Podłogi drewniane i metalowe są zawsze montowane na specjalnych wspornikach. Te ostatnie nazywane są belkami. Posadzki betonowe można układać w przęsłach szkieletu budynku bez użycia takich elementów nośnych. Przecież płyty tego typu same w sobie wyróżniają się zwiększoną wytrzymałością i doskonałą nośnością.
Trochę historii
Podłogi bez belek zostały po raz pierwszy użyte do budowy budynku w 1902 roku w USA przez inżyniera Orlano Norcorsa. W Rosji takie projekty były również używane na początku ubiegłego wieku. Pierwszy taki dom w naszym kraju powstał w Moskwie w 1908 roku. Był to czteropiętrowy budynek magazynu produktów mlecznych. Został zbudowany pod kierunkiem inżyniera A. F. Lopeita. Cechą budowli tego typu było to, że kolumny w nich miały wysunięty szczyt. W ten sposób zwiększyła się powierzchnia styku podpór z płytami i wzrosła niezawodność instalacji. Dlatego na początku wieku sufity tego typu nazywano „grzybkowatymi”.
Gdzie używane
Takie podłogi można wyposażyć w budynki niemal każdego typu. Bardzo często konstrukcje bezbelkowe można zobaczyć, na przykład, w mieszkalnych wieżowcach miejskich płytowych. Również w wielu przypadkach posadzki wykonuje się w ten sposób w warsztatach produkcyjnych, magazynach, garażach itp.
W szczególności takie konstrukcje są często wyposażane w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego. Mogą to być np. mleczarnie, warsztaty do produkcji półproduktów itp. Czyli najczęściej montuje się sufity bezbelkowe tam, gdzie są podwyższone wymagania higieniczne.
W budownictwie mieszkaniowym tego typu konstrukcje międzykondygnacyjne są rzadko stosowane. Ale czasami buduje się w ten sposób podmiejskie budynki mieszkalne.
Główne odmiany
W budownictwie istnieją tylko trzy rodzaje takich podłóg:
- reprezentacje narodowe;
- monolityczne;
- prefabrykowane-monolityczne.
Pierwszy typ konstrukcji składa się z dwóch części: płyty znajdującej się nad słupem i kapitału. Prefabrykowane stropy bezbelkowe mają stosunkowo prostą konfigurację. Płyta w tym przypadku spoczywa na specjalnych półkach umieszczonych nad kolumną. Te z kolei są utrzymywane na kapitelach i połączone spawaniem.
Konstrukcje monolityczne i prefabrykowane-monolityczne
Drugi rodzaj stropów bezbelkowych to podłogi monolityczne. Stosowane są tam, gdzie potrzebne są gładkie sufity. Na przykład są szeroko stosowanew przejściach podziemnych i metrze. Takie stropy to płaskie, nierozłączne płyty wsparte na kolumnach. Te ostatnie w tym przypadku również mają duże litery.
Cechą prefabrykowanych monolitycznych sufitów bez belek jest to, że są one zaprojektowane z kwadratową lub prostokątną siatką kolumn. Najczęściej w tym przypadku podpory montuje się według schematu 6x6 m. Takie posadzki układa się na panelach prefabrykowanych, przęsłowych i nadkolumnowych.
Sufity bezkapitałowe
Ten rodzaj konstrukcji jest również dość popularny wśród budowniczych. W tym przypadku elementy podłogowe spoczywają bezpośrednio na pylonach i kolumnach ramy. Płyty w takich konstrukcjach mają najczęściej stałą grubość.
Takie stropy w konstrukcji budynków zaczęto stosować w 1940 roku. Cechą konstrukcji bezbelkowych tego typu jest zmniejszona powierzchnia płyt nośnych na kolumnach. Do percepcji sił ścinających w tym przypadku stosuje się dodatkowo technikę poprzecznego zbrojenia stropów bezbelkowych. Pręty stalowe znacznie zwiększają wytrzymałość płyt w obszarze przylegania do podpór.
Również przy projektowaniu tego typu budynków można zastosować kolumny o dużej średnicy. Podczas korzystania z takich elementów zwiększa się obszar kontaktu między podporami a płytami. A co za tym idzie, obciążenia nie mogą zniszczyć zakładki w obszarze słupów.
Rodzaje ramek
Budynki ze stropami bez belek mogą być budowane przy użyciu różnych technologii. Ramy takich domów to:
- ramka;
- łącznik;
- ramka-łącznik.
W systemach pierwszej odmiany główne funkcje nośne na stropach pełnią kolumny i poprzeczki montowane w dwóch kierunkach. Elementy ramowe w takich budynkach są sztywnymi ramami. Ci ostatni dostrzegają wszystkie obciążenia działające na budynek - zarówno pionowe, jak i poziome.
W ramach wiązań główne obciążenia spadają na systemy kolumn i przesłon, zwanych również pylonami. Rola samych podłóg w takich budynkach znacznie wzrasta. Oprócz rzeczywistych obciążeń pionowych, w tym przypadku struktury te odbierają również obciążenia poziome, po czym przenoszą je na membrany.
Ramy stężone kombinowane są zwykle stosowane w konstrukcjach nośnych wykonanych ze stali i żelbetu monolitycznego. W tym przypadku systemy membranowe odbierają 85-90% obciążeń poziomych. Jednocześnie przy niewielkim wzroście mogą wytrzymać je całkowicie, w 100%.
Korzyści
W porównaniu do konwencjonalnych podłóg bez belek mają szereg bezwarunkowych zalet. Zalety takich konstrukcji to przede wszystkim:
- niska pracochłonność prac wykończeniowych;
- zmniejszenie wysokości i kubatury budynku;
- poprawa warunków sanitarnych.
Wykańczanie gładkich podłóg bez belek jest znacznie łatwiejsze niż zwykłych. W takim przypadku nie trzeba nawet składać sufitu. Do wykończenia takiej zakładki wystarczy otynkowanie powierzchni i dalsze malowanie. Co więcej, obie te operacje nie zajmą zbyt wieleczas.
Bezbelkowe płyty żelbetowe są zwykle cieńsze niż tradycyjne. W związku z tym przy tej samej kubaturze budynek będzie niższy.
Jakie są inne zalety
Pielęgnacja powierzchni podłóg bez belek jest znacznie łatwiejsza. Rzeczywiście, w tym przypadku konstrukcja sufitu lub podłogi nie ma szczelin, w których mogłyby się zatykać zanieczyszczenia lub kurz. W związku z tym w takich sufitach nie pojawiają się różne rodzaje drobnoustrojów chorobotwórczych. Dlatego zwyczajowo wyposaża się tego typu konstrukcje w sklepach spożywczych lub np. w szpitalach.
Jakie są wady
Wady takiego nakładania się oczywiście również istnieją. Główną wadą tego typu konstrukcji w porównaniu z konstrukcjami belkowymi jest ich duża masa. Podpory dla tego typu podłóg muszą być zainstalowane jak najmocniej.
Ponadto ograniczona rozpiętość jest uważana za wadę konstrukcji bezbelkowych. Odległość między podporami pod płytami takich podłóg nie powinna być zbyt duża. Żelbet to bardzo trwały materiał. Ale przy dużej powierzchni i dużym obciążeniu taka płyta nadal zacznie się wyginać, a nawet może się zawalić.
Z ekonomicznego punktu widzenia wykonalne jest jedynie rozmieszczenie podłóg bez belek o rozpiętości nie większej niż 5x6 metrów przy obciążeniu 5 kN/m2. W takim przypadku projekty zwykle okazują się dość niezawodne.
Projektowanie podłóg bez belek to dość skomplikowana i bardzo odpowiedzialna procedura. Tylko doświadczona osoba może wykonać tę pracę.wysoko wykwalifikowany inżynier. Trudności w sporządzaniu rysunków można oczywiście również przypisać wadom takich konstrukcji.
Cechy obliczania podłogi bez belek
Projektuj podłogi tego typu, dlatego należy zachować ostrożność, jak to tylko możliwe. W konwencjonalnych konstrukcjach tego typu obciążenie jest przejmowane przez wiele dość krótkich opóźnień. Z drugiej strony płyty mają dużą powierzchnię i dlatego mogą się bardziej zginać.
Jak obliczać podłogi bez belek? Jak już wspomniano, takie konstrukcje są najszerzej stosowane w budownictwie, montowane na rozpiętościach do 5-6 m. Jeśli odległość między podporami jest większa, projektanci zwykle mają trudności z zapewnieniem wytrzymałości płyt na przebicie.
Strop zaczyna się w ten sposób zapadać wokół kolumny. Beton w tym miejscu traci swoją integralność, co może doprowadzić do natychmiastowego zawalenia się płyty. Istnieje kilka sposobów na zwiększenie wytrzymałości konstrukcji na rozerwanie:
- przez zwiększenie grubości roboczej płyty;
- przez zwiększenie powierzchni łożyska;
- przez zamontowanie zbrojenia poprzecznego.
Istnieje kilka metod obliczania płyt bezbelkowych, monolitycznych, prefabrykowanych lub prefabrykowanych-monolitycznych. Na przykład w budownictwie często stosowana jest technologia obliczania całkowitego momentu zginającego.
Ponadto projektowanie monolitycznych płyt bezbelkowych można przeprowadzić przy użyciu dokładniejszych i nowoczesnych technologii. Na przykład jedna z tych metod nazywa sięchwile.
Stara technologia
Ta technika wykonywania obliczeń podczas montażu podłóg bezbelkowych jest w naszych czasach dość często stosowana. W tym przypadku, pierwszą rzeczą, którą inżynierowie biorą za podstawę, jest to, że siły na kapitelach są rozłożone na trójkącie. W tym przypadku odległość między środkami ciężkości tego ostatniego jest przyjmowana jako obliczona rozpiętość panelu. Całkowity całkowity moment zginający w tym przypadku można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
M=1/8 WL (1-2c/3L)(1-2c/3L)
Tutaj W to całkowite obciążenie na komórkę bezbelkowej płyty stropowej, L to odległość między kolumnami, c to wymiary wielkich liter.
Ta formuła została opracowana przez J. Nicholsa w 1914 roku. Już w 1917 roku została przyjęta jako jeden z kodeksów budowlanych ACI. Ta formuła służy do obliczania pięter z dużymi kolumnami.
Oszacowanie momentów
Ta nieco bardziej nowoczesna technika została opracowana na podstawie danych eksperymentalnych i teoretycznych. W naszym kraju w jego ulepszenie w latach 30. ubiegłego wieku zaangażowali się W. I. Muraszow i A. A. Gvozdev.
Dla kwadratowego panelu wzór w tym przypadku to:
M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)
Aby określić momenty w przekrojach projektowych oraz w projektowaniu zbrojenia, stropy przy użyciu tej techniki dzieli się w rzucie na pasy przęseł i nadkolumn. Co więcej, robią to w taki sposób, aby szerokość każdej takiej części była równa połowie odległości między osiami kolumn we wszystkich kierunkach.
Bkażdy taki pasek podczas eksploatacji budynku ma momenty negatywne i pozytywne. Jednocześnie są one zwykle większe w elementach nadkolumnowych niż w elementach przęsła. Z szerokości pasm wyznaczane są momenty z krzywych. Jednak w praktyce stosuje się ich pomiar krokowy. W takim przypadku zakłada się, że momenty są stałe na całej szerokości pasów.
W przypadku różnego rodzaju odkształceń plastycznych może również wystąpić redystrybucja M. Dlatego wartości momentów w czterech przekrojach obliczeniowych płyt są określane tak, aby ich suma była ostatecznie równa belce M0.
Cechy instalacji płyt
Technologia montażu płyt bezbelkowych zależy przede wszystkim od ich różnorodności. W przypadku stosowania płyt żelbetowych technika budowy jest następująca:
- produkcja płyt w przedsiębiorstwie;
- ładowanie ich na pojazdy i dostawa na plac budowy;
- rozładunek płyt dźwigiem samochodowym na placu budowy;
- Montaż płyt na słupach i ścianach budynku za pomocą dźwigu samochodowego.
Uważa się, że długość płyt żelbetowych nie może przekraczać 9 m.
Montaż sufitu monolitycznego
Takie konstrukcje są wlewane do wstępnie zmontowanych drewnianych szalunków. Spód tej formy jest również wykonany z deski. Od dołu wspierają go specjalne podpory teleskopowe. Następnie wypełnij w następujący sposób:
- zamontuj okucia na specjalnych stojakach na grzyby;
- mieszanka betonowa wlewana jest do szalunku.
Zaprawa jest przygotowywana w przedsiębiorstwach przy ścisłym przestrzeganiu wszystkich wymaganych technologii pod względem proporcji i równomierności. Jest podawany do szalunku za pomocą węża z cysterny.
Formularz jest usuwany z tak wypełnionej zakładki po około 2 tygodniach. Przez cały ten czas płytkę codziennie podlewamy wodą z węża, aby zapobiec pojawianiu się pęknięć powierzchniowych. Dalsza budowa budynku rozpocznie się nie wcześniej niż za kolejne dwa tygodnie. Beton potrzebuje co najmniej miesiąca, aby uzyskać wystarczającą wytrzymałość.
