Межэтажные перекрытия в каменных домах

Снижение веса строительных конструкций становится все актуальнее при проектировании. Уменьшение расхода строительных материалов при сохранении несущей способности конструкций обеспечивает существенный экономический эффект. В нашей стране в практике проектирования и строительства сборных и монолитных зданий наиболее широкое распространение получили стеновые, каркасные, каркасно-стеновые и каркасно-ствольные конструктивные системы.

Применение тяжелого бетона для возведения несущих железобетонных конструкций, широкое использование стеновых конструктивных систем привело к увеличению массы как отдельных конструкций, так и зданий в целом. Первой попыткой решить данный вопрос стало появление пустотных сборных плит. Такие плиты значительно легче, чем сплошные сборные и монолитные перекрытия.

Следующим этапом решения вопроса по облегчению конструкций стало использование сборно-монолитных перекрытий. При проектировании данных конструкций были учтены плюсы и минусы монолитных и сборных плоских перекрытий.

Доля сборно-монолитных конструкций для перекрытий в странах Евросоюза по разным оценкам составляет до 70%. В нашей же стране до 2008 года такие перекрытия не применялись вовсе. В то время как такие конструкции имеют меньший удельный вес, более высокие показатели по теплоизоляции и звукоизоляции, не требуют трудоемкого технологического процесса съемной опалубки, а также использования специальной грузоподъемной техники и других дополнительных трудозатрат.

Виды железобетонных перекрытий

Железобетонные плоские перекрытия – наиболее распространенные конструкции, применяемые в строительстве зданий. По технологии возведения такие перекрытия подразделяются на монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Монолитные перекрытия

Монолитное строительство – технология возведения железобетонных конструкций непосредственно на строительной площадке без устройства конструктивных стыковочных швов. Монолитные железобетонные перекрытия (рис.1) относятся к категории наиболее надежных и универсальных конструкций.

Рис.1. Монолитное перекрытие

К достоинствам монолитных перекрытий относят также их долговечность, высокую жесткость, возможность образования изделий необходимой формы, огнестойкость, использование местных материалов. К недостаткам – большой удельный вес, необходимость устройства лесов и опалубки, высокую трудоемкость возведения, которая не соответствует современным тенденциям в строительстве. Кроме того, монолитное строительство зависит от климатических и погодных условий. Так, изготовление ж/б конструкций при температурах ниже +5ºС сильно удорожает процесс, поскольку требует применения различных способов прогрева и (или) противоморозных добавок. Это обусловливает необходимость создания других типов конструкций перекрытий.

Сборные перекрытия

Сборным железобетонным перекрытием (рис.2) называют перекрытие, которое изготавливается из уже готовых железобетонных плит. Плиты производят на специализированных заводах с применением бетона классов не ниже В15 и стальной арматуры (с предварительным напряжением либо без предварительного напряжения).

Рис.2. Сборное железобетонное перекрытие

Значимым преимуществом такого вида перекрытия выступает тот факт, что максимальные нагрузки на плиты уже учтены при их производстве и нет необходимости рассчитывать плиты на несущую способность. Процесс их проектирования сводится к подбору из каталогов типовых железобетонных изделий нужных конструкций в зависимости от величины пролета и возможных нагрузок.

Виды плит перекрытия

Наиболее распространенными типами сборных плит (рис.3) являются:

  • полнотелые – сплошные ж/б плиты перекрытия без пустот. Форма – ровная прямоугольная, толщина варьируется от 100 до 160 мм;
  • пустотелые – плиты перекрытия, в теле которых предусмотрены круглые, квадратные, овальные пустоты, размещенные вдоль изделия. Чаще всего применяются плиты толщиной 220 мм с диаметром отверстий 140 и 160 мм. Производятся также пустотные железобетонные плиты толщиной 160, 260 и 300 мм;
  • ребристые – ж/б плиты, усиленные ребрами жесткости. Такие плиты обладают повышенной несущей способностью и зачастую применяются при строительстве торговых центров и производственных зданий.

Рис.3. Наиболее распространенные типы сборных плит: полнотелые, пустотелые и ребристые

Преимуществами использования сборных железобетонных перекрытий по сравнению с монолитными являются:

  • повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик при использовании пустотных сборных плит;
  • высокая скорость монтажа конструкций;
  • независимость от погодных условий при монтаже.

Процесс возведения сборных железобетонных конструкций на строительной площадке проще монолитных, но требует использования специального грузоподъемного оборудования. Кроме того, вес таких конструкций является значительным, и вопрос поиска более легких конструктивных решений с сохранением минимальных трудозатрат остается актуальным.

Сборно-монолитные перекрытия (СМП)

Стремление избавиться от недостатков монолитного перекрытия привело к созданию сборно-монолитных перекрытий, представляющих в сечении монолитную ребристую плиту. Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия заключается в удалении бетона из растянутых зон сечений, где он не оказывает влияния на несущую способность конструкции. В растянутых зонах сохранены лишь рёбра – второстепенные и главные балки – для расположения рабочей арматуры и восприятия поперечных сил. Устройство монолитного ребристого перекрытия приблизительно в 2 раза выгоднее строительства сплошной монолитной плиты перекрытия.

Наиболее распространённая конструкция, занимающая в Европе более 70% рынка перекрытий. В России практически весь современный рынок СМП сформировался за счёт однонаправленных перекрытий. На рынке в разной степени присутствуют все три их конструктивных варианта: балочные СМП, безбалочные СМП, сборно-монолитные плиты.

В составе балочных СМП специалисты выделяют четыре конструктивных элемента: балки несъёмной опалубки, элементы для заполнения межбалочного пространства, арматурная сетка, скрепляющий слой монолитного бетона. Чаще всего в качестве элементов для заполнения межбалочного пространства используются блоки различной толщины. Сегодня уже трудно назвать строительный материал, который не использовался бы для изготовления блоков перекрытий. Чаще всего блоки производятся из полистиролбетона, керамзитобетона, пескобетона, газобетона, керамики, пенопласта. Особенно расширилась номенклатура используемых блоков после изобретения в России компанией СМП МАРКО, балок на основе оцинкованного тонкостенного профиля.

Изначально в сборно-монолитных перекрытиях в качестве несъёмной опалубки использовались балки с бетонным основанием и пустотные блоки. Такие балки трудоёмки при  изготовлении и производстве монтажных работ на строительном объекте. Тем не менее, они были популярны до недавнего времени, а некоторые фирмы применяют их до сих пор. На смену им пришли стальные опалубочные армированные конструкции на основе профиля УНИВЕРСАЛ.

При схожих технологических приёмах устройства этих перекрытий между ними имеется существенное отличие. При использовании балок с бетонным основанием возникает, так называемый, «холодный шов», нарушающий монолитную целостность сечения бетонного ядра и ведущий к ослаблению прочностных связей на стыке «старого» бетона балки и «нового» свежеуложенного. Напротив, полый металлический профиль формирует однородное бетонное ядро и исключает образование «холодного шва». В результате перекрытие уже классифицируется как монолитное ребристое.

Опалубочные элементы с использованием профиля УНИВЕРСАЛ обладают меньшим весом, просты в монтажных работах, а также позволяют перекрывать пролёты в зданиях любой конфигурации.

Важно понимать, что для снижения собственного веса перекрытия и повышения его несущей способности необходимо снижать и вес блоков. Именно поэтому, в перекрытиях используются блоки низкой плотности. Низкая плотность материала блоков, кроме того, позволяет повысить тепло- и звукоизоляционные характеристики перекрытий.

По своей сути технология СМП (рис.4) предполагает ручной монтаж блоков. Это налагает ограничения на их вес, ограничивая его в пределах до 25 кг. Это условие, как раз, выполняют газобетонные блоки плотностью D300 и D400, вес боков  6 – 16 кг.

Перекрытия с такими блоками прошли успешные испытания на огнестойкость и огнесохранность. Пределы огнестойкости  REI 120 подтверждены протоколами ВНИИПО МЧС России.  Огнесохранность подвергнутой испытаниям плиты-образца перекрытия подтверждена достижением предельного состояния по несущей способности (R). Обрушение при нагрузке 3350 кг/м2.

Рис.4. Устройство монолитного ребристого перекрытия – монтаж  стальных опалубочных конструкций и блоков.

В индивидуальных жилых домах теплопотери через цокольные перекрытия, расположенные непосредственно над грунтом, достигают 20% общих теплопотерь дома. Сборно-монолитные перекрытия могут эти потери значительно снизить, а некоторых случаях (пассивный дом) свести к нулю. Важно отметить, что такое серьёзное сокращение теплопотерь достигается практически без дополнительных затрат. Аналогичная конструкция может быть использована и для чердачных перекрытий, и для перекрытий эксплуатируемых кровель, где задача снижения тепловых потерь стоит не менее остро.

Данный тип перекрытия обладает достоинствами как сборного, так и монолитного вариантов: экономный расход бетона, отсутствие опалубки для бетонирования перекрытия, применение предварительно напряженных балок в нижней зоне конструкции, а также возможность получения из монолитного бетона гладкой поверхности перекрытия, готовой для устройства чистых полов.

5.1.  Опалубка стальная армирующая несъёмная

Под эти названием подразумевается один из основных элементов СМП, формирующий в готовом перекрытии несущую железобетонную балку таврообразного сечения. Совокупность таких балок образует монолитное ребристое перекрытие.

Стальной опалубочный элемент (рис.5) представляет собой тонкостенный профиль специальной формы из оцинкованной стали, в котором закреплён пространственный треугольный арматурный каркас.  За счёт изменения высоты каркаса и диаметра его рабочей арматуры конструкторы меняют несущую способность перекрытий и размеры перекрываемых пролётов. Вес погонного метра  таких конструкций колеблется в пределах от  5 до 10 кг.

В качестве формообразующих элементов монолитной ребристой плиты используются обычные  стеновые  или перегородочные  блоки.  Такая возможность значительно расширяет географию применения сборно-монолитных перекрытий. Кроме того, с использованием стальных опалубочных конструкций для специалистов открылись совершенно новые возможности. Например,  такие конструкции легко стыковать между собой под углом, в дополнение к треугольному арматурному каркасу можно монтировать рабочую арматуру различного  расчётного диаметра. Это позволило выполнять в перекрытиях проёмы любой формы, перекрывать пролёты до 12, а в некоторых случаях до 16 м.

Рис.5. Балка МАРКО-УНИВЕРСАЛ

Представленная опалубочная конструкция обладает большими перспективами по расширению пределов несущей способности перекрытия. Незначительные конструктивные дополнения позволяют включить в работу тонкостенный профиль в качестве внешней арматуры (до настоящего времени исполнявшего функции только несъёмной опалубки). Технические решения зарегистрированы в Государственном реестре полезных моделей РФ. Получены патенты.

Кроме того, перекрытия с использованием тонкостенного профиля УНИВЕРСАЛ практически не имеют разумной альтернативы при замене старых перекрытий в жилом фонде.

 

Каждый год строительная отрасль развивается, происходит внедрение новых технологий, которые обладают какими-либо преимуществами по сравнению со своими широко используемыми аналогами.

Благодаря развитию системы сборно-монолитных перекрытий СМП МАРКО, все больше архитекторов и конструкторов включают в свои проекты легкие перекрытия, которые:

  • снижают нагрузки на конструкции здания;
  • значительно уменьшают расход бетона, а значит и затраты в целом;
  • позволяют вести монтаж без использования крана, а также в закрытых помещениях с пролетами до 12 метров;
  • позволяют использовать пустоты в блоках для прокладки коммуникации;
  • обеспечивают высокие показатели по теплозащите и звукоизоляции.

Использование сборно-монолитных перекрытий позволяет реально ускорить строительный процесс, сделав его менее затратным без потери показателей долговечности, надежности и комфорт

No tags