Въпрос 17

История.В дървените и стоманени конструкции, сглобени от отделни елементи, гредите са съществени части от конструкцията. В монолитни бетонни конструкции греди като такива могат да отсъстват, въпреки че това прави пода по-гъвкав за същата дебелина на плочата. Без поддържащи греди, колоните са склонни да прокарват плочите на пода. Следователно, първите колони без тавани бяха направени над колоните, които имаха част от капиталния тип, разширяваща се нагоре. Патент за такъв дизайн е регистриран за първи път в САЩ от Орлано Норкрос през 1902 г. През 1908 г. в Москва, под ръководството на А. Ф. Лолейт, е проектирана и построена четириетажна сграда за склад на млечни продукти с негряти тавани.

Увеличаването на размера на заглавията на колоните беше характерна характеристика на това структурно решение и следователно то беше известно и с термина „гъбни плочи“.

За изчислението се приема, че опорните реакции на капиталите се разпределят върху триъгълник, а изчисленият обхват на панела се приема като разстоянието между центровете на тежестта на тези триъгълници. Общ общ момент на огъване: M = 1/8 WL (1-2c/3L) (1-2c/3L), където W е общото натоварване на подовата клетка, L е стъпката на колоната, c е размерът на главата . Това уравнение е получено от J.R. Nichols през 1914 г. До 1917 г. формулата на Никълс е приета от Съвместната американска комисия и е включена в строителния кодекс на ACI за проектиране на подове без трегери с затворени колони. По-точен метод за оценка на моментите, базиран на теоретичните и експериментални изследвания на Вестергард и Слейтър, се появява през 1925 година. Този метод е включен в строителните норми по целия свят.

В нашата страна този метод на изчисление е известен като инструкцията TsNIIPS от 1933 г., разработена от А. А. Гвоздев и В. И. Мурашев. За квадратни панели M0 = 1/8 WL (1-2c/3L) (1-2c/3L). За да се определят моментите в проектните секции и за проектирането на армировката, нетрегерният под е разделен в план на горни колони и ленти с ширина на всяка лента, равна на половината от разстоянието между осите на колоните във всяка посока. Във всяка лента възникват положителни и отрицателни моменти, а в лентата в близост до колоната има повече моменти, отколкото в диапазона. По протежение на ширината на лентата моментите се променят по определена крива, но за практическо изчисляване се прави стъпкова промяна в моментите, като се вземат постоянни по ширината на лентата.

Като се вземе предвид възможното преразпределение на моментите поради пластични деформации, стойностите на моментите в четирите проектни секции на плочата се определят така, че тяхната сума да е равна на момента на гредата M0. За средния панел на пода без греда вземете:

Фиг. 1 а - диаграма на отклоненията на нетрегерен под в присъствието на случайни греди б - разбивка на припокриването без трегер в горната колона и обхвата; в - диаграми на изчислените моменти в тези ленти; г - схема на оформлението на проектните моменти.

В екстремния размах величината на моментите се влияе от степента на прищипване на плочата от външните колони и наличието на лентова опора върху лентата за обтягане или стената. В екстремния диапазон конструктивните моменти на плочата се намират от съответните моменти на средните участъци, като се умножат по коефициентите съгласно таблицата.

Момент на подкрепа при първата междинна подкрепа

Моментът на преминаване през първия педя

Момент на подкрепа при екстремна подкрепа

ДА СЕ

коефициентите a, b, g се определят според графиката в зависимост от съотношението на сумата на линейните твърдости на горните и долните крайни колони към линейната твърдост на плочата.

Разпределението на моментите върху полето на безгредова плоча за правоъгълни панели с равни размери и пропорции до 1.33 се различава малко от разпределението на моментите в конвенционалните тавани без греда.

Изчисляване на подове без трегери с неравномерни разстоянияпроизведени по метода на заместващите рамки. Във всяка посока подносещият под е заменен от многопролетна рамка с плоча с форма на греда и колони, съседни на блока и затегнати в противоположните краища. Широчината на напречната греда се приема като равна на полусумата на съседните участъци на плочата в перпендикулярна посока. Очакваната дължина на напречната греда се определя, като се вземат предвид капиталите по същия начин, както при таваните с еднаква пролет; изчислената дължина на колоните се приема равна на L0 = Lк-С/2.

Рамките във всяка посока са проектирани за пълно натоварване, без да се отчита разположението на шахматния или раиран полезен товар. Възможността за изчисляване на една такава схема на натоварване се дължи на подравняването на моментите поради пластични деформации.

Моментите на огъване на носачите, получени от изчисляването на рамката, се разпределят между горните колони и лентите на пролетта, както следва: а) положителен момент - 45% за разстоянието и 55% за лентата над колоната; б) отрицателен момент - 25% за разстоянието и 75% за горната лента. В крайните (стенни) панели конструктивните моменти в посока към ръба на пода се определят съгласно таблица 2.

Некапещи тавани. Разширените заглавия на колони бяха премахнати за първи път от проекта от Джозеф Ди Стасио през 1940 г. Това намали припокриващата се площ, за да се приспособи реакцията на колоната, и поради това беше необходимо да се въведе допълнителна напречна армировка, за да се абсорбират силите на срязване или да се увеличат размерите на колоната (дебелина на пода) повече от необходимото. За да се разграничат подовите плочи с безкапкови колони от плочите с затворени колони (плоска плоча), те получиха специално име плоска плоча, по-нататък ще наричаме плоска плоча.

Безшевните тавани с колони без капаци са изключително прости конструкции, състоящи се от стоманобетонни плочи със същата дебелина и колони с постоянно напречно сечение. Това опростява кофража, както и армирането и бетонирането. Поради факта, че колоните имат постоянно напречно сечение в случай на некапещи конструкции, те лесно се свързват със стените и преградите между колоните. Поради това те са удобни за офис сгради и жилищни сгради.

Безшевните тавани имат най-малката конструктивна височина, плосък и гладък таван, позволяват свободно позициониране на вътрешното оборудване. Помощните мрежи, които не срещат препятствия, са окачени на плочата. Ако е необходимо, подредете фалшив таван.

В структури, които не са в плен, проблемът с ограничаването на отклоненията е по-труден, отколкото в пленните. Поради общата тънкост на подовете и липсата на капители, отклоненията на подовите плочи са относително големи. Допълнителни деформации на пълзене поне удвояват еластичните деформации. Този проблем не е преодолян напълно до края на 50-те години на ХХ век, когато в редица сгради с безкапкови колони са открити напукани прегради и смачкани прозорци.

Унифицирана безрамкова рамка CUBE. В СССР също е извършено разработване на не-гредов под. За първи път плосък таван се използва през 60-те години за висок хотел във Владивосток. Разстоянието между колоните е 6x6m, плочите са 2.8x2.8, като се вземе предвид монолитният шев от 0.2m, връзката на плочите помежду си с помощта на контурно съединение. Най-сложната единица - кръстовището към колоната - се решава чрез заваряване на вградената кутия с форма на плоча към надлъжната работна армировка на колоната.

Към страните на кутията са заварени армировъчни пръти, за да поемат напреженията на срязване, силите на опън от поддържащите огъващи моменти и местните сили на опън, причинени от щанцоване.

Такава стоманобетонна рамка беше наречена "унифицирана рамка без греди". Модифицираните версии на системата KUB са разработени за различни товари и производствени условия. Тези серии обаче не бяха широко използвани.

В момента, когато идеологията на индустриализацията е отхвърлена, по-икономичните монолитни стоманобетонни конструкции стават широко разпространени, което прави възможно получаването на по-гъвкави архитектурни и планировъчни решения. Основният проблем остава липсата на производствена култура на изпълнител с богато „съветско“ наследство. Най-лесният за производство е плосък под. Повишеният разход на бетон се компенсира от простотата на кофража. В резултат на това разходите и времето за изграждане на тези етажи са по-ниски от традиционните гредоредни. В резултат на това монолитните плоски подове стават широко разпространени.

В националната литература и нормативни документи обаче дизайнът на плоските подове отсъства като клас. Настоящите норми не предоставят на дизайнерите отговори на много въпроси. Може би тази ситуация е възникнала поради ориентацията на СССР в изграждането на сглобяем бетон. Академиите все още преподават на студентите съветски методи.

Понастоящем са налични следните документи: Насоки за проектиране на стоманобетонни конструкции с нетрегерни подове, Москва, 1979 г. Насоки за изчисляване на статично неопределени стоманобетонни конструкции, Москва, 1975 г.

Какво трябва да направят дизайнерите. В опит да се предпази от рискове, всеки дизайнер надценява изчислените коефициенти на безопасност по свой начин. Структурният анализ с използване на програми за анализ на крайни елементи става широко разпространен. В случай на извънредна ситуация обаче дизайнерът носи единствена отговорност. Разработчиците на софтуер, дори предоставяйки съответните сертификати, не поемат отговорност за получените изчисления.

Освен това, с редки изключения, програмите могат правилно да изчислят стоманобетонни елементи според граничните състояния на 2-ра група (деформации), като вземат предвид реалната армировка. Сляпата вяра в резултатите от изчисленията на програмата може да доведе до фатални последици. От наличния софтуер за сгради бих препоръчал Robot Millennium. За да използвате която и да е програма обаче, първо трябва да имате инженерна интуиция, а едва след това способността да работите с програмата и знания за нейните възможности и приложения. Всички резултати от машинните изчисления трябва да се проверяват с груби ръчни методи, за да се избегнат значителни грешки.

Строителство.Проблемът при проектирането на плоски плочи е зоната на опора на плочата върху колоните. В този момент настъпват максималният момент на огъване и срязващата сила. Ако в момента всичко е относително ясно, тогава може да бъде доста трудно да се осигури възприемането на щанцоване със стандартните размери на колоните и дебелината на подовете. Възможно е да се осигури възприемането на щанцоване чрез допълнителна армировка, увеличаване на дебелината на пода или увеличаване на периметъра на колоната. Можете да увеличите колона не само като увеличите нейното напречно сечение. Ако опънете колоната (направете я правоъгълна), тогава с увеличаване на периметъра нейната секция може да остане същата. По-лесно е да поставите такава колона като част от разделителните стени.

Също така е възможно да се монтира метална глава в тялото на плочата. Снимката показва металната столица на хотел Viru в Талин (разстояние между колоните 8x8 м, дебелина на тавана 27 см).

Друго "тънко" място е опората на външните завесни стени. Този раздел често изисква укрепване. Устройството на лентата за обтягане решава проблема, но усложнява дизайна на кофража. Можете да намалите стъпката на колоните по външния контур. Трудно е обаче да се каже кое от двете злини е по-малкото. Като опция се предлага в допълнение към подсилената армировка да се въведе твърда метална вложка от канал по външния край.

Често оребрените плочи могат да се разглеждат като вид нетрегерни подове, където с големи разстояния и значителна дебелина на плочата се постига олекотяване на конструкцията чрез монтиране на кухи облицовки от картон, азбестоцимент, шперплат или други материали върху плосък кофраж.

И накрая, какъв е оптималният диапазон за подове без греди? Най-икономичният е малък стълб на колоната, около 4,5-4,8 м, докато за жилища можете да получите почти всяко оформление. Увеличаването на броя на колоните не води до значително увеличение на разходите, докато използването на по-тънки подови плочи осигурява значително намаляване на разходите. Според чуждестранната литература максималното разстояние на колоните за плоски подове е до 7,5 m. Но често стъпката на колоните се определя по архитектурни и технологични причини. За да се подредят гаражи в сутерена на сградата, разстоянието между колоните трябва да се увеличи.

В моята практика най-големият използван размах за плоски плочи беше 6,0 m, а за плочи с капители 8,0 m. Струва си да се обърне внимание на рационалността на използването на разтоварващи конзоли с надвес от около 0,2 L или намаляване на крайните участъци.

Литература.1. Стоманобетонни конструкции, А. Ивянски, 1961