Вид монолитного перекрытия при одинаковой высоте главных и второстепенных балок
Конструкции плоских железобетонных перекрытий
По типу несущих конструкций различают многоэтажные здания стенового, каркасного и комбинированного типа. Здания стенового типа возводят из стеновых материалов. Каркасные здания строятся с применением стальных или железобетонных конструкций. В зданиях комбинированного типа наружные стены возводятся из стеновых материалов, а внутренние несущие конструкции выполняются в виде каркаса. Железобетонные каркасные здания экономически выгодно строить при числе этажей до 30. По способам возведения, различают здания с монолитным и со сборным каркасами. В монолитных зданиях общая устойчивость обеспечивается жесткостью узлов сопряжения колонн с перекрытиями и устройством диафрагм и ядер жесткости. В сборном варианте применяют рамную, связевую или совмещенную рамно-связевую системы. При рамном каркасе, узлы сопряжения колонн с ригелями перекрытий выполняют жесткими, при связевом шарнирными. В качестве связей в связевом или совмещенном каркасе выступают металлические связи, жесткие диафрагмы или ядра жесткости, в роли которых часто используются лифтовые шахты или лестничные клетки. Иногда эти элементы выполняют в монолитном железобетоне, тогда как колонны и перекрытия делаются сборными.
Одним из основных элементов конструктивной схемы зданий являются плоские перекрытия. По своему конструктивному решению плоские перекрытия делятся на два основных вида балочные и безбалочные. И те и другие могут быть монолитными, сборными, и сборно-монолитными. К сборно-монолитным перекрытиям мы будем относить те конструкции, в которых несущие элементы замоноличиваются или домоноличиваются после монтажа сборных элементов. Выбор конструктивного решения зависит от назначения проектируемого здания, его архитектурно-планировочного решения, сроков возведения и других предъявляемых к зданию требований.
Балочные перекрытия. Ребристое монолитное перекрытие состоит из главных и второстепенных балок и плиты, и все эти элементы объединяются в одно целое в процессе бетонирования (рис. 7.1). Тем самым увеличивается жесткость всего сооружения за счет создания сплошного неразрезного диска в плоскости перекрытий. Главные балки опираются на стены и, или колонны, и в последнем случае их шаг определяется сеткой колонн. Главные балки располагаются либо в продольном, либо в поперечном направлении по отношению к наружным стенам зданий. Их пролет принимается, в основном, от 6 до 9 м, высота балок hв пределах от 1/8 до 1/15 пролета, ширина b от 0,4 до 0,5 h.
Рис. 7.1 Виды монолитных перекрытий в стеновых и каркасных зданиях:
а - с плитами опертыми по контуру только на стены или на главные балки; б – то же с облегченной плитой; в – балочное ребристое перекрытие; г – кессонное перекрытие; 1 – стена; 2 – колонна;
3 – ригель каркаса; 4 – плита перекрытия; 5 – балка кессонного перекрытия; 6 – главная балка;
7 – второстепенная балка; 8 – возможная консоль
Армирование балочных плит осуществляется рулонными сетками с рабочей арматурой в продольном направлении. В пролете сетка располагается в нижней зоне плиты, а над опорами, в пределах четверти пролета в каждую сторону, в верхней зоне (рис. 7.2 а). В крайних пролетах, при свободном опирании на наружную стену плиту армируют
дополнительной сеткой для восприятия изгибающих моментов в пролете и на опоре,
Рис. 7.2. Армирование монолитных балочных плит:
а – рулонными сетками с продольной арматурой; б – плоскими сварными сетками
которые в данном случае увеличены. В тех случаях, когда диаметр рабочей арматуры более 5,5 мм применяют плоские сетки с поперечной рабочей арматурой (рис. 7.2 б).
В современном строительстве в зданиях с несущими стенами или со сборным каркасом широкое применение находят монолитные часторебристые перекрытия по профилированному металлическому настилу (рис.7.3). Профилированный настил используется
Рис. 7.3. Монолитное железобетонное перекрытие по профилированному
1 – стальной профилированный настил; 2 – анкерные стержни; 3 – прогон каркаса;
4 - монолитный бетон
в качестве неснимаемой опалубки, а в случае обеспечения сцепления с бетоном можнт служить также внешней арматурой.
Рис. 7.4. Армирование монолитных плит опертых по контуру
Для монолитного перекрытия кессонного типа (рис.7.1, г) высота перекрестных балок принимается от 1/15 до 1/20 длины короткого пролета между опорами, а толщина собственно плиты не менее 50 мм.
Второстепенные и главные балки ребристых перекрытий рассчитываются как многопролетные неразрезные балки и армируются плоскими сварными каркасами. Второстепенные балки в местах опирания на главную балку, а главные балки в местах опирания на колонны армируются дополнительными каркасами с верхней рабочей арматурой
в соответствие с расчетом.
Сборные балочные перекрытия состоят из ригелей по которым укладываются панели и плиты перекрытий различного типа. Ригели располагаются как вдоль, так и поперек здания. Для гражданских зданий пролет ригелей находится в пределах от 2,8 до 6,8 м, для промышленных от 6 до 12 м. Многопролетные ригели могут быть как неразрезными, в каркасах рамного типа, так и разрезными с шарнирным опиранием. По форме поперечного сечения ригели бывают: тавровыми, с полками в сжатой или растянутой зонах, двутавровыми и прямоугольными. Высоту ригелей назначают в пределах от 1/10 до 1/15 пролета. Если ригель прямоугольный, то его ширина принимается от 0,3 до 0,5 высоты.
Рис.7.5. Схема армирования сборного неразрезного ригеля
Рис.7.6. Сборные ребристые плиты перекрытий в каркасных зданиях:
1 – рядовая плита; 2 – рядовая и межколонная плита; 3 – межколонная пристенная плита;
4 – доборная плита; 5 – ригель поперечный; 6 – ригель продольный; 7 – арматурный каркас;
8 – бетон замоноличивания; А – Д – узлы сопряжения элементов перекрытия
Армируются ригели стержневой арматурой в виде пространственных каркасов. Схема армирования неразрезного ригеля приведена на рис. 7.5. Неразрезные ригели рассчитываются с учетом перераспределения усилий.
Панели перекрытий выполняют ребристыми, пустотными или сплошного сечения. Ребристые панели, в основном, применяются в промышленных зданиях, пустотные в гражданских и жилых. Ребристые панели состоят из двух продольных несущих ребер и тонкой плиты, усиленной поперечными ребрами (рис. 7.6). Возможно устройство среднего, третьего продольного ребра. Высота сечения принимается равной 1/15 ÷ 1/20 пролета для панелей из обычного железобетона и 1/20 ÷ 1/30 для предварительно напряженного.
Плита армируется сварными сетками из холоднотянутой проволоки, а ребра арматурными стержнями класса A400 или А500 при обычном железобетоне и арматурой классов A600 или B600 в варианте с предварительным напряжением. На опорах продольных ребер устанавливают металлические закладные детали. С помощью этих деталей панели привариваются к закладным деталям ригелей и вместе с последними образуют жесткий диск в плоскости перекрытия. Зазоры между панелями после монтажа заполняются цементным раствором. Ребристая панель рассчитывается как балка, свободно лежащая на двух опорах с поперечным сечением в виде тавра с полкой в сжатой зоне. Расчет тонкой плиты панели зависит от наличия или отсутствия поперечных и дополнительных продольных
Рис. 7.7. Железобетонная сборная плита типа «двойное Т»
ребер и от соотношения расстояний между ними. Плита панели рассчитывается либо как балочная, либо как опертая по контуру.
В сборных покрытиях и перекрытиях промышленных и гражданских зданий широкое распространение получили ребристые балочные плиты типа «двойное Т» (рис. 7.7) пролетом 9м и более. Такие плиты могут иметь предварительно напряженную арматуру в ребрах. На эти ребра опирается двухконсольная плита, работающая в поперечном направлении. В местах сопряжения плиты с ребрами устаиваются вуты.
Для жилых и гражданских зданий с несущими стенами или для зданий со связевым каркасом широкое применение получили плиты с круглыми пустотами (рис. 7.8). Эти плиты изготавливаются длиной от 2,8 до 9 м и высотой от 16 до 36 см. В зависимости от высоты плит меняется и диаметр отверстий. В основном для пролетов до 7,2 м применяются плиты высотой 220 мм с пустотами диаметром 159 мм. При этом ширина плит принимается равной 120, 150 или 300 см. Пустотные плиты армируются либо стержневой ненапряженной арматурой в виде вертикальных каркасов, либо проволочной напрягаемой арматурой при стендовом изготовлении. Нижняя и верхняя плита панелей с круглыми пустотами армируются сварными сетками из проволоки малого диаметра.
Рис. 7.8. Армирование плиты с круглыми пустотами:
а - поперечное сечение; б - продольное сечение; 1 - нижняя сварная сетка: 2 - продольная рабочая
арматура; 3 - вертикальные сварные каркасы; 4 - монтажные петли; 5 - верхняя сварная сетка;
6 - защитный слой бетона; 7 - распределительная арматура
Для покрытий и перекрытий зданий различного назначения применяются также
коробчатые настилы (рис. 7.9). Настил состоит из двух полок и вертикальных стенок, которые образуют коробчатое сечение. Применение таких настилов позволяет выполнять гладкие потолки. Пустоты настилов могут также использоваться для прокладки инженерных коммуникаций и воздуховодов для систем вентиляции.
Строительство гражданских и промышленных зданий
Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными и поэтому в настоящее время находят по-всеместное применение в гражданском строительстве. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Простейшим видом монолитного железобетонного перекрытая является гладкая однопролетная плита. Такое перекрытие, имеющее толщину 60. 100 мм в зависимости от нагрузки и величины пролета, применяют для помещений с размерами сторон до 3 м. При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными. Так, если необходимо перекрыть помещение, имеющее размеры 8 х 18 м (рис. 6.4), устраивают балки пролетом 8 м с шагом 6 м. Эти балки называют главными.
По ним через Ц5. 2 м устраивают так называемые второстепенные балки, имеющие пролет 6 м. По верху укладывают плиту толщиной 60. 100 мм. Таким образом, конструкция перекрытия получается ребристая. Высота главной балки ориентировочно может быть принята 1/12. 1/16 пролета, а ширина 1/8. 1/12 от расстояния между осями. В ребристых перекрытиях 50. 70% бетона расходуется на плиту. Если данный вид перекрытия выполнен монолитным, то необходимо в сжатые сроки осуществить устройство опалубки, проведение арматурных работ и укладку бетона. Это один из недостатков данного вида перекрытия. Если высота главных и второстепенных балок принята одинаковой, то такой вид перекрытия называют кессонным (рис. 6.5). Применение их связано в основном требованиями решения интерьера помещения. Сборные железобетонные ребристые перекрытия гораздо экономичнее монолитных, так как позволяют повысить индустриальность строительства, сократить трудозатраты и сроки производства строительно-монтажных работ.
Рис. 6.4. Железобетонное монолитное ребристое покрытие: 1 — главная балка, 2 — второстепенная балка, 3 — плита
Важным требованием устройства сборных перекрытий является сокращение числа монтажных элементов. Лучшим вариантом служит тот, когда применяются плиты размером на комнату. Особым видом палочного железобетонного перекрытия является перекрытие по балкам, располагаемым в одном направлении с шагом 600. 1000 мм, и заполнением между ними из гипсо- или легкобетонных плит, армированных деревянными брусковыми каркасами (для междуэтажных перекрытий) или сварными стальными сетками (для чердачных перекрытий).
Рис. 6.5. Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия
Нередко вместо наката применяют также двухпустотные камни-вкладыши высотой 250 мм и длиной 195 мм. Зазоры между камнями и балками тщательно заделывают цементным раствором, что способствует повышению жесткости перекрытия и звукоизоляции. Элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшую массу, и поэтому их используют при строительстве зданий, оснащенных кранами малой грузоподъемности.
До широкого внедрения в строительстве железобетона для устройства трудносгораемых и водоустойчивых перекрытий применяли металлические балки (из прокатных профилей). В настоящее время тахие конструктивные решения перекрытий используют крайне редко и их можно встретить в основном при производстве ремонтных работ и реконструкций зданий. Здесь важно помнить, что балки должны быть надежно защищены от возможного воздействия огня или высоких температур (более 140 °С). Балки располагают на расстоянии 1,0. 1,5 м друг от друга. Величина опирания на стены должна составлять 200. 250 мм. Под балки укладывают бетонные подушки или стальные подкладки. Балки необходимо защитить специальным покрытием от коррозии.
Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия (рис. 6.6) представляют собой плиту толщиной 150. 200 мм, опирающуюся непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены утолщения, называемые капителями. Сетка колонн при безбалочном перекрытии принимается квадратной или близкой к квадрату с размером сторон 5. 6 м. Весьма эффективным является устройство сборных безбалочных перекрытий. Наибольшее распространение в гражданском строительстве получили плитные перекрытия. Основными несущими элементами плитных перекрытий являются различные виды железобетонных панелей-настилов, изготовляемых из бетона.
Рис. 6.6. Железобетонное монолитное безбалочное перекрытие: а — обший вид, б — схема он и рання плиты на колонну, I — плита, 2 — капитель, 3 — колонна
В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают (рис, 6.7): из панелей, опирающихся концами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль здания; из панелей, опирающихся концами на поперечные стены или прогоны, уложенные поперек здания; из панелей, опирающихся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам; из панелей, опирающихся по четырем углам на колонны каркаса. Минимальная глубина заделки настилов в кирпичных стенах 120 мм, в блочных и панельных — 100 мм с каждой стороны. Сборные железобетонные плиты перекрытий в ходе их установки жестко заделываются в стенах с помощью анкерных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связями. Швы между плитами замоноличивают раствором. Таким образом, полу¬чаются достаточно жесткие горизонтальные диски, увеличивающие общую устойчивость зданий. Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые (рис. 6.8) и пустотные (рис. 6.9).
Сплошные однослойные панели представляют собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностыо, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола, имеют толщину 100. 120 мм с многослойной конструкцией пола и 140 мм с наклейкой по плите линолеума на упругой основе.
Рис. 6.7. Конструктивные схемы плитных перекрытий; а— с продольными линиями огюр, б— С поперечными линиями опор, в — с опнранием по трем цпи четырем сторонам (по контуру), г - с опиранием по четырем точкам (углам), 1 — панели перекрытия, опирающиеся на несущие стены, 2 — впутренняя продольная или поперечная несущая стена, 5 — наружная несущая стена, 4 - панель перекрытия, опирающаяся на прогон, 5 — прогоны, 6— колонны, 7 — панель перекрытия размером на комнату, опирающаяся на колонны, 8 — наружная ненесущая стена
При пролетах более 6 м применяют однослойные сплошные предварительно напряженные плиты толщиной 140 мм.
Рис. 6.8. Сборные железобетонные панели перекрытий: а - сплошная однослойная, б — сплошная двухслойная, 6 — часторебристая с ребрами вверх, г — то же, из двух бибропрокатных скорлуп, д — шатровая с ребрами по контуру, 1, 2 — монтажные петли от воздушного шума обеспечивается массой самой плиты.
Применяют также слоистые сплошные панели (см. рис. 6.8, 6), представляющие собой железобетонную плиту постоянного сечения, нижний слой которой изготовлен из прочного бетона, где располагают арматуру, работающую на растяжение, а верхний слой — из более легкого и менее прочного бетона. Эти плиты могут быть и трехслойные. Ребристые панели могут быть с ребрами, располагаемыми и вниз и вверх. При расположении ребер вверх конструкцию плиты и пола целесообразно комплектовать на заводе, что повышает коэффициент сборности и снижает трудозатраты на строительной площадке. Для повышения звукоизолирующей способности перекрытия применяют слоистые конструкции, в которых чистые полы устраивают по звукоизоляционным слоям. На рис. 6.10, а—д показаны схемы слоистых перекрытий. Так, устройство воздушной прослойки (рис. 6.10, г) толщиной 80. 100 мм, расположенной между двумя несущими панелями или между несущей частью перекрытия и конструкцией акустического потолка (рис. 6.10, в,д) или пола (рис. 6.10,6), позволяет обеспечить необходимую звукоизолирующую способность перекрытия. Для этого применяют перекрытия из панелей с ребрами вниз и устройством раздельного потолка. Эффективными в этом отношении являются часторебристые панели, состоящие из двух вибропрокатных скорлуп (см. рис. 6.8, г), одна из которых образует основание под чистый пол, а другая служит потолком.
Сплошная воздушная прослойка и звукоизоляционные прокладки между плитами обеспечивают необходимую звукоизоляцию перекрытия. Многопустотные панели широко применяют для устройства перекрытий. Изготовляют их чаще всего из бетонов классов В15 и В25 длиной от 2,4 до 6,4 м и шириной от 0,8 до 2,4 м при толщине 220 мм.
Панели бывают с круглыми и овальными пустотами. Плиты с овальными пустотами несколько экономичнее по расходу бетона, но трудоемки в изготовлении. Необходимо иметь в виду, что стоимость пустотных панелей сравнительна невелика.
Рис. 6.9. Многопустотные панели перекрытий: а — с круглыми пустотами, б — панели, изготовляемые на установках с бетонирующими комбайнами, в — панели с овальными пустотами, 1 — верхний слой, 2 — средний слой, 3 — нижний слой
Применяют также шатровые помели (см. рис. 6.8, д), которые имеют вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Изготовленные размером па комнату, они позволяют исключить ич конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не уменьшая высоты помещения.
Рис. 6.10. Конструктивные схемы перекрытий: а — со слоистым покрытием пола, 6 — с раздельным полом, в — с раздельным потолком, г — раздельное перекрыгие Из двух несущих панелей, д — с раздельным потолком и слоистым покрытием пола, 1 — несущая панель перекрытия, 2 — теплый звукоизолирующий слоистый пол, 3 — покрытие пола, 4 — панель основания раздельного пола, 5 — панель раздельного потолка, 6 — несущая панель пола
Рис. 6.11. Плиты-настилы для пролетов 9, 12 и 15 м: 1 — монтажные петли, 2 — продольные .ребра, 3 — поперечньге ребра
При строительстве общественных зданий часто возникает необходимость устройства перекрытия ори пролетах 9, 12 и 15 м. Для этого применяют ребристые прелварительно напряженные плиты длиной 9 м, шириной 1,5 м и высотой ребра 0,4 м (рис. 6.11, а); предварительно напряженные панели типа ТТ-12 и ТТ-15 для пролетов соответственно 12 и 15 м (рис. 6.11,6, в). Такие плиты позволяют повысить сборность строительства и сократить трудозатраты по устройству перекрытий.
Монолитные перекрытия
Перекрытия, возводимые в опалубке на строительной площадке, называют монолитными (рисунок 3.4). Простейшим видом монолитного железобетонного перекрытия является гладкая монолитная плита, которая применяется для пролетов не более 3 м и выполняется толщиной 70-80 мм в зависимости от нагрузки и величины пролета.
Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия представляют собой плиту толщиной 150-250 мм, опирающуюся непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены утолщения, называемые капителями. Сетка колонн при безбалочном перекрытии принимается квадратной или близкой к квадрату с размером сторон 5-6 м.
 | 1 – плита; 2 – вспомогательные балки; 3 – главные балки (прогоны); 4 – колонны; 5 – перекрестные балки; 6 – капители а – ребристое; б – кессонное; в – безбалочное; |
| Рисунок 3.4 – Монолитные железобетонные перекрытия: |
При больших пролетах устраивают балочные перекрытия (ребристые и кессонные). Ребристые перекрытия состоят из главных и второстепенных балок. Если необходимо перекрыть помещение размером 8 х 18 м, устраивают балки пролетом 8 м с шагом 6 м. Эти балки называются главными. По ним через 1,5-2 м устраивают второстепенные, имеющие пролет 6 м. Поверху бетонируют плиту толщиной 60-100 мм.
Если высота главных и второстепенных балок принята одинаковой, то такой вид перекрытия называется кессонным. Углубления между балками называются кессонами.
Типы железобетонных перекрытий
К простейшему виду монолитного железобетонного перекрытия относится гладкая однопролетная плита, пролет которой принимают в пределах от 1,5 до 3 мм; толщина плиты может быть от 60 до 100 мм в зависимости от нагрузки и пролета.
При пролетах более 3 м гладкая плита неэкономична из-за большой толщины и значительного собственного веса. В этих случаях применяют перекрытия в виде системы балок и плит, связанных между собой в одно целое (ребристые и кессонные перекрытия).
Ребристое перекрытие
Рис. 107. Железобетонпое монолитное ребристое перекрытие Ребристое перекрытие (рис. 107, а) представляет собой конструкцию, состоящую из взаимно связанной плиты и балок. На рис. 107, б приведена схема ребристого перекрытия над помещением длиной 24 л и шириной 16 м.
Поперек помещения уложены 3 мощных прогона, называемые главными балками, опирающиеся на наружные стены и колонну. Вдоль помещения расположены так называемые второстепенные балки, или ребра, опирающиеся па стены и прогоны. Пролет плиты (расстояние между осями ребер) составляет 2 м. Вообще же пролет плит принимают от 1,5 до 3,0 м, толщина их составляет от 60 до 100 мм.
Нормальным пролетом второстепенной балки, при котором высота ее получается допустимой с точки зрения общей высоты перекрытия, является пролет от 4 до 6 м. При этом высоту балок (включая толщину плиты) можно ориентировочно принимать равной от 1/12 до 1/16 их пролета, а ширину — в пределах 1/8—1/12 расстояния между их осями. Поскольку для главной балки обычно принимают большее сечение, чем для второстепенной, пролет ее можно довести до 6—9 м. Таким образом, ребристое перекрытие имеет прямоугольную сетку колонн с довольно большими расстояниями между ними.
Рис. 108. Железобетонное часторебристое перекрытие В ребристых перекрытиях до 50—70% всего количества бетона расходуется на плиту. Уменьшая расстояние между ребрами и одновременно их толщину, можно получить более тонкую плиту. Стремление уменьшить толщину плиты с целью экономии бетона привело к созданию часторебристых перекрытий (рис. 108).
Для устройства таких перекрытий вместо опалубки укладывают разреженный настил из досок, опирающихся на прогоны, поддерживаемые временными деревянными стойками поддерживающих лесов. По доскам укладывают керамические или шлакобетонные пустотелые камни, поперечные швы между которыми заполняют раствором.
Ряды камней укладывают так, чтобы между ними образовалось пространство для устройства железобетонных ребер. Поверх ребер и камней укладывают арматуру и бетонируют ребра и плиту. Для предохранения камней от возможного выпадения боковые грани их рекомендуется делать рифлеными или скошенными.
Высоту часторебристых перекрытий при пролетах до 6,0 м принимают от 200 до 300 мм при толщине плиты от 30 до 50 мм. Ширина ребер составляет 60—120 мм при ,расстоянии между ними в свету от 250 до 600 мм. Часторебристые перекрытия по сравнению с ребристыми имеют следующие преимущества: они выгоднее в отношении расхода бетона, меньше расходуется древесины па опалубку, причем конструкция опалубки простая. Кроме того, эти перекрытия имеют несколько меньшую конструктивную высоту и образуют гладкий потолок.
Кессонные перекрытия
Рис. 109. Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия Кессонные перекрытия (рис. 109) — это такие ребристые конструкции, в которых главные и второстепенные балки имеют одинаковую высоту. В этом случае на потолке образуются прямоугольные или квадратные углубления, по-французски — кессоны. Экономически кессонные перекрытия менее выгодны, чем обычные ребристые, и применение их оправдывается главным образом архитектурными соображениями.
Безбалочные перекрытия
Рис. 110. Железобетонное монолитное безбалочное перекрытие В безбалочных перекрытиях (рис. 110) железобетонная плита (толщиной 150—200 мм) опирается непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены уширения, называемые капителями. Сетку колонн при безбалочном перекрытии принимают квадратной или близкой к квадрату с размером стороны 5—6 м.
Безбалочные перекрытия целесообразно применять при больших нагрузках, а также при необходимости иметь гладкий потолок (например, в холодильниках, бойнях, гаражах и т. п.).
Сборные железобетонные перекрытия
Сборные железобетонные перекрытия имеют большие преимущества перед монолитными. Они полностью удовлетворяют требованиям комплексной механизации строительства зданий, дают возможность уменьшить трудоемкость работ, исключить работы по устройству подмостей и опалубки, а также резко сократить сроки строительства.
При проектировании конструкций элементов сборных железобетонных перекрытий необходимо стремиться укрупнять их, так как при этом сокращается количество монтажных операций по подъему и укладке элементов, сокращается количество стыковых сопряжений. Лучшим вариантом являлась бы плита перекрытия на комнату, чтобы потолок был гладким.
В сборных конструкциях перекрытий необходимо также предусмотреть всякого рода отверстия, борозды и каналы для отопительных, водопроводно-канализационных и электрических сетей.
Рис. 111. Междуэтажные перекрытия по сборным железобетонным балкам Сборные железобетонные перекрытия подразделяются на три основные группы: балочные, в виде настилов (плит) и крупнопанельные.
Балочные перекрытия (рис. 111) делают из балок таврового профиля и заполнения между ними. В качестве заполнения применяют накат из гипсобетонных или легкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами (для междуэтажных перекрытий), или легкобетонных плит толщиной 90 и длиной 385 мм, армированных сварными стальными сетками (для чердачных перекрытий) (рис. 111, а). В целях изоляции от воздушного переноса звука зазоры между балками и накатом заделывают раствором, а по па-кату насыпают шлак.
Вместо наката применяют также легкобетонные двухпустотные камни-вкладыши высотой 250 и длиной 195 мм (рис. 111, б). Зазоры между камнями и балками тщательно заполняют цементным раствором. Это создает некоторую монолитность перекрытия и повышает его жесткость. Заполнять швы необходимо также и для улучшения звукоизоляции.
Для возможности использования в перекрытиях при различных по величине полезных нагрузках одних и тех же типов балок устанавливают различные расстояния между их осями — 600, 800 и 1000 мм при плитных накатах и 600 мм при заполнении из камней-вкладышей. При этом ширина плит-накатов соответственно составляет 510, 710 и 910 мм, а вкладышей — 510 мм.
Элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшой вес и поэтому их применяют па постройках, оснащенных кранами малой грузоподъемности (до 1 т).
Перекрытия в виде настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную и соединяемых друг с другом путем заполнения промежутков между ними цементным раствором. Уложенные вплотную один к другому элементы образуют сплошную конструкцию перекрытия. Для такого рода перекрытий не требуется балок, и они состоят из несущей железобетонной части (обычно офактуренной снизу), звукоизоляционного или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настилов служат стены или прогоны.
Рис. 112. Сборные железобетонные пустотелые настилы Наиболее распространенными настилами, применяемыми в практике современного строительства, являются пустотные настилы (рис. 112) высотой 160 мм при пролетах до 4 м и 220 мм при пролетах более 4 м. Настилы имеют продольные пустоты круглого (рис. 112, а), овально-сводчатого (рис. 112, б) или овального сечения (рис. 112, в). Диаметр круглых отверстий равен 160 мм в настилах высотой 220 мм и 120 мм, когда высота настилов равна 160 мм.
Овально-сводчатые отверстия имеют длину 350 и высоту 110 мм в настилах высотой 160 мм и 165 мм в настилах высотой 220 мм.
Настилы с овальными пустотами в последние годы не применяют вследствие сложности их изготовления конвейерным способом.
Приведенная толщина бетона 1 в настилах длиной 5,6—6,0 м с круглыми пустотами составляет около 120 мм, с овально-сводчатыми — около 100 мм и с овальными — около 80 мм. Таким образом, настилы с овально-сводчатыми и овальными пустотами более выгодны, чем с круглыми.
В последнее время вместо настилов с круглыми пустотами применяют настилы с так называемыми вертикальными пустотами (рис. 112, г), снижающие расход бетона до 15% по сравнению с круглопустотными. Вертикальные пустоты образуются при бетонировании, если к вкладышам из труб, применяемым для образования круглых пустот, приварены швеллеры. При заделке в стены концов настилов с овально-сводчатыми и овальными пустотами возможно продавливание верхней плиты настила вышележащей стеной. Поэтому в этих настилах предусмотрена заделка отверстий с одного торца в процессе формования (рис. 112, 8), в с другого после формования путем укладки на растворе бетонных вкладышей в специально предусмотренные вырезы в верхней плите настила.
Настилы большой площади, которыми можно перекрывать целые комнаты, называют панелями перекрытий. Отсутствие стыков в таких перекрытиях в пределах комнаты повышает их звукоизоляцию от воздушного шума, обеспечивает простоту и более высокое качество отделки потолка. Кроме того, панели перекрытий можно изготовлять на заводе с чистым полом.
Для обеспечения нормативной звукоизолирующей способности от воздушного шума однослойные конструкции междуэтажных панельных перекрытий, выполненные из тяжелого бетона, должны иметь вес 1 м 2 около 300 кГ.
При устройстве перекрытий раздельного тина, в которых используется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между верхней и нижней панелями перекрытия, не имеющими между собой жесткой связи, а также при устройстве слоистых перекрытий нормативная звукоизолирующая способность может быть достигнута при весе перекрытия 200 кГ/м 2 .
Рис. 113. Конструктивные схемы железобетонных междуэтажных панельных перекрытий По конструктивной схеме (рис. 113) различают следующие виды междуэтажных крупнопанельных перекрытий; со слоистым полом, раздельного типа и со слоистым полом и раздельным потолком.
Перекрытие со слоистым полом (рис. 113, а) состоит из несущей навели, нижняя поверхность которой служит потолком, и слоистого пола, включающего слой мягкого и упругого материала, улучшающего звукоизоляцию от воздушного и ударного шума, а также жесткого основания под полы и чистого пола.
Перекрытие раздельного типа состоит из элементов пола и потолка, разобщенных замкнутой воздушной прослойкой, изолирующей помещение от воздушного и ударного шумов, при этом элемент пола должен быть отделен звукоизолирующими прокладками от элемента потолка и стен.
Перекрытия раздельного типа подразделяют на три группы:
- 1) раздельное перекрытие из двух несущих панелей (рис. 113, б);
- 2) из одной несущей панели и опирающейся на нее раздельной конструкции пола (рис. 113, в);
- 3) перекрытие с одной несущей панелью и раздельным подвесным или самонесущим потолком (рис. 113, г, д.).
Рис. 114. Сборные железобетонные панели перекрытий По конструктивной форме панели перекрытий разделяют на сплошные (однослойные и слоистые), ребристые (с ребрами вверх или вниз), пустотные (с круглыми или вертикальными пустотами) и шатровые.
Несущая однослойная сплошная панель (рис. 114, а) представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола.
Сплошные однослойные железобетонные панели имеют толщину 100—120 мм с многослойной конструкцией пола и 140 мм с наклейкой по плите линолеума на упругой основе.
Для перекрытия больших пролетов (6—6,6 л) в последнее время применяют сплошные однослойные предварительно напряженные железобетонные панели толщиной 140 мм, в которых звукоизоляция от воздушного шума обеспечивается весом самой плиты.
Несущая слоистая сплошная панель (рис. 114, б) представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения, нижний слой которой изготовлен из более прочного бетона, в котором расположена растянутая арматура; второй слой — из легкого, менее прочного бетона. У трехслойных панелей третий, верхний, слой также состоит из более прочного бетона (неармированного или слабо армированного).
Ребристые панели могут быть с ребрами, обращенными вверх или вниз. Несущие панели перекрытия с ребрами вверх (рис. 114, в) целесообразно комплектовать с конструкцией пола на заводе, чем обеспечивается высокая степень заводской готовности и сохранности панелей при хранении на складе и монтаже.
Несущие панели перекрытия с ребрами вниз рекомендуется применять в перекрытиях с раздельным потолком и в перекрытиях со слоистым звукоизоляционным полом и раздельным потолком.
Экономичны часторебристые панели, состоящие из двух вибропрокатных скорлуп (рис. 114, г), одна из которых образует основание под чистый пол, а другая служит потолком. Сплошная воздушная прослойка и звукоизоляционные прокладки между скорлупами обеспечивают необходимую звукоизоляцию перекрытия.
Нижняя панель с ребрами вверх (панель потолка), имеющая нижнюю поверхность, готовую под окраску, жестко опирается на несущие стены и служит горизонтальной диафрагмой жесткости. Верхняя панель с ребрами вниз (панель пола), имеющая верхнюю поверхность, готовую для устройства пола, опирается на нижнюю панель через звукоизоляционные прокладки.
В панели пола в эксплуатационном положении по условиям звукоизоляции пе должно Сыть каких-либо жестких связей с нижней панелью и со стенами. Такие панели комлектуют на заводе; в них имеются по 4 монтажные петли, скрепляющие верхнюю и нижние скорлупы. После установки панели петли снимают и удаляют жесткую связь между скорлупами.
Недостатком раздельной конструкции перекрытия из двух часторебристых вибропрокатных скорлуп, как показали натурные исследования, являются неудовлетворительные их звукоизоляционные качества. Звукоизоляция ухудшается вследствие появления в скорлупах усадочных трещин, которые возникают в результате применения песчаного бетона с большим расходом цемента, а также вследствие форсированного пропаривания изделий. Кроме того, малая ширина опорной части верхней скорлупы (60 мм) вызывает смятие прокладок из древесноволокнистых плит и потерю ими упругих свойств. Наконец, зазор между верхней скорпулой и стеной вместо заполнения его изоляционной древесноволокнистой плитой часто замоноличивают раствором.
В связи с этим в последнее время более рациональным решением считают конструкцию междуэтажного перекрытия в виде плоской железобетонной плиты толщиной 140 мм, вес которой обеспечивает падежную звукоизоляцию от воздушного переноса звука.
Многопустотные панели наряду с пустотелыми настилами получили большое распространение в строительстве. Однако стоимость этих панелей сравнительно высока. Следует также отметить плохую работу этих панелей на изгиб в направлении, перпендикулярном к направлению пустот.
Шатровая панель (рис. 114, д) имеет вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Применение таких панелей, изготовляемых размером на комнату, позволяет исключить из конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не уменьшая высоты помещения.
При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия вводят гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1—2 слоя рубероида. В местах примыкания к стенам или перегородкам гидроизоляцию поднимают кверху на 100 мм.
В последние годы оклеенную гидроизоляцию перекрытий в санитарных узлах заменяют устройством цементно-песчаной стяжки толщиной 30 мм (из цементного раствора состава 1:3), затворенной па 3%-ном растворе алюмината натрия. Такая стяжка представляет собой вполне надежную и более простую защиту от проникания воды через перекрытие, чем оклейка рулонным материалом. Применяют также гидроизоляционные стяжки из цементно-песчаных растворов с добавкой в последние хлорного железа, которые также снижают водопроницаемость.
В чердачных перекрытиях (рис. 115, а) поверх железобетонных настилов или панелей укладывают сначала пароизоляцию (из одного-двух слоев пергамина или толь-кожи на соответствующей мастике), а затем слой утеплителя. В качестве утеплителя обычно применяют котельный шлак и керамзит. Для уменьшения веса и трудоемкости применяют также плитные утеплители (минераловатные плиты, фибролит, плиты из ячеистых бетонов).
Рис. 115. Чердачные сборные железобетонные перекрытия В балочных перекрытиях теплоизоляцию помещают между балками, а железобетоппые балки отепляются, например, минераловатными матами (рис. 115, б).
Применение шлака в качестве утеплителя в чердачных перекрытиях не отвечает современным требованиям строительства. Доставка шлака и засыпка им вручную чердачного перекрытия — операция весьма трудоемкая и дорогая. Кроме того, вес 1 м 2 чердачного перекрытия, утепленного шлаком, очень велик — 520—550 кГ/м 2 . Если применять армопенобетонные настилы, в которых совмещены несущие и теплоизоляционные функции, можно в 2 раза облегчить вес чердачного перекрытия и уменьшить трудоемкость его устройства.
При монтаже железобетонных перекрытий над холодными подвалами и подпольями необходимо, как и в чердачных перекрытиях, предусматривать укладку утеплителя. Однако в этом случае пароизоляцию следует располагать не снизу, а сверху утеплителя.
Перспективными типами перекрытий являются сборные армосиликатные и керамические перекрытия. По сравнению с железобетонными они более экономичны по расходу цемента и общей стоимости.
Особенность армосиликатных конструкций перекрытий (балок и плит) заключается в том, что для их изготовления вместо цемента применяют местные материалы — известь и песок. Армосиликатные изделия обрабатывают в автоклавах при повышенном давлении и высокой температуре.
Керамические перекрытия настилают из тонкостенных пустотелых керамических камней, из которых изготовляют отдельные элементы перекрытий в виде балок и панелей. Камни между собой скрепляют цементным раствором и стальной арматурой.
Примечания
1. Если из всего бетона, который был израсходован на изготовление пустотного настила, сделать плоскую сплошную плиту, то толщину такой условной плиты называют приведенной.
Читайте также: