Железобетонные перекрытия
Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными и поэтому в настоящее время находят повсеместное применение в гражданском строительстве.
По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.
Простейшим видом монолитного железобетонного перекрытия 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.
Рис. 1. Железобетонное монолитное ребристое покрытие: 1 – главная балка, 2 – второстепенная балка, 3 – плита.
При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными. Так, если необходимо перекрыть помещение, имеющее размеры 8 х 18 м (рис. 1), устраивают балки пролетом 8 м с шагом 6 м. Эти балки называют главными. По ним через 1,5...2 м устраивают так называемые второстепенные балки, имеющие пролет 6 м. По верху укладывают плиту толщиной 60...100 мм. Таким г 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. 2). Применение их связано в основном требованиями решения интерьера помещения.
Рис. 2. – Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия
Сборные железобетонные ребристые перекрытия гораздо экономичнее монолитных, так как позволяют повысить индустриальность строительства, сократить трудозатраты и сроки производства строительно-монтажных работ. Важным требованием устройства сборных перекрытий является сокращение числа монтажных элементов. Лучшим вариантом служит тот, когда применяются плиты размером на комнату.
Особым видом балочного 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).
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 устройстватрудносгораемых и водоустойчивых перекрытий применяли металлические балки (из прокатных профилей). В настоящее время такие 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. 3) 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, изготовляемыхиз бетона.
Рис. 3. Железобетонное монолитное безбалочное перекрытие:
а — общий вид, б — схема опирания плиты на колонну, / — плита, 2 — капитель, 3 — колонна
В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают (рис. 4): 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, получаются достаточно жесткие горизонтальные диски, увеличивающие общую устойчивость зданий.
Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые (рис. 5) и пустотные (рис. 6).
Рис. 6. Многопустотные панели перекрытий: а — с круглыми пустотами, б — панели, изготовляемые на установках с бетонирующими комбайнами, в — панели с овальными пустотами, / — верхний слой, 2 — средний слой, 3 — нижний слой
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 сравнительно высока.
Применяют также шатровые панели (см. рис. 5, д), которые имеют вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Изготовленные размером на комнату, они позволяют исключить из конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщинеснизить высоту этажа, не уменьшая высоты помещения.
Рис. 7. Конструктивные схемы перекрытий: а — со слоистым покрытием пола, 6 — с раздельным полом, в — с раздельным потолком, г — раздельное перекрытие 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
При строительстве общественных зданий часто возникает необходимость устройства перекрытия при пролетах 9, 12 и 15 м. Для этого применяют ребристые предварительно напряженные плиты длиной 9 м, шириной 1,5 м и высотой ребра 0,4 м (рис. 8,а); предварительно напряженные панели типа ТТ-12 и ТТ-15 для пролетов соответственно 12 и 15 м (рис. 68, б, в). Такие плиты позволяют повысить сборность строительства и сократить трудозатраты по устройству перекрытий.
Рис. 8. Плиты-настилы для пролетов 9, 12 и 15 м:
монтажные петли, 2 – продольные ребра, 3 – поперечные ребра
Перекрытия из многопустотных железобетонных плит применяют при шаге несущих стен до 9 метров. Эти перекрытия долговечны, огнестойки, обеспечивают необходимую пространственную жесткость и устойчивость жилого здания.
Плиты укладывают вплотную и соединяют друг с другом путем замоноличивания швов между ними цементным раствором. Для создания жесткого единого горизонтального перекрытия железобетонные плиты соединяют между собой и наружными стенами при помощи стальных анкеров, закрепленных к монтажным петлям. В районе опирания плит на внутренние стены применяют составные анкера, соединенные между собой сваркой. Торцы плит перекрытий при опирании их на наружные стены соединяют с кладкой Г-образными анкерами, защищенными от коррозии цементным раствором. Промежутки между плитами при опирании на внутренние стены заполняют кирпичом той же марки, что и в основной кладке.
При использовании бетонного перекрытия обязательным условием является устройство кольцевого армированного пояса.
Однако в современной литературе можно найти несколько способов устройства кольцевого армированногопояса.
Рис. 1. Узел опирания плиты перекрытия на стену из ячеистобетонных блоков. 1 — кладка; 2 — слой теплоизоляции; 3 — выравнивающий слой цементно-песчаного раствора; 4 - пол; 5 - плита перекрытия; 6 — монолитный армированный железобетонный пояс; 7 — доборные блоки кладки; 8 — сборная железо-бетонная перемычка оконного проема; 9 — уголок из стекловолокна; 10 — откос; 11—упругая прокладка; 12 — оконный блок
Так в одном случае, когда стена выполнена из облегчённого ячеистого бетона и опирание плиты не достигает 250 мм. (обычное опирание - 120 мм), применяют распределительный пояс, через который плиты перекрытия опираются на стену (рис. 1). Такой пояс выполняется на всю, длину опирания перекрытия на стену и может быть изготовлен из монолитного железобетона или из трех рядов полнотелого кирпича, армированного кладочной сеткой. Ширина пояса равна 250 мм, а толщина — минимум 120 мм., Плиты перекрытия должны опираться на распределительный пояс не менее чем 120 мм. Вместе с плитами перекрытия он создает жесткую конструкцию для повышения сопротивления действию ветровых нагрузок, проявлениям температурных и усадочных деформаций, а также устойчивости при аварийных воздействиях. В другом случае, когда нагрузка на сжатие проходит установленным нормам или ширина опирания плиты на газобетонные блоки более 120 мм, распределительный пояс можно не применять.
