Płyty bezbelkowe: rodzaje, obliczenia, zalety i wady

Płyty drewniane i metalowe są zawsze montowane na specjalnych wspornikach. Te ostatnie nazywane są dźwigarami. Stropy betonowe mogą być układane w otworach powłoki budynku bez użycia takich elementów nośnych. Ponieważ ten rodzaj blachy sam w sobie jest bardzo mocny i ma doskonałą nośność.

Trochę historii

Płyty bezbelkowe zostały po raz pierwszy zastosowane na budynku w 1902 r. W USA, inżynier Orlano Norcors. Takie konstrukcje stosowano również w Rosji na początku ubiegłego wieku. Pierwszy taki budynek w naszym kraju powstał w Moskwie w 1908 roku. Był to czterokondygnacyjny budynek przeznaczony na magazyn produktów mlecznych. Zbudowano go pod kierunkiem inżyniera A. Ф. Lopeita. Cechą charakterystyczną tego typu budynków było to, że kolumny miały wydłużony szczyt. Zwiększa to powierzchnię styku pomiędzy podporą a płytą i poprawia niezawodność montażu. Dlatego na początku wieku płyty tego typu były nazywane "grzybkowymi".

Gdzie zastosowano

Sufity takie mogą być montowane w niemal każdym rodzaju budynku. Bardzo często widuje się konstrukcje pozbawione joistu na przykład w miejskich blokach mieszkalnych z płyty. W ten sposób często wykonuje się również konstrukcje podłogowe w halach produkcyjnych, magazynach, garażach itp.

Szczególnie powszechne w przemyśle spożywczym. Mogą to być np. mleczarnie, półfabrykaty itp. Płyty bezprofilowe są więc często instalowane tam, gdzie wymagania dotyczące higieny są wysokie.

W prywatnym budownictwie mieszkaniowym rzadko stosuje się strop pośredni tego typu. Ale czasami podmiejskie budynki mieszkalne są również budowane w ten sposób.

Podstawowe odmiany

W budownictwie występują tylko trzy rodzaje takich płyt:

• prefabrykowane;
• monolityczny;
• prefabrykowane konstrukcje monolityczne.

Pierwszy typ składa się z dwóch części: płyty nad kolumną i kapiteli. Konfiguracja bezbelkowych sufitów prefabrykowanych jest stosunkowo prosta. Płyta spoczywa na specjalnych podporach nad słupem. Te ostatnie są z kolei wspierane przez stolice i połączone spawami.

Konstrukcje monolityczne i prefabrykowane monolityczne

Drugi rodzaj płyt bezbelkowych - monolityczne. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie wymagane są gładkie sufity. Na przykład bardzo szeroko stosowane są stropy prefabrykowane Są one wykorzystywane w metrach i przejściach podziemnych. Stropy takie to płaskie nierozłączne płyty, które opierają się na filarach. Te ostatnie mają w tym przypadku również kapitały.

Szczególną cechą prefabrykowanych monolitycznych płyt bezbelkowych jest to, że są one projektowane z kwadratową lub prostokątną siatką słupów. Najczęściej podpory ustawia się na 6x6 m. Płyty takie układane są na płytach prefabrykowanych, przęsłowych i nadpodporowych.

Płyty bezramowe

Ten rodzaj konstrukcji jest również dość popularny wśród budowniczych. W tym przypadku elementy płyty stropowej są podparte bezpośrednio na pylonach i słupach ramy. Płyty w takich konstrukcjach mają zazwyczaj stałą grubość.

Ten rodzaj płyty stropowej po raz pierwszy zastosowano w budownictwie w latach 40. Unikalną cechą takich bezbelkowych konstrukcji jest zmniejszona powierzchnia płyt nośnych na słupach. W tym przypadku do przejęcia sił ścinających stosuje się dodatkowo metodę zbrojenia przekrojowego płyt bezbelkowych. Pręty stalowe znacznie zwiększają wytrzymałość płyt w pobliżu ich połączenia z podporami.

Ten typ budynku może być również zaprojektowany ze słupami o dużej średnicy. Zastosowanie takich elementów zwiększa powierzchnię styku pomiędzy podporami a płytami. A co za tym idzie, obciążenia nie mogą zniszczyć podłogi w obszarze słupów.

Rodzaje ram

Budynki ze stropami bezbelkowymi mogą być budowane w różnych technologiach. Stelaże takich domów występują w różnych formach:

• domy szkieletowe;
• więzadła;
• obramowany i stężony.

W pierwszym typie, główne funkcje nośne płyty pełnią słupy i gzymsy, montowane w dwóch kierunkach. Elementami szkieletowymi w takich budynkach są sztywne ramy. Te ostatnie przejmują wszystkie obciążenia działające na budynek - zarówno pionowe, jak i poziome.

W szkieletach więzadłowych główne obciążenia przenoszone są przez układy słupów i membran, zwanych również pylonami. Rola samych płyt w takich budynkach znacznie wzrasta. Oprócz samych obciążeń pionowych, konstrukcje te w tym przypadku podtrzymują również obciążenia poziome, a następnie przekazują je na membrany.

Ramy zespolone i ramy stężające są zwykle stosowane w stalowych i wylewanych na miejscu żelbetowych konstrukcjach nośnych. W tym przypadku systemy membranowe przenoszą 85-90% obciążeń poziomych. A przy odrobinie wzmocnień wytrzymają je całkowicie, w 100%.

Zalety

W porównaniu z tradycyjnymi płytami, płyty bezbelkowe mają szereg kluczowych zalet. Zalety takich konstrukcji to przede wszystkim:

• Niskie zapotrzebowanie na siłę roboczą przy pracach wykończeniowych;
• Zmniejszenie wysokości i kubatury budynku;
• Lepsze warunki sanitarne.

Gładkie płyty bez legarów są znacznie łatwiejsze do wykończenia niż płyty tradycyjne. W tym przypadku nie jest nawet konieczne wykonanie okładziny sufitu. Wszystkie, co jest potrzebne Płytę można wykończyć poprzez otynkowanie powierzchni, a następnie pomalowanie. Obie te operacje nie zajmują zbyt wiele czasu.

Grubość bezbelkowych płyt żelbetowych jest zazwyczaj mniejsza niż płyt tradycyjnych. Dla tej samej kubatury budynek będzie niższy.

Co jeszcze wchodzi w grę?

Powierzchnia płyt bezbelkowych jest znacznie łatwiejsza w pielęgnacji. Przecież w tym przypadku konstrukcja sufitu lub podłogi nie ma szczelin, przez które mogłyby się dostać zanieczyszczenia lub kurz. W związku z tym sufity te nie są siedliskiem wszystkich rodzajów patogenów. Dlatego też ten typ konstrukcji jest często stosowany w zakładach przetwórstwa spożywczego lub np. w szpitalach.

Jakie są wady

Wady takich sufitów, oczywiście, mają również. Główną wadą tego typu konstrukcji, w porównaniu do legarów, jest ich duży ciężar. Podpory płyt dla tego typu płyt muszą być jak najmocniejsze.

Inną wadą konstrukcji bezbelkowych jest ograniczona szerokość rozpiętości. Odległość między podporami takich płyt stropowych nie może być zbyt duża. Beton zbrojony jest bardzo wytrzymałym materiałem. Jednak przy znacznej powierzchni i dużym obciążeniu taka płyta zacznie się uginać, a nawet może się zawalić.

Ekonomicznie wykonalne jest wyposażenie w płyty bezspoinowe płyt o rozpiętości do 5x6 metrów i obciążeniu tylko 5 kN/m². W tym przypadku struktury są zazwyczaj wystarczająco wytrzymałe.

Projektowanie płyty bezbelkowej jest skomplikowaną i wymagającą procedurą. Tylko wysoko wykwalifikowany i doświadczony inżynier jest w stanie wykonać taką pracę. Oczywiście trudności w rysowaniu mogą być również jedną z wad tego typu konstrukcji.

Osobliwości obliczeń płyty bezbelkowej

Dlatego ten rodzaj podłogi musi być zaprojektowany jak najstaranniej. W normalnych strukturach tego typu Obciążenia są podejmowane przez Wiele krótkich wiązek. Chociaż płyty mają większą powierzchnię, a zatem mogą się bardziej odchylać.

Jak oblicza się płytę bezbelkową?? Jak już wspomniano, takie konstrukcje, montowane na rozpiętościach do 5-6 m, są najczęściej spotykane w budownictwie. Jeśli odległość między podporami jest większa, projektanci zwykle mają trudności z zapewnieniem wytrzymałości płyty na przebicie.

Destrukcja tego typu podłogi zaczyna się w okolicach kolumny. Beton w tym momencie traci swoją integralność, co może prowadzić do natychmiastowego zawalenia się płyty. Zwiększenie wytrzymałości konstrukcji na przebicie może być dokonane przez kilka metod:

• poprzez zwiększenie grubości roboczej płyty;
• poprzez zwiększenie powierzchni stóp;
• poprzez montaż zbrojenia poprzecznego.

Istnieje kilka metod obliczeniowych dla płyt monolitycznych, prefabrykowanych lub prefabrykowanych monolitycznych. Na przykład technika obliczania całkowitego momentu zginającego jest często stosowana w budownictwie.

Bezbelkowa płyta monolityczna może być również projektowana w bardziej precyzyjnej i nowoczesnej technologii. Przykładowo, jedna z tych metod nazywana jest estymacją momentu.

Stara technologia

Technika ta jest obecnie często stosowana do wykonywania obliczeń w przypadku płyty bezbelkowej. W tym przypadku pierwszą rzeczą, którą inżynierowie przyjmują za podstawę, jest to, że siły na stołeczkach rozkładają się wzdłuż trójkąta. Za rozpiętość obliczeniową panelu przyjmuje się odległość pomiędzy środkami ciężkości tych ostatnich. 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 jest całkowitym obciążeniem na komórkę bezdźwigarowej płyty stropowej, L jest odległością między słupami, c jest wielkością kapiteli.

Wzór ten został wyprowadzony przez J. W. Reeda. przez Nicholsa w 1914 r. Już w 1917 roku został on przyjęty jako jeden z kodeksów budowlanych ACI. Wzór ten jest używany do obliczania płyt stropowych z pełnymi słupami.

Ocena momentów

Ta nieco nowocześniejsza metoda nowoczesna metodologia został opracowany na podstawie danych eksperymentalnych i teoretycznych. W naszym kraju udoskonalił ją w latach 30. ubiegłego wieku B. И. Murashov i A. А. Gvozdev.

Wzór na panel kwadratowy jest następujący

• M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L).

W celu wyznaczenia momentów w przekrojach obliczeniowych oraz przy projektowaniu zbrojenia, płyty, przy zastosowaniu tej metody, dzieli się w planie na pasy nadprzegubowe i nadsłupowe. Szerokość każdego takiego pasa powinna być równa połowie odległości między osiami słupów we wszystkich kierunkach.

W każdym takim paśmie podczas eksploatacji budynku występują momenty negatywne i pozytywne. Dlatego w elementach konstrukcji nośnej są one zwykle większe niż w elementach przęseł. Dla szerokości pasów momenty wyznaczane są z krzywych. W praktyce jednak mierzy się je w krokach. Wzdłuż szerokości pasa momenty przyjmuje się jako stałe.

Przy różnych rodzajach odkształceń plastycznych, m.in. redystrybucji M. Dlatego wartości momentów w czterech obliczonych przekrojach płyt wyznaczono tak, aby ich suma na końcu była równa belce M0.

Cechy instalacji płytowej

Technologia montażu płyt zależy przede wszystkim od odmiany płyty. Przy zastosowaniu płyt żelbetowych sposób wykonania jest następujący:

• Produkcja płyt w zakładzie produkcyjnym;
• załadowanie ich na pojazdy i dostarczenie na plac budowy;
• Rozładunek płyt za pomocą żurawia samojezdnego na placu budowy;
• Montaż płyt na filarach i ścianach za pomocą wózka dźwigowego.

Uważa się, że długość płyt żelbetowych nie może przekraczać 9 m.

Montaż płyty monolitycznej

Konstrukcje takie odlewane są w uprzednio zmontowanych szalunkach drewnianych. Dno takiej formy również wykonane jest z płyty. Jest on podtrzymywany od dołu przez specjalne wsporniki teleskopowe. Cast-in jest następnie przeprowadzany w następujący sposób:

• Umieść wzmocnienie na specjalnym stojącym grzybku;
• wlać mieszankę betonową do szalunku.

Zaprawa przygotowywana jest w firmach przy ścisłym zachowaniu wszystkich zalecanych procedur w zakresie proporcji i jednorodności. Wlewanie do szalunku za pomocą węża z cysterny.

Tak odlaną płytę usuwa się po ok. 2 tygodniach. Przez cały ten czas należy codziennie polewać płytę wężem, aby zapobiec pęknięciom powierzchni. Dalszą budowę budynku można rozpocząć dopiero po kolejnych dwóch tygodniach. Aby beton uzyskał odpowiednią wytrzymałość, potrzebny jest co najmniej jeden miesiąc.