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.

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

При устройстве бескапительного железобетонного перекрытия особое внимание необходимо уделить конструированию и расчету узла опирания плиты на колонну. В этом узле возникают большие поперечные силы и необходимо исключить разрушение узла по продавливанию по периметру колонны. В каркасах жилых зданий со свободным расположением колонн применяются безкапительные перекрытия с расстоянием между колоннами до 7,2 м. В качестве альтернативы колоннам в последнее время стали широко примеяться 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 колеблятся 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 такой конструкции 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 трапецевидные пазы с выпусками арматуры. 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

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

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. 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

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

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. В зависимости от условий опирания, пустоты в плитах устраиваются как продольные, так и поперечные (рис. 8.5). 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. 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.8.6 а, б).

Сборно-монолитные безбалочные перекрытия выполняются, как правило, с применением предварительного натяжения. В варианте разработанном в бывшей Югославии для

гражданских и промышленных зданий применяются только два основных элемента

Рис. 8.5. Многопустотная плита с опиранием по углам на колонны каркаса:

а – с продольными пустотами; б – с поперечными пустотами; 1 – боковое продольное ребро; 2 – централь-

ное ребро; 3 – торцевое ребро; 4,5 – закладные детали для крепления плит между собой и с колонной

каркаса - колонны и плиты (рис. 8.7). Сетка колонн с прямоугольными или квадратными ячейками имеет размеры от 3 х 3 до 7,2 х 7,2 м. Плиты могут быть как ребристыми. так и пустотными. Порядок сборки такого перекрытия следующий. После монтажа плит с при­менением инвентарных лесов, через отверстия в колоннах в стыки между плитами устанавливается высокопрочная проволочная арматура и натягиваетя. Затем швы между плитами заполняются бетоном и все перекрытие после отвердевания бетона пре­вращается в жесткий диск. В другом варианте, также с напряжением арматуры применя­ются три элемента - колонны, надколонные и пролетные плиты (рис. 8.8). В отличие от предидущего варианта напрягаемая арматура располагается не только в швах между плитами, но и в каналах самих плит. После монтажа перекрытия и натяжения арматуры производится заполнение швов бетоном и инъецирование цементного раствора в пустоты плит. После отвердевания бетона вся конструкция также образует жесткий диск.

Рис.8.6. Перекрытие с ребристыми плитами 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

Рис. 8.7. Безбалочное сборно-монолит-

ное перекрытие:

а – общий вид; б – вариант с ребристыми пли­тами; в – вариант с пустотными плитами; 1 - колонна; 2 – рядовая плита; 3 – консольная плита; 4 – бортовой элемент; 5 – натяжная арматура

Рис. 8.8. Сборно-монолитное перекрытие с напрягаемой арматурой;

а - компановочная схема; б - фрагмент разреза; 1 - колонна; 2 - основная

межколонная плита; 3 - промежуточная плита; 4 - пучковая арматура в каналах