Байшев Ю.П., Плохих
В.И.
Уральская государственная архитектурно-художественная академия,
г. Екатеринбург.
ЭФФЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ
В последнее десятилетие получают развитие различные
каркасные и бескаркасные, сборно-монолитные и монолитные строительные системы многоэтажных зданий.
Перекрытия
серии 1.141-1, 0-435-04 каркасных зданий характеризуются значительными объемами
применения предварительно напряженных железобетонных многопустотных плит,
сплошных плит с арматурными выпусками
(неизвлекаемая опалубка) и монолитного железобетона. Стоимость устройства перекрытия
может достигать 35 % от общей стоимости конструкций здания.
Широкое применение в перекрытиях зданий нашли также пустотные
предварительно напряженные
железобетонные плиты.
Плиты отличаются повышенной заводской готовностью и
качеством изготовления, особенно
плиты безопалубочного формования. Однако применение пустотных плит
обуславливает увеличение расхода бетона на 37 % (табл. 1) и расчетной нагрузки
на 15 % (и более, с увеличением высоты сечения плиты).
Увеличение
нагрузки приводит к дополнительному расходу арматурной стали и бетона на
перекрытия, колонны, несущие стены, фундаменты.
Нерациональное применение пустотных железобетонных плит,
а также монолитного железобетона
в перекрытиях является одним из факторов значительного увеличения расхода
цемента в стране и повышения удельной стоимости перекрытий зданий в целом.
Таблица 1
Показатели плит при номинальном пролете 6 м и
нормативной нагрузке 6.. .7 кН/м2
|
Тип плиты |
Расход материалов |
|
|
Бетон, см/м2 / % |
Арматура, кг/м2 / % |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Ребристая
плита |
7,10/63 |
6,50/130 |
|
Плита с круглыми пустотами |
11,20/100 |
5,00/100 |
|
Пустотная
плита безопалубочного формирования |
10,2/91 |
4,9 / 98 |
Пустотные плиты необоснованно применяются в зданиях со
стальным каркасом, что
требует установки на балках дополнительных крепежных деталей для плит,
горизонтальных связей между балками перекрытия. Увеличиваются конструктивная
высота перекрытия, площади стен и перегородок.
В
общественных зданиях зачастую гладкие потолочные поверхности плит не требуются,
так как применяются подвесные потолки для обеспечения требуемой звукоизоляции, огнестойкости, размещения
технологических коммуникаций, свето- и акустического оборудования,
требований интерьерных проектов и так далее.
В
зданиях многоэтажных автостоянок, телефонных и метеостанций, складов и других типов зданий также не требуются гладкие
потолочные поверхности. Следовательно, в целях сокращения
материалоемкости строительства необходимо увеличить объемы выпуска и расширить номенклатуру объектов
применения ребристых плит различных типов: с ребрами вниз или вверх, с
перекрестными ребрами или продольными ребрами (без поперечных); с продольными
ребрами переменного сечения, с сечением плит П, Т, 2Т, U, Ш и другими; с
продольными предварительно напряженными ребрами переменного сечения; с предварительно – напряженными
контурными ребрами и другие (табл. 2).
В научно-исследовательских и опытно-конструкторских
работах последнего времени можно выявить следующие направления:
1.
Совершенствование конструктивных форм железобетонных
изделий перекрытий (ребристых,
вспарушенных, комплексных) [1, 2, 3].
2.
Обеспечение совместной работы плит в двух взаимно перпендикулярных направлениях [4].
3.
Проектирование
комплексных плит со следующими сочетаниями элементов:
-
плиты их тяжелого железобетона с легким бетоном (ячеистым,
крупнопористым, полистирол-бетоном, гипсопенобетоном и другие), с
цементно-стружечными плитами (рис. 1);
-
плиты с заполнением межреберного пространства
эффективными звуко -теплоизоляционными
материалами (рис. 2).
4.
Создание
универсальных линейных профильных элементов типа П, Т, 2Т, ребристых и гладких плит (ненапряженных,
напряженных в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях) [
5 ].
5.
Разработка гибких автоматизированных производств
железобетонных изделий с применением стендов безопалубочного формования,
универсальных переналаживаемых форм робототехники и другого оборудования.
Таблица 2
Сравнение
вариантов перекрытий
|
Варианты перекрытий |
Номинальные размеры плит, м |
Стоимость кв. м перекрытия, руб / % |
|
1 |
2 |
3 |
|
Плита
с круглыми пустотами |
6x1,5x0,22 |
613/100 |
|
Пустотная плита безопалубочного формования |
6x1,5x0,22 |
702/114 |
|
Плита ребристая с подвесным
потолком и звукоизоляцией |
6x3,0x0,3 |
553/90 |
Рис. 1. Комплексная железобетонная
ребристая плита.
1 – продольное ребро с напрягаемой арматурой, 2 – поперечное ребро, 3 – арматурная сетка полки, 4 – защитный цементно - песчаный раствор (полимерцементный, фиброцементный), 5 – легкий бетон (полистиролбетон, газозолобетон, пенозолобетон,
пенобетон).
В монолитных железобетонных остовах зданий применяются
сплошные плиты без предварительного напряжения арматуры, что приводит к
перерасходу бетона до 60 % и стали до 50% по сравнению с эффективными типами сборных плит.
Эффективность монолитных перекрытий может быть повышена
за счет применения:
-
пустотообразователей (фибролитовых,
древесно-волокнистых, арболитовых, пенополистирольных);
-
неизвлекаемой железобетонной опалубки с ненапряженными
или преднапряженной
арматурой;
-
звуко-теплоизолирующих слоев из минераловатных и
композиционных древесно-цементных
материалов, ячеистых бетонов, пенопластов (рис. 3);
-
контурных и промежуточных ригелей (скрытых или открытых,
ненапряженных или
преднапряженных).
|
|
|
|
|
|
Рис.2. Комплексная железобетонная ребристая плита со слоисто-камерной тепло-звукоизоляцией.
1 – продольное
ребро, 2 – поперечное ребро, 3
– арматурная сетка полки, 4 – теплоизоляционный бетон (легкий пенобетон), 5 –
гидроизоляция, 6 – вставка из жесткого эффективного утеплителя, 7 – цементно
-песчаный раствор, 8 – мягкий
эффективный утеплитель в обкладке (минераловатные плиты), 9 –
пленка (отражающая теплоизоляция, 10 – сетка, 11 – дюбель,
12 – полоса. |
Рис. 3. Облегченные монолитные железобетонные плиты
перекрытий.
а – сплошная двух-трехслойная плита; б, в – пустотные плиты.
1 – сборная железобетонная плита с напрягаемой или обычной арматурой;
2 – арматурные выпуски ("змейка"); 3 –
продольная рабочая арматура;
4 – пустотообразователь (варианты материала): -
пенопластовый, - из древесно-волокнистой плиты, - картонный, -
асбестоцементный; 5 – монолитный бетон (варианты): - тяжелый, керамзитобетон,
пенобетон;
6 – звукоизоляция (варианты материала): - слой песка
(отсева, щебня), пеноизол, фибролитовые плиты, минераловатные плиты; 7 –
арматурная сетка; 8 – короб из фибролита; 9 – фибролитовая плита.
