они часто переоборудуются в различные многофункциональные центры. В производственных корпусах для функционирования мостовых кранов высота помещений составляет ≥ 10-ти м. Для обеспечения функциональности переоборудования такое высокое пространство разбивается на этажи устройством дополнительных перекрытий. Оптимальны для этого кессонные конструкции.

Следует констатировать, что при очевидных достоинствах кессонных конструктивов в сравнении с традиционными плоскими конструкциями, применение их в России пока не получило широкого применения, в отличие от многих европейских государств (Испания, Германия, Великобритания, Италия и другие).

Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 23.11.2016 2016-11-23

Статья просмотрена: 5209 раз

Библиографическое описание:

Кибкало, А. В. Кессонные перекрытия как эффективный тип ребристых плит / А. В. Кибкало, М. Д. Волков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 25 (129). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/129/35707/ (дата обращения: 25.06.2020).

В статье рассмотрены кессонные перекрытия, технология их возведения и принцип работы. Проведен анализ монолитного и сборно-монолитного способов устройства кессонного перекрытия. Сделано сравнение кессонных перекрытий, сооруженных этими способами со сплошной монолитной плитной. Возведение кессонных перекрытий имеет ряд серьезных достоинств с экономической и технологической точек зрения.

Ключевые слова: кессонные перекрытия, ребристые плиты, гражданское строительство, промышленное строительство, конструкции перекрытий, безбалочные перекрытия

Поиск оптимальных типов конструкции является одной из мотиваций развития науки в строительстве, которые бы экономили время и деньги, а так же не уступали по прочностным характеристикам своим аналогам.

Одной из самых важных проблем строительной отрасли является уменьшение расходных материалов и массы возводимых частей здания, это возможно за счет:

– применения новых эффективных конструкций;

– использования преднапряженных элементов здания;

– интенсивного внедрения легких бетонов [1].

В нашей стране в строительстве гражданских и промышленных зданий только начинается внедрение монолитных конструкций эффективных конструктивных форм, внедрение которых, бесспорно, снизит себестоимость при возведении и реконструкции строительных объектов. Это напрямую зависит от мало проработанности методик проектирования подобных конструкций в отечественной отрасли строительства.

Во многих европейских странах в промышленном строительстве, для снижения массы перекрытий возводимых из тяжелого монолитного бетона применяют перекрытия эффективных форм.

Однопролетные плиты из железобетона, имеющие сплошное сечение наиболее экономичны при длине пролета до 4,5 м. Пролет возможно увеличить за счет опирания плиты по контуру. В таком случае появляется возможность перекрывать большие площади. Для уменьшения затрат бетона при возведении перекрытий, а следовательно и сокращение нагрузок на несущие конструкции и фундаменты, целесообразно использовать монолитные ребристые перекрытия [2].

Кессонное перекрытие (рис. 1) является разновидностью ребристого перекрытия, его иначе называют часторебристым, частобалочным или вафельным железобетонным перекрытием.

Рис. 1. Кессонное перекрытие

Кессонное перекрытие представляет собой ребристую конструкцию с взаимно перпендикулярно расположенными армированными ребрами в нижней зоне. Применение монолитного ребристого перекрытия, по сравнению с весом плоских плит или монолитным перекрытием по профилированному листу, приводит к уменьшению расхода бетона на возведение перекрытия и нагрузок на вертикальные несущие стены, фундаменты здания. Следовательно происходит сокращение затрат на его возведение. Происходит уменьшение собственного веса перекрытия — от 40 % до 60 %, в то же время жесткость конструкции самой плиты перекрытия повышается, что позволяет устраивать большие пролеты без устройства промежуточных опор. Полученная толщина такого перекрытия значительно меньше плоского.

Кессонное перекрытие состоит из плит, опертых по контуру на систему взаимно перпендикулярных балок. Плиты жестко сопрягаются с балками, и шарнирно при опирании на стены. Оптимальное соотношение сторон для помещений с кессонными перекрытиями находится в пределах 1…1,5. Балки могут располагаться как перпендикулярно, так и под углом 45° (более редкий вариант) к сторонам перекрываемого помещения. Нормированная высота балок в обоих направлений должна быть одинаковой и составлять не менее 1/20 пролета. Толщина плит кессонного перекрытия составляет 6…7 см, толщина ребер меняется от 10 до 20 см [3,4].

Для устройства кессонного монолитного перекрытия используется модульная система опалубок, состоящих из телескопических стоек, обрешетки, располагаемой с учетом размеров кессоннообразователей. Самый распространенный вид кессонных опалубок — самонесущая опалубочная система типа «Skydome» (рис. 2). Все элементы опалубки заводского изготовления, система не нуждается в арматуре или специальных защитных приспособлениях. Кессоннообразователи раскладывают по обрешетке, они имеют не высокую адгезию по отношению к бетону и легко удаляются после набора бетоном необходимой прочности [4].

Рис. 2. Кессонная опалубка типа «Skydome»

Сопоставление технико-экономических показателей монолитного кессонного перекрытия и сплошной монолитной плиты при одинаковых нагрузках и граничных условиях показывает, что в результате снижения массы первого удается увеличить толщину перекрытия на 40 % с одновременной экономией 15 % бетона за счет удаления его из нижней растянутой зоны [5].

Технико-экономические показатели устройства перекрытий при пролете 12 м, и кратковременной нормативной нагрузке 6 кН/м 2

Характеристика

Толщина, см

Расход бетона, м 3

Расход рабочей арматуры, кг/м 2

Кессонные плиты перекрытия

Особенности расчета кессонных перекрытий

Лоскутов И.С. Глотов Д.А.

В современном мире экономическая эффективность играет одну из важных ролей, в том числе и строительных конструкциях. Одной из важных проблем строительной отрасли является снижение массы возводимых зданий и уменьшение расходных материалов. Как известно, снижение массы зданий может быть достигнуто за счет применения новых эффективных конструктивных форм, использования предварительно напряженных конструкций, увеличения применения легких бетонов на пористых заполнителях и т.д.

Для снижения массы перекрытий, возводимых из тяжелого монолитного бетона, в зарубежных странах широко применяют перекрытия эффективных конструктивных форм. Например, во многих европейских странах возводят монолитные кессонные перекрытия (рис. 1), перекрытия с оставляемыми в толще конструкции элементами в виде пустотелых бетонных блоков, пластмассовых шаров (рис. 2) и т.п. Эти элементы играют роль съемной или несъемной опалубки, формируя пространство для получения кессонной структуры из монолитного бетона, заполняют часть конструкции перекрытия, одновременно образуя пустоты и уменьшая массу перекрытий. Данные конструктивные решения призваны снизить массу перекрытий и тем самым снизить массу здания в целом.

Рисунок1. Опалубка skydome

Рисунок 2. Опалубка cobiax

В современном отечественном производстве крайне редко встречаются монолитные конструкции эффективных конструктивных форм, внедрение которых, несомненно, снизило бы себестоимость вновь возводимых и реконструируемых строительных объектов.

Одной из причин такого положения дел связано с не достаточно развитой теорией расчета и конструирования подобных конструкций в отечественной строительной индустрии.

Задача этой статьи развеять миф о сложности расчета и конструирования кессонных перекрытий. Далее по тексту речь пойдет именно о них.

Расчеты любых конструкций начинают со сбора нагрузок. В соответствии с СНиП 2.01.07-85* и СТО 36554501-015-2008 «Нагрузки и воздействия» перекрытия рассчитываются на действия расчетных постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, особых нагрузок, а также их расчетных сочетаний.

Пространственная конструктивная схема перекрытия является статически неопределимой. Расчет можно производить по формулам, выведенным аналитически, а так же можно воспользоваться расчетными комплексами, использующими метод конечных элементов.

В данной статье для расчетов перекрытия используется вычислительный комплекс SCAD версии 11.3.

В конструкции монолитного перекрытия кессонного типа бетон удален из растянутой зоны сечения, в которой сохранены лишь ребра, в которых расположена растянутая арматура. Следовательно, конструкцию кессонного перекрытия условно можно разделить на полку и ребра. Ребра является системой взаимно перпендикулярных балок связанных между собой. В свою очередь все элементы перекрытия монолитно связаны друг с другом и представляют собой единый диск покрытия/перекрытия.

Читать еще:  Как правильно класть блоки на клей

Рассмотрим расчет кессонной плиты на примере свободно опертой плиты по 4-м сторонам [2].

Размеры плиты в плане 9х11,55м. Общая толщина плиты 460мм, в том числе толщина полки 60мм (рис 3).

Расчетные длины ребер:

Расчетные пролеты плит:

Нагрузка на 1 м .кв. плиты без учета веса ребра g н =236кг

Временная нагрузка принята p н =300 кг/м.кв.

q = g н х1,1+ p н х1,4=680кг/м.кв.

Нагрузка на 1 кв.м. плиты с учетом веса ребер:

Рис. 3. Расчетная схема.

Расчет по формулам из [2] приводить не будем, воспользуемся уже готовыми ответами. Стоит только отметить, что методика в [2] основана на результатах экспериментов и следовательно значения усилий полученные таким способом могут быть приняты за эталон. На рисунке 4 представлено поперечное сечение плиты с ребром.

Рис. 4. Фрагмент фактического сечения кессонной плиты

Моделирование кессонного перекрытия в вычислительных комплексах можно выполнить различными способами. Рассмотрим несколько основных способов, которыми пользуются современные расчетчики.

Первый способ описан в [3].

Моделирование плиты заключается в том, что полка задается оболочечными элементами, а ребра стержневым элементом, отнесенным от полки абсолютно жестким телом (или жесткой вставкой) на величину равную:

Где hp – высота ребра без учета толщины полки, h п – толщина полки.

Рис. 5. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями с использованием абсолютно жестких вставок.

Рис. 5.1. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями с использованием абсолютно жестких вставок.

Второй способ так же описан в [3].

Моделирование плиты заключается в том, что полка задается оболочечными элементами, а ребра стержневым элементом в виде тавра. При этом центр тяжести тавра, совпадает со срединной линией полки рис. 6. свесы полок принимаются равными b пл =3хhп.

Рис. 6. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями в виде тавра.

Рис. 6.1. Моделирование перекрытия оболочечными элементами и стержнями в виде тавра.

Третий способ моделирования.

Кессонное перекрытие моделировать пластинами определенной жесткости, для учета взаимовлиянии, перераспределения напряжений, элементов монолитной конструкции. Т.к. при моделировании пластинами создание схемы в SCAD, ведется от нейтральной линии возникает необходимость учесть эксцентриситет стыков перпендикулярных элементов в узлах, так же условия совместимости деформаций пластин будут выполнены в случае присоединения пластин в узлах, что и предлагается сделать при помощью абсолютно жестких тел которые изображены на рисунке 7 в виде желтых вертикальных вставок. Элементам кессонных конструкции назначены типы конечных элементов:

полки – прямоугольный КЭ плиты 11 (со степеням свободы Z, Ux, Uy);

ребро – прямоугольный КЭ оболочки 41 (со степеням свободы X, Y ,Z, Ux, Uy, Uz).

Рис. 7. моделирование плиты при помощи пластинчатых и оболочечных элементов с использованием абсолютно жестких тел.

Четвертый способ моделирования.

Кессонное перекрытие моделировать пластинами определенной жесткости, для учета взаимовлиянии, перераспределения напряжений, элементов монолитной конструкции. В данной схеме в отличии от предыдущей абсолютно жесткие тела не используются (рис. 8). Элементам кессонных конструкции назначены типы конечных элементов:

полки – прямоугольный КЭ плиты 11 (со степеням свободы Z, Ux, Uy);

ребро – прямоугольный КЭ оболочки 41 (со степеням свободы X, Y ,Z, Ux, Uy, Uz).

Рис. 8. моделирование плиты при помощи пластинчатых и оболочечных элементов.

Усилия в перекрытии, смоделированного оболочечными элементами вычисляем по формулам сопротивления материалов.

Момент рассчитывается по формуле:

y – расстояние от нейтральной оси до наружной грани растянутой зоны;

J – момент инерции сечения (какого сечения , относительно какой оси?);

σx – нормальные напряжения, вычисленные в SCAD для упругого материала.

Поперечная сила рассчитывается по формуле:

Txy – касательные напряжения (вычисленные в SCAD).;

F – площадь сечения элемента балки.

Не будем заострять внимание на процесс расчета по всем 3-м способам. Полученные данные расчетов сводим в таблицу 1 для удобства дальнейшего анализа.

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.

Что такое плиты перекрытия? Описание, особенности, применение и виды плит перекрытия

Рухнули плиты перекрытия. Такой новостной заголовок появляется ежегодно. В 2017-ом, к примеру, обрушились перекрытия одного из предприятий Нижнего Тагила. Происшествие датировано 31-ым мая.

Рухнули перекрытия бункерской эстакады. Пострадали трое работников завода. Таковы данные надзорного ведомства Свердловской области. Причины происшествия выясняются.

Пока суд да дело, разберемся в многообразии плит перекрытия и правилах их монтажа. Наверняка, происшествие в Тагиле объясняется либо качеством блоков, либо нюансами их установки. Предстоит еще ни одна стройка. Избежим аварийных ситуаций.

Описание и характеристики плит перекрытия

Плиты перекрытия – это конструктивная единица строений. Располагается она всегда горизонтально, воспринимая такие же нагрузки и частично перенося их на вертикальные элементы здания.

Купить плиты перекрытия не составляет труда. Товар типовой, предназначен для быстрой сборки зданий. Их постояльцы ценят плиты перекрытия за надежность и одновременно неприхотливость.

Читать еще:  Как правильно делать обрешетку под сайдинг

Блоки дюжат без ухода за ним, игнорируя возгорания, задерживая воду, пары и газы. К тому же, перекрытия сохраняют в помещениях тепло и изолируют от шума.

Материал перекрывающих плит – железобетон. Он относится к композитным, то есть неоднородным, полученным человеком, а не созданным природой. Однако, составные плит натуральны. Матрицей служит цементно-песочный состав, а попросту бетон. Наносится он на арматуру, усиливающую блоки, принимающую на себя часть нагрузок.

ГОСТ плиты перекрытия обязывает быть из бетона марки F-200 и выше. Они ориентированы на суровый климат. Номенклатура начинается с F-50 и идет через 50 единиц, заканчиваясь маркой F-500.

Нормы предъявлены и противостоянию сжатию. Оно у плит перекрытия (ПК) от 22,5. При этом, плотность бетона равна 2 000-2 500 кило на куб, а прочность – 262 килограмма на квадратный сантиметр.

Стандартная толщина плиты перекрытия – 0,22-0,31 метра. Ширина блоков от 1 до 1,8 метров. В длину плиты бывают и 2,1 и 9,2 метра. Однако, основная классификация блоков касается их строения и способов монтажа.

Виды плит перекрытия

Перекрытия делятся на полнотелые и пустотелые. В последних есть полости. Как правило, это круговые, сквозные тоннели, идущие вдоль плит. Перекрытия пустотелые армируют по ребрам.

Полости облегчают конструкцию и делают ее теплоемкой. Звуки пустотелые железобетонные плиты перекрытия тоже задерживают по максимуму. К тому же, в отверстия блоков можно завести коммуникации.

В маркировке отмечаются многопустотные и монолитные плиты. С увеличением завоздушенного пространства растут и теплоемкость со звукоизоляцией. Однако, надежность перекрытий падает.

Полнотелые плиты бывают безбалочными, ребристыми и кессонными. Последние сложены из перпендикулярно расположенных балок, соединенных единым верхним слоем. Напоминает вафлю.

Кладется она на несущие колонны по углам помещения. Роль несущих балок выполняют ребра кессонов. Расстояние меж ними – не более 1,5 метров. Так нагрузка верно перераспределяется на балки.

Строение кессонных перекрытий экономит 50% и 60% арматуры. Соответственно, снижается нагрузка на стены. К тому же балки кессонных блоков можно варьировать по ширине и форме, получая, к примеру, куполообразные потолки.

Ребристые плиты перекрытия напоминают приземистую букву «П». По бокам блоков – ребра, а в центре – выемка. Изделия армированные. Плиты перекрытия за счет металлической сетки сохраняют прочность, теряя в весе. Строение ребристых блоков переводит нагрузки из области растяжения в область сжатия.

Монтаж плит перекрытия ребристого типа осуществляется лишь в заводских объектах, цехах. В жилых зданиях форма блоков ограничивает возможности обшивки потолка. Для промышленных же объектов ребристые плиты – бюджетный и надежный вариант, отвечающий индустриальному имиджу строений.

Безбалочное полнотелое перекрытие – плита монолитная. Ширина везде одинаковая. Нет речи об экономии бетона. Следовательно, растет ценник. Приобретают безбалочные блоки для зданий с повышенными нагрузками, сложной геометрией.

Как правило, перекрытия заливаются на месте. Сначала, монтируется опалубка. В нее вставляют арматуру, натягивают и заливают цементным раствором. Толщину плит высчитывают индивидуально. Но, есть общее правило: ширина накопительного блока должна относиться к величине пролета не менее как 1 к 36-ти.

Справедливости ради, вспомним о существовании канализационных ПК. Такие закрывают шахты с трубами. Сохранять в них тепло или изолировать от звука не надо. Канализационные перекрытия всегда полнотелые. От стандартных изделия отличаются размерами и формой. Плиты круглые, с центральным отверстием под люк.

На фото плиты перекрытия для канализаций

Производство плит перекрытия

Производство плит перекрытия стартовало в 20-ом веке, но сам железобетон придумал за полстолетия до этого Жозеф Монье. Француз был садовником.

Будни Монье омрачали пальмы, разламывающие мощными корнями все горшки и кадки. Тогда Жозеф сделал вазоны-опалубки и залил их цементом. Фокус не прошел. Пришлось добавить металлическую сетку. Тогда пальмы «сдались».

Производство современных перекрытий ведется в 6 этапов. Первый – расчет плиты. Перекрытия проектируют. Впрочем, в условиях завода уже есть утвержденные расчеты.

В соответствии с ними готовят каркас для заливки цементной смеси. Каркасом служит арматура. Предварительно она нагревается и растягивается, крепясь к бортоснастке.

После закрепления арматуры приступают к прокату конвейерной линии. Она заливает каркас цементной смесью. Застывает она при повышенной температуре. Это способствует набору прочности. Достигнув ее, снимают крепления арматурной растяжки. Постепенно, стержни сожмутся по длине.


Монтаж плит перекрытия

По ширине здания плиты укладываются без зазоров. Порой, требуются доборные блоки. У таких плит перекрытия размеры меньше основных. Узкие варианты закрывают, к примеру, санузлы типовых домов.

Оптимальным опиранием железобетонных плит на стены считается 120 миллиметров. Имеется в виду заход блоков на основную кладку. Если плиты длиной до 4-ех метров, достаточно и 7-ми сантиметров.

Для ПК свыше 4-ех метров, минимум составляет 9 сантиметров. Соответственно, на стадии проекта дома стены уводят друг от друга на удобное расстояние. Иначе, придется комбинировать плиты, или заказывать негабаритные перекрытия.

Точки опирания перекрытий зависят от их вида. Для одних плит нужны дополнительные подпорки. Для других блоков достаточно опоры по 2-ум сторонам. Порой, плиты ложатся сразу на 4 стены.

Рассчитывая опирание плит, учитывают прохождение каналов вентиляции. Их блоки не должны перекрывать, зажимать. Поэтому, идеальной шириной несущих конструкций внутреннего типа считаются 38 сантиметров. Отнимем 24 на заходы плит с обеих сторон, получим стандарт для канала вентиляции. Обычно, он составляет 14 сантиметров.

Строение несущих стен тютелька в тютельку обязывает укладывать ПК максимально точно. Смещения неминуемо ведут к перекрыванию вентиляции. Поэтому, многие застройщики проектируют стены шириной в 40 сантиметров, давая строителям право на небольшие погрешности.

Отзывы о плитах перекрытия

Отзывы о железобетонных перекрытиях оставляют не столько строители и жители многоэтажек, сколько владельцы коттеджей. В них ПК принято класть поверх подвалов и мансардных этажей. Перекрытия первых этажей, как правило, делают деревянными.

Это сокращает смету. На форуме « Плиты перекрытия за и против» некая Lipo пишет: — «В нашем доме цоколь жилой, перекрыт ЖБП пустотками. Звукоизоляция у них на 5. На первом и втором этажах дерево. Сделано добротно, но топот деток, когда те сверху бесятся, слышно».

По вопросу использования ПК для верхних перекрытий на том же форуме высказался Анатолий: — «В пустотах ветер гуляет и они промерзают. К тому же, я бы не стал тащить 3-тонные плиты на верхние этажи. Затратно и трудоемко.

На фундамент какая нагрузка. Так я ленточный в 50 см углублением и 40 шириной залил, а так цельный что ль кидать? В общем, оставлю железобетонные плиты для высотного строительства».

У Анатолия нашлись аппоненты. Кто-то заметил, что ветряной кружак получается из-за сырости внутри помещения, к примеру гаража. Перемещение воздушных масс в плитах ни при чем.

Другие напомнили, что воздух с его почти нулевой теплопроводностью – лучший утеплитель. Вряд ли пустотные плиты должны промерзать. Из объективного отметили застои воды в полостях перекрытий.

На строительные площадки их часто привозят в холода, тогда же монтируют. В пустоты блоков попадает снег. Внутри здания ребра плит закрыты стенами. За лето бетон прогревается, снег тает и просачивается на потолки жильцов новостроек.

В одной из них поселилась София. На «Отзовике» девушка пишет: — «Вбухали в ремонт 500 000. На потолках многоуровневые конструкции из гипсокартона. Жалеем, что не выбрали натяжные пленки. Дом сдан в декабре. Летом через перекрытия потекла вода. Акция была кратковременная, но весть наш гипсокартон к чертям».

Несмотря на казусы с водой в полостях блоков, обсуждая то, какие плиты перекрытия лучше, большинство голосует за пустотные и типовые. Однако, стандартные блоки редко подходят под эксклюзивные проекты домов. Что же касается пустот, они хороши в морозных, но сейсмически спокойных регионах.

В местностях с тектоническими подвижками приходится находить баланс между теплоемкостью ПК и их сопротивлением тряске. Как правило, в сейсмически активных регионах предпочтение отдают монолитным перекрытиям, заливаемым на месте, то есть, сцепляемым со стенами.

Цена плит перекрытия

Стоимость плит перекрытия обозначается за штуку. Ценник зависит от типа блока и его габаритов. Так же, стоимость разнится на новые плиты и бывшие в употреблении. Средний срок службы железобетонных перекрытий – 40 циклов разморозки-заморозки.

По факту, перекрытия дюжат и 50-70 лет. Стоит б/у-продукция примерно в 3 раза дешевле новой. Впрочем, осматривать блоки на наличие микротрещин и сколов нужно, хоть свежеотлитые, хоть видавшие виды. Заводской брак никто не отменял.

На новые плиты перекрытия цены начинаются от 6 000, заканчиваясь 30 000. Максимум установлен на серийный крупногабарит длиной более 9-ти метров. Если говорить о перекрытиях канализаций, отдать придется 3 000-5 000 рублей. Разброс цен небольшой, поскольку отличаются плиты лишь производителями.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector