Лекция 8

Конструкции плоских железобетонных перекрытий (продолжение)

Безбалочные перекрытия. По сравнению с ребристыми перекрытиями в безбалочных перекрытиях значительно упрощается устройство опалубки, особенно когда плиты опираются непосредственно на колонны. Безбалочные перекрытия устраивают, когда опорные конструкции имеют ячейки с квадратным или прямоугольным планом, причем отношение более длинного пролета к короткому не превышает 4/3. В каркасных зданиях наиболее рациональной сеткой для таких перекрытий считается сетка 6 х 6 м, однако применяются и большие пролеты. С точки зрения архитектуры безбалочные перекрытия применяются тогда, когда необходимо обеспечить наличие гладкого потолка.

Монолитные безбалочные перекрытия состоят из плит, опирающихся на стены или, в каркасных зданиях, на колонны или на капители колонн. В варианте с капителями

(рис. 8.1) обеспечивается более жесткое сопряжение плиты перекрытия с колоннами,

Рис. 8.1. Схема и армирование безбалочного монолитного перекрытия:

а – капители колонн и их армирование; б – армирование плиты; в – разрез плиты с армированием;

1 – рабочая арматура; 2 – конструктивная арматура

большая прочность на продавливание по периметру колонны и уменьшение пролета собственно плиты. Эти особенности безбалочных перекрытий с капителями позволяют использовать их в зданиях с повышенными нагрузками, например в многоэтажных складских или промышленных зданиях или в общественных зданиях при больших пролетах. Кроме того, капителям можно придавать различные архитектурные формы. Толщина плит составляет от 1/30 до 1/35 пролета. Вылет капители на уровне низа плиты принимают равным 0,1 ÷ 0,15 длины короткого пролета. Обычно капитель конструируют в виде усеченной пирамиды с углом наклона к горизонтали в 45⁰. Прочность плиты проверяется расчетом по методу предельного равновесия, исходя из самых невыгодных схем загружения, а прогибы и ширина раскрытия трещин определяются из статического расчета с учетом образования трещин. Армируются безбалочные перекрытия сварными сетками, рулонными или плоскими, с рабочей арматурой расположенной в двух направлениях. В пролете плиты сетки укладывается по низу плиты, на опорах в верхней зоне.

При устройстве бескапительного монолитного перекрытия особое внимание уделяется конструированию и расчету узла опирания плиты на колонну. В этом узле возникают большие поперечные силы и нужно исключить разрушение конструкции по продавливанию по периметру колонны. В каркасах жилых зданий со свободным расположением колонн применяются бескапительные перекрытия с расстоянием между колоннами до 7,2 м. В качестве альтернативы колоннам в последнее время стали широко применяться каркасы в которых вместо колонн используются пилоны (расширенные колонны).

Сборные безбалочные перекрытия применяются как в стеновых, так и в каркасных зданиях.Сплошные плоские железобетонные плиты (размером на комнату) применяют в крупнопанельных жилых зданиях. Размеры таких плит колеблются в пределах: длина от 3 до 7,2 м, ширина от 1,2 до 6,6 м, толщина зависят от схемы опирания (по двум, трем или по четырем сторонам) и составляет от 100 до 200 мм, но чаще всего 160 мм.

В каркасных зданиях сборные перекрытия в основном конструируют с капителями. В одной из таких конструкций колонны каркаса имеют опорные столики, на которые устанавливаются сборные капители, а затем уже на капители опираются межколонные плиты. Плиты могут быть ребристыми. Межколонные плиты играют роль плоских, широких прогонов, которые образуют несущий прямоугольный контур (рис. 8.2). Центральная часть этого контура перекрывается пролетной плитой. Капители служат для обеспечения прочности плиты на продавливание по периметру капители и уменьшают расчетный пролет плит. Элементы перекрытия имеют стальные закладные детали и с их помощью скрепляются между собой на сварке. После монтажа швы между элементами заполняются цементным раствором, и перекрытие образует жесткий горизонтальный диск.

В варианте со сплошными плитами, для сетки колонн 6 х 6 м, (рис. 8.3) применяется другой вариант разрезки плит и другое конструктивное решение стыка капители с колонной. Капитель, межколонная и пролетная плиты имеют в плане одинаковый размер – 3 х 3 м. На гранях плит и капители предусматриваются трапециевидные пазы с выпусками арматуры.

Рис. 8.2. Сборное безбалочное перекрытие с ребристыми панелями и капителями:

а – общий вид; б – раскладка плит и разрезы конструкции; 1 – пустотелая капитель;

2 – опорный столик на колонне; 3 – надколонная плита; 4 – пролетная плита;

5 – бетон омоноличивания

Стык капители с колонной решается с помощью бетонных шпонок. В месте стыка с капителью в колонне по периметру устраиваются пазы и такие же пазы устраиваются на поверхности внутреннего отверстия капители. В процессе монтажа капитель сначала устанавливается на монтажных столиках, которые привариваются к закладным деталям колонны. В верхней зоне капители устанавливаются дополнительные арматурные стержни, которые привариваются к колонне и к закладным деталям капители. Эти стержни служат для восприятия опорных моментов. Затем монтируются плиты перекрытия и свариваются между собой с помощью арматурных выпусков. После этого производится заполнение всех швов мелкозернистым бетоном и после его отвердения все перекрытие образует жесткий диск, а бетон заполняющий пазы между капителью и колонной обеспечивает передачу вертикальной нагрузки от перекрытия на колонну с помощью сопротивления бетона сдвигу. Описанная конструктивная схема применяется для зданий, требующих гладкие потолки и предназначенных для складских помещений и холодильников.

Рис. 8.3. Сборное безбалочное перекрытие со сплошными плитами и капителями на

бетонных шпонках:

а – раскладка плит и компановка элементов каркаса; б – двухэтажная колонна; в – капитель; г - армирование капители; д - межколонная плита; е - армирование межколонной плиты; ж – пролетная плита; з – стык колонны с капителью; и – стык плиты с капителью; 1 – колонна; 2 – капитель;

3 – межколонная плита; 4 – пролетная плита; 5 – выпуски арматуры; 6 – пазы; 7 – строповочное отверстие колонны; 8 – закладные детали; 9 – подъемная петля; 10 – арматурный каркас; 11 – арматурные сетки; 12 – монтажный столик; 13 – бетон замоноличивания; 14 – арматурные вставки;

15 – обетонка

Рис. 8.4. Сборное перекрытие без капителей с применением пустотных плит:

1 – плита: 2 – колонна; 3 – стеновая панель; 4 – закладная деталь; 5 – арматурный выпуск из

колонны; 6 – центрирующая прокладка; 7 – шпонка; 8 – центрирующий стержень

Рис.8.5. Перекрытие с ребристыми пли- тами на треугольном плане: а – на треугольгой сетке со стороной 3,2 м; б – на сетке со стороной 6,6 м; 1 – колонна; 2 – надколонная плита; 3 – пролетная плита; 4 – доборная плита

Возможны конструктивные схемы без устройства капителей, с непосредственным опиранием плит перекрытий на колонны. В частности, такая схема разработана для жилых и гражданских зданий с использованием многопустотных предварительно напряженных плит. При такой схеме стык колонн выполняется в плоскости перекрытия, а на оголовке

колонны устраивается опорная зона для плит (рис. 8.4). В углах плит выполняются вырезки для пропуска колонн. Толщина плит 260 мм, длина от 4,5 до 7,5 м, ширина от 3 до 3,6 м. Плиты могут опираться и на стены в зданиях с комбинированным каркасом. В зависимости от условий опирания, пустоты в плитах могут быть как продольные, так и поперечные. Еще одна конструкция плоского перекрытия разработана для треугольной сетки колонн. Основу этого перекрытия составляют ребристые шестиугольные плиты. Шаг колон (размер стороны равностороннего треугольника) меняется от 3,2 м до 6,6 м. При шаге 3,2 м применяются только надколонные плиты, при большем шаге – надколонные и пролетные (Рис.8.5 а, б).

Основной особенностью сборно-монолитных балочных перекрытий является применение в них сборных элементов выполняющих, во-первых, роль несъемной опалубки,

а во-вторых, участвующих в восприятии усилий от внешних нагрузок. Перекрытия такого типа применяются в жилых и гражданских зданиях при пролетах, как правило, от 3 до 9 м. Балочные сборно-монолитные перекрытия включают в себя железобетонные балки-прогоны, расположенные поперек короткого пролета, и блоки заполнения или ребристые плиты, заполняющие пространство между балками. В основном применяются два способа изготовления таких перекрытий. В первом случае, (рис. 8.6 а,б) монтируются балки с широким тавром в нижней зоне или балки с заполнением плоскими плитами между ними. Затем по этим балкам укладывается арматурная сетка и производится обетонировние всей конструкции до необходимой высоты. Во втором случае, (рис.8.6 в, г, д) несущие балки предварительно изготавливаются на неполную высоту с вертикальными выпусками арматуры в виде петель или фермочек. Между балками могут укладываться как плоские плиты, так и коробчатые или пустотные. Далее поверх собранных элементов монтируется арматурная сетка и производится укладка бетона. При необходимости рабочая арматура может устанавливаться также поверх полок заполнения.

Рис. 8.6. Балочные сборно-монолитные перекрытия:

а– с балками таврового сечения; с пустотными балками; в, г, д - с балками с выпусками

арматуры; 1 – тавровая балка: 2 – балка с нижними опорными полками; 3 – балка с

выпусками арматуры; 4 - дополнительная рабочая арматура; 5 - пустотный блок заполнения;

6 – ребристая плита заполнения; 7 – арматурная сетка; 8 – бетон замоноличивания