Балки – это нужный элемент в тех конструкциях из дерева либо стали, которые собираются из раздельных частей. Без их возможно обойтись в цельных бетонных конструкциях, но в данном случае вся конструкция сооружения будет наименее гибкой при той же массе и толщине плит.
Балки представляют собой элемент в тех древесных либо железных конструкциях, которые собираются из раздельных частей.
Ежели в сооружении употребляются колонны, то без поддерживающих балок они могут просто продавить всякую плиту и повредить здание, конкретно для таковых случаев и были выдуманы безбалочные перекрытия, расчет которых и нужно выполнить.
Они сооружались над колоннами с капителью (расходящаяся в стороны высшая часть колонны). Изобретателем этого решения стал янки Орлано Норкос еще в 1902 году. В Рф первым зданием, построенным по таковой технологии доктором Лолейтом в 1908 году, был четырехэтажный молочный склад. Оголовники колонн в таковых конструкциях имели соответствующую раздутую форму, и поэтому подобные перекрытия носили еще заглавие «грибовидные». Таковым образом, конструкция безбалочных перекрытий состоит из нескольких частей: колонн, плит, опирающихся на ряды колонн (последних и промежных), капителей и обвязочных балок.
Содержание:
- 1 Разновидности и армирование капителей2 Цельные плиты3 Разновидности армирования4 Способ доктора А. Ф. Лолейта5 Внедрение отдельных полос6 Армирование по системе ЦНИПС7 Система раздельного монтажа8 Армирование сварными сетками
Разновидности и армирование капителей
Структура каптели
Ежели в конструкции не предусмотрены обвязочные балки, то последние колонны должны дополняться полукапителями (пристеночными). Капителей на нынешний момент всего три типа – капитель с надкапительной плитой, ровная капитель (другими словами без надкапительной плиты) и капитель с изломом. 2-ой тип капители употребляют в вариантах, когда расчет указывает, что перегрузки сравнимо невелики, другие же созданы для больших нагрузок. Наибольшее распространение получила капитель с изломом, потому что она способна выдерживать самые большие перегрузки, ну и архитектурно наиболее презентабельна. Еще в 30-ые годы прошедшего века были проведены масштабные исследования-испытания безбалочных методов перекрытия с различного вида капителями. Эти тесты подтвердили подготовительный расчет и проявили, что капитель с изломом прочней других типов в среднем на 10 %. Конкретно благодаря данной разнице в СССР и было рекомендовано применять капитель такового типа. Расчет размера капителей имеет ту изюминка, что фактические и расчетные размеры – это не одно и тоже. Расчетная ширина капители С – это поперечник, измеренный на нижнем уровне у плоскости плиты. Расчет размеров капителей – принципиальный момент хоть какого конструирования и испытаны расчетом на главные растягивающие моменты растяжения плиты по ее периметру. При средних расчетных отягощениях наилучшим соотношением размеров капителей к просвету является 0,35 при расчетной 0,2. Армирование почти всегда не требуется, потому что площадь сечения капители такая, что как растягивающие, так и сжимающие усилия не превосходят расчет допустимых строй нормами пределов. Потому для укрепления колонн армирование, обычно, не употребляется.
Армирование капителей без изломов проводят прутьями, поперечником 10 мм, установленными по углам и середине сторон.
Армирование оправдано лишь в качестве улучшения связки колонны и плиты либо других конструктивных желаний заказчика. Армирование капителей без изломов проводят обыкновенными 10 мм прутьями, установленными по углам и середине сторон. В общем, таковая же практика армирования действует и в отношении капителей с изломом, и полукапителей. В случае использования надкапительной плиты армирование ее не создают, полностью довольно армирования самой капители. При использовании железных колонн от капителей обычно отрешаются, заменяя их на железные балки в месте стыковки плиты и колонны. В данном случае возрастает площадь опоры без значимого понижения сохранности. Зато такое решение содействует наиболее комфортной прокладке разных коммуникаций, сначала трубопроводов.
Цельные плиты
Структура цельных плит перекрытий
В безбалочных цельных перекрытиях плиты имеют равную толщину на всех участках, саму толщину описывает расчет, опирающийся на требования к допустимым прогибам и иным, наименее принципиальным для сохранности, требованиям заказчика строительства. Обычно рекомендуется при использовании в конструкции капителей с изломом либо с надкапительными плитами проводить расчет толщины исходя из наибольшего положительного момента, в других вариантах расчет проводится по большему отрицательному моменту. Производя расчет толщины плиты, помните о том, что согласно нормам проектирования ж/б конструкций, ее толщина при наличии надкапительной плиты обязана относиться к величине просвета более как 1 к 36 в случае использования обыденного сорта бетона и 1 к 30 – легкого. Ежели употребляются капители без плиты, то 1 к 32 и 1 к 27 соответственно. В случае ежели плита все таки тоньше, то ее нужно проверить на уровень прогиба, и он не должен превосходить общепринятые нормы. Армирование как безбалочной, так и балочной плиты не очень различается. Основное, что над опорами арматура плиты размещается в высшей части, в зоне отрицательного момента, а в других местах – в нижней.
Этот же принцип армирования употребляют и в опорах, там, в просветах арматура лежит понизу, а над колоннами – вверху. Армирование прутьями создают так же, как и укладку балок, другими словами перпендикулярно друг дружке. Безбалочное цельное перекрытие в виде сплошной плиты играет роль упругой пластинки, а означает в любом собственном месте плиты испытывают не только лишь обычное, да и касательное напряжение, которое тоже нужно брать в расчет. Потому строители стремятся провести армирование так, чтоб учитывать индивидуальности перегрузки плит и их рабочие зоны.
Разновидности армирования
Для такового вида армирования существует несколько методов: двухпутное, четырехпутное и кольцевое. 1-ый метод заключается в расположении арматуры в перпендикулярных направлениях, аналогично расположению колонн. Четырехпутное армирование – это армирование не только лишь перпендикулярно, делается к тому же укладка диагональных частей арматуры. Кольцевая система – это размещение арматуры в виде концентрированных колец. Крайние две системы употребляют изредка, потому что кольцевая сложна в изготовлении, а четырехпутная просит высочайшего расхода сплава. Конкретно потому в конкурентноспособной борьбе одолела двухпутная система армирования.
Схема армирования плиты
Разглядим ее подробней. Как уже говорилось, двухпутная система армирования заключается в перекрестном расположении арматуры 2-мя перпендикулярными линиями и параллельно расположению колонн. Расчет сечения арматуры происходит персонально, зависимо от моментов, работающих на данных участках перекрытий. Естественно, нереально расположить арматуру, стопроцентно беря во внимание полосы изгибающих моментов – себестоимость и сложность строительства в данном случае могли быть неприемлемыми. Потому при расчете безбалочных перекрытий употребляют последующую методику. Для расчета плиту условно разбивают на две полосы в каждом направлении – пролетную и над колоннами, – потом определяют средние моменты для каждой из полос и подбирают для их подобающую арматуру. В самой полосе сечение арматуры раскидывается идиентично умеренно. Другими словами армирование идет при помощи всего 2-ух видов арматурного сечения. Потому что моменты в пролетной части меньше, чем проходят над колоннами, то и арматуры там устанавливается меньше. В пролетной части арматуру ставят с учетом наибольших моментов, которые приходятся на опорную часть. Участок плиты, расположенный над колонной, воспринимает на себя отрицательные моменты 2-ух направлений – сжатие понизу и растяжение вверху. Потому в надколонных полосах плит арматура устанавливается сверху.
Арматура ж/б покрытия
Меж колоннами плита испытывает положительный момент в направлении к надколонной части и отрицательный – в сторону пролетной. Это означает, что посреди надколонной полосы армирование идет снизу, а на перпендикулярной полосе – сверху. Для большей жесткости арматуры нередко ставят особые подкладки, но рекомендуется все таки применять для этого чуток наиболее толстые стержни, потому что сочетание подпорок и капители трудно монтировать. Для армирования безбалочных плит есть несколько методик. Разглядим главные из их.
Способ доктора А. Ф. Лолейта
Как верхние, так и нижние прутья арматуры укладываются в виде сетей, не связанных меж собой. Нижняя сеть строится из прямых прутьев длинноватой в 80 % от длинны просвета. При всем этом четные прутья добиваются оси опоры с одной стороны, а нечетные – с иной. Первой армируется полоса над линией колонн, а позже уже меж ними. Но это ежели плиты перекрытия длинноватые, прямоугольные. А ежели они квадратного типа, то совсем без различия, какое направление проходит армирование ранее.
Схема армирования несварными сетками
При прямоугольных плитах первой армируется полоса над колоннами по длинноватой стороне, потом по недлинной, последующим проходит армирование полосы над длинноватой стороной просвета, и, в конце концов, крайней идет маленькая сторона просвета. Изюминка армирования последних панелей состоит в том, что поначалу укладывают прутья полосы над колоннами, что перпендикулярны обвязке, потом той же полосы, но параллельные обвязке. После чего идет очередь пролетной полосы, армирование которой тоже идет поначалу перпендикулярно обвязке, а потом параллельно. В надколонных полосах арматура постоянно уложена в нижнем ряду, что делается методом маленького отгиба арматуры, укладываемой во вторую очередь. Третьеочередные прутья арматуры пролетной полосы тоже отгибаются, а означает лишь прутья с пролетной полосы, укладываемые в последнюю очередь, находятся во 2-м ряду. Перпендикулярно размещены полосы верхней арматуры на опорных полосах. Чтоб верно расположить верхнюю сеть, употребляют так именуемые «кобылки» (подкладки). Их связывают узкой вязальной проволокой как с верхними, так и с нижними сетками.
Схема армирования по способу А. Ф. Лолейта
Способ А. Ф. Лолейта, когда армирование происходит отдельными сетками, просит наиболее высочайшего расхода сплава, чем этот же способ раздельного армирования прутьями. К тому же подготовка таковых сеток на производстве с ее увязкой вязальной проволокой и транспортировкой на место установки тоже приносили много заморочек. Но ситуация поменялась с течением времени. Дело в том, что опосля внедрения промышленных методов производства арматурных сеток, их заготовки, резки, сварки и с внедрением различной подъемной техники, способной доставить на стройплощадку собранные конструкции, способ Лолейта опять стал полностью выгодным, нужным и берется в расчет. К тому же внедрение разных видов стали и способов ее обработки посодействовали понизить расход сплава в целом. Таковым образом способ подготовительного производства армированных сеток сейчас интенсивно употребляется.
Внедрение отдельных полос
Армирование с внедрением отдельных полос схема
В первый раз его применил еще в СССР трест “Мясохладстрой”. Этот способ достаточно прост и заключался в том, что панели перекрытия делятся на пролетные полосы и те, что проходят над колоннами, любая из этих панелей шириной только в полпролета. Создают двойной расчет нужной площади сечения прутьев как для просвета, так и для места над опорой. В обеих полосах на опорах половина нижних прутьев арматуры отгибается ввысь. Этого количества арматуры, оказавшейся наверху пролетной полосы, полностью довольно для контроля отрицательных моментов. Но для надколонной части необходимо добавить к тому же недлинные прутья. Их нужно сделать с отгибами с обеих сторон. Для гарантии подходящей жесткости, согласно расчету, поперечник стержней должен быть более 12 мм. Чтобы не усложнять армирование строй объектов, для каждой полосы употребляются один и этот же тип стержней – прямые прутья с 1-го конца и с отгибом на другом, который и пойдет в высшую часть плиты. Оставшиеся понизу части прутьев, при этом во всех панелях, не доходят до середины панели. При всем этом в полосе над колоннами прутья должны непременно входить за границу капители не меньше чем на 12-15 см для наилучшей жесткости конструкции. При выбирании прутьев для высшей части капители (для взятия в расчет отрицательного момента) принципиально держать в голове, что арматура может деформироваться от имеющихся нагрузок на шаге самого монтажа, потому что в данном случае значительно снизится несущая функция перекрытия.
Схема армирования с внедрением отдельных полос
Этот же “Мясохладстрой” установил некоторый эталон для обыденных панелей перекрытия размером 5х5 м, в их нижние прутья арматуры обрываются, не доходя 1,8 м до середины панели. В верхней же части стержни не доходят 1,5 м в полосе над колоннами и 1,25 м в пролетной. Расчет идет от оси колонн. Места же сгибов размещены на расстоянии 1,25 и 1 м для надколонной и пролетной частью соответственно. Позднее, исходя из этих эталонов и следующего расчета, сделали вывод о необходимости армирования капители в высшей части прутьями поперечником 12-9 мм. Сейчас при армировании полосы над колоннами нижние прутья делаются прямыми без сгибов и не доходят 0,35 м до середины каждой полосы, за границу же капители они погружаются не меньше чем на 10 поперечников. Верхние же прутья из маленьких арматур делаются поперечником 12-19 мм с особенными «лапками», что опираются на опалубку.
Армирование по системе ЦНИПС
Армирование по системе ЦНИПС – способ, заключающийся в армировании пролетных полос отдельными прутьями.
Центральный институт промышленных сооружений (на данный момент он именуется Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А. А. Гвоздева (либо НИИЖБ)) еще в 30-е годы предложил собственный способ армирования, заключающийся в армировании пролетных полос отдельными прутьями. Он в чем либо идентичен с способом “Мясохладстроя”, как и у крайнего, половина нижних прутьев сгибается ввысь на опоры, а надколонные части плит армируются независимыми друг от друга сетями понизу (для защиты от положительного момента) и вверху (для восприятия отрицательного). Все прутья на концах обязаны иметь крюки.
У армирования по системе ЦНИПС и в пристенных, и во внутренних панелях стержни укладываются идиентично.
Расчет площади сечения применяемой арматуры над колоннами показал необходимость полной протяженности на дистанцию не меньше чем 0,2 размера просвета от оси колонн. Ежели отстоит далее 0,2 L, то расчетную площадь сечения можно понизить до 40 %. Сечение нижней арматуры полосы над колоннами сохраняется более чем на расстояние 0,3 по обе стороны от середины просвета, до сечения же дальше 35 L от центра просвета площадь сечения нужно довести как минимум до 0,7 от поперечника относительно основной арматурной сети. В пролетной полосе эти характеристики будут равны 0,15 по обе стороны от ряда колонн – полная площадь сечения, но половинная часть верхнего слоя стержней доходит до сечения на расстоянии 0,25 L. На расстоянии 0,3 L от середины в пролетной полосе нижняя арматура устанавливается в полном объеме, а до 0,35 лишь половину доводят до сечения. И в пристенных, и во внутренних панелях стержни укладываются идиентично, исключение составляют лишь опорные зоны надколонной полосы на внутренней колонне, стоящей первой, там стержни стопроцентно длятся на дистанцию более 0,25. Панели, опирающиеся одной стороной на внешнюю стенку, армированы так, что нижние стержни, перпендикулярные стенке, на расстоянии 0,25 L загибаются ввысь, другие идут до конца панели. Это относится как к пролетной, так и надколонной полосе.
Система раздельного монтажа
Система раздельного армирования схема
Сущность способа, предложенного еще “Промстройпроектом”, состоит в том, что армирование создают раздельными прямыми стержнями без их сгибов. И в опорной, и в пролетной полосе половина нижних стержней доводится от центра просвета к краям более чем на 0,3 L, 2-ая часть – до 0,35 L, При всем этом в надколонной полосе стержни должны входить за границу капители не меньше чем на десятикратный размер поперечника. Из прямых стержней состоит и высшая часть арматуры, они к тому же должны быть проложены через один в каждую сторону от оси колонн на 0,3 L, а 2-ая половина – на 0,35 L. В пролетной части, соответственно, 0,2, и 0,25 L. Все прутья арматуры по данной методике ставят вразбежку в надколонной полосе сверху, а на опоры в пролетной полосе снизу проводят монтажное армирование. Довольно неоднозначным моментом являются точки обрыва арматуры от 0,2 L до 0,35 L при хоть какой ширине капители. Остальными методиками рекомендуется обрыв верхних прутьев в надколонной части увязать с размерами самих капителей. Внимательный расчет указывает корректность такового подхода. Эта методика советует делать однообразный шаг прутьев при выбирании арматуры в обоих типах полос. А что касается поперечника, то для верхних прутьев надколонной полосы его рекомендуется устанавливать более чем в 18 мм, это ежели идет речь о едином поперечнике для всех стержней.
Схема системного раздельного армирования
Но ежели принято решение применять прутья 2-ух поперечников, то можно применять и поболее тонкие разновидности, но при всем этом в каждом направлении необходимо установить 3-4 стержня поперечником как минимум в 20 мм. Простый расчет указывает, что такового количества наиболее толстых стрежней полностью довольно. Верхняя арматура пролетной полосы рекомендуется поперечником более 12 мм. Стержни арматуры рекомендуется заканчивать крюками – для нижней части полукруглыми, а для верхней – прямыми. Крайние увязываются с опалубкой.
Армирование сварными сетками
Это более промышленный и удачный метод армирования при строительстве, к тому же он и самый экономичный в плане расхода сплава. При использовании сварных сеток нет необходимости сгибать на концах прутьев крюки. В качестве материала для армирования употребляется холоднотянутая проволока из стали. Из-за всех этих плюсов сварные сетки и получили настолько обширное распространение. При армировании как безбалочной, так и иной разновидности железобетонной плиты они стали фактически всепригодным средством. Меж собой сварные сетки соединяются, согласно строительным нормативам определенными соединениями.
Ежели вы желаете сами произвести расчет определенных нагрузок и разновидностей используемого армирования, рекомендуем обратиться для вас к специальной литературе и нормативам, в особенности направьте внимание на работы М. Я. Штаермана и А. М. Ивянского.
