Лекция 6 Покрытия и перекрытия

Перекрытия наряду со стенами являются основными конструктивными элементами зданий, разделяющими их на этажи. По расположению в здании перекрытия мо­гут быть междуэтажными, чердачными и надподвальными. Доля стоимости перекрытий и полов от общей стоимости здания составляет 18...20%, а трудоем­кость устройства — 20...25 %. В связи с этим перекрытие должно быть проч­ным, т.е. выдерживать действующие на него постоянные и временные нагрузки. Важным требованием, определяющим эксплуатационные качества перекрытия. является жесткость. Если жесткость пере­крытия недостаточна, то под влиянием нагрузок оно дает значительные прогибы, что вызывает появление трещин. Вели­чина жесткости оценивается значением относительного прогиба, равного отно­шению абсолютного прогиба к величине пролета. Его значение не должно превы­шать 1/200 для чердачных перекрытий и 1/250 для междуэтажных.

Теплозащитные требования предъя­вляют для чердачных и надподвальных перекрытий отапливаемых зданий, а так­же междуэтажных перекрытий, отделяю­щих отапливаемые помещения этажей от неотапливаемых. Особое внимание необ­ходимо уделять конструированию пере­крытия в местах примыкания к несущим стенам, так как возможно образование мостиков холода в стенах, что приведет к дискомфортным условиям эксплуата­ции здания.

Перекрытия должны обладать доста­точной звукоизоляцией. В связи с этим применяют слоистые конструкции пере­крытий с различными звукоизоляционны­ми свойствами, опирают основные кон­струкции перекрытия на звукоизоля­ционные прокладки, а также тщательно заделывают неплотности. Перекрытия должны также удовлетворять противопо­жарным требованиям, соответствующим классу здания.

В зависимости от назначения помещений к перекрытиям могут предъявляться также специальные требования: водоне­проницаемость (для перекрытий в сануз­лах, душевых, банях, прачечных), несго­раемость (в пожароопасных помеще­ниях), воздухонепроницаемость (при раз­мещении в нижних этажах лабораторий, котельных и др.).

Независимо от места расположения перекрытия в здании оно должно быть индустриальным в устройстве, а его кон­структивное решение должно быть эконо­мически и технологически обосновано.

В зависимости от конструктивного ре­шения перекрытия бывают: балочные, где основной несущий элемент — балки, на которые укладывают настилы, накаты и другие элементы покрытия; плитные, состоящие из несущих плит или насти­лов, опирающихся на вертикальные несу­щие опоры здания или на ригели и про­гоны; безбалочные, состоящие из плиты, связанной с вертикальной опорой несу­щей капителью.

В зависимости от используемого мате­риала основных несущих элементов, не­посредственно передающих нагрузки на стены и прогоны, перекрытия бывают же­лезобетонные, деревянные и по стальным балкам. Применение последних в настоя­щее время крайне ограничено.

Деревянные перекрытия

Деревянные перекрытия применяют в ос­новном в малоэтажных зданиях и в райо­нах, где лес является местным материа­лом. Этот вид перекрытия прост в устройстве и имеет сравнительно невы­сокую стоимость. К недостаткам дере­вянных перекрытий необходимо отнести их недостаточную долговечность, сгораевения с кладкой и обеспечивалось испаре­ние влаги из балки.

Концы балок антисептируют 3 %-ным раствором фтористого натрия на длину 750 мм, а боковые поверхности концов балок оклеивают толем в два слоя на смоле. Для усиления жесткости и устой­чивости концы балок перекрытий заанке-ривают в стены. Стальной анкер одним концом прикрепляют к балке, а другой конец заделывают в кладку.

При опирании балок на внутренние стены (рис. 6.3,6) концы их антисепти­руют и обертывают двумя слоями толя. Зазор между балками и стенками гнезд также рекомендуется заделывать раство­ром по противопожарным и звукоизоля­ционным соображениям.

Заполнение между балками (см. рис. 6.1) состоит из щитового наката, смазки по верху наката глинопесчаным раствором толщиной 20...30 мм и зву­коизоляционного слоя шлака. В чер­дачных и надподвальных перекрытиях за­сыпка является теплоизоляцией и ее толщину определяют теплотехническим расчетом.

Конструкция пола по деревянному перекрытию состоит из дощатого насти­ла из строганых шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам из пла­стин, укладываемых поперек балок через 500...700 мм. Если пол паркетный, то настил устраивают из нестроганых досок (черный пол). Благодаря наличию лаг под полы под всей площадью помещения создается сплошная воздушная прослой­ка, которая сообщается с воздухом по­мещения через устраиваемые в углах комнат вентиляционные решетки. Это обеспечивает вентиляцию подпольного пространства и удаление из него водяных паров. Для уменьшения высоты перекры­тия нередко пол укладывают непосред­ственно по балкам. Однако отсутствие лаг ухудшает звукоизоляцию перекрытия. Нижнюю поверхность деревянного перекрытия, образующую потолок, оби­вают гипсокартонными листами или ош­тукатуривают по слою драни. Для этого чаще всего применяют известково-гип-совый раствор.

Железобетонные перекрытия

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными и поэтому в настоящее время находят по­всеместное применение в гражданском строительстве. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.

Простейшим видом монолитного желе­зобетонного перекрытия является гладкая однопролетная плита. Такое перекрытие, имеющее толщину 60...100 мм в зависи мости от нагрузки и величины пролета, применяют для помещений с размерами сторон до 3 м.

При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными. Так, если необходимо перекрыть помеще­ние, имеющее размеры 8 х 18 м (рис. 6.4), устраивают балки пролетом 8 м с шагом 6 м. Эти балки называют главными. По ним через 1,5...2 м устраи­вают так называемые второстепенные балки, имеющие пролет 6 м. По верху укладывают плиту толщиной 60... 100 мм. Таким образом, конструкция пере­крытия получается ребристая. Высота главной балки ориентировочно может быть принята 1/12... 1/16 пролета, а ши­рина 1/8... 1/12 от расстояния между ося­ми. В ребристых перекрытиях 50...70% бетона расходуется на плиту. Если данный вид перекрытия выполнен моно­литным, то необходимо в сжатые сроки осуществить устройство опалубки, прове­дение арматурных работ и укладку бето­на. Это один из недостатков данного ви­да перекрытия.

Если высота главных и второстепенных балок принята одинаковой, то такой вид перекрытия называют кессонным (рис. 6.5). Применение их связано в ос­новном требованиями решения интерьера помещения.

Сборные железобетонные ребристые перекрытия гораздо экономичнее моно­литных, так как позволяют повысить индустриальность строительства, сократить трудозатраты и сроки производства строительно-монтажных работ. Важным требованием устройства сборных пере­крытий является сокращение числа мон­тажных элементов. Лучшим вариантом служит тот, когда применяются плиты размером на комнату.

Особым видом балочного железобетон­ного перекрытия является перекрытие по балкам, располагаемым в одном напра­влении с шагом 600... 1000 мм, и заполне­нием между ними из гипсо- или легкобетонных плит, армированных деревянны­ми брусковыми каркасами (для между­этажных перекрытий) или сварными стальными сетками (для чердачных пере­крытий).

Нередко вместо наката применяют так­же двухпустотные камни-вкладыши высо­той 250 мм и длиной 195 мм. Зазоры ме­жду камнями и балками тщательно за­делывают цементным раствором, что способствует повышению жесткости пере­крытия и звукоизоляции.

Элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшую массу, и поэто­му их используют при строительстве зда­ний, оснащенных кранами малой грузо­подъемности.

До широкого внедрения в строитель­стве железобетона для устройства труд­носгораемых и водоустойчивых перекры­тий применяли металлические балки (из прокатных профилей). В настоящее время такие конструктивные решения перекры­тий используют крайне редко и их можно встретить в основном при производстве ремонтных работ и реконструкций зда­ний. Здесь важно помнить, что балки должны быть надежно защищены от воз­можного воздействия огня или высоких температур (более 140°С).

Балки располагают на расстоянии 1,0... 1,5 м друг от друга. Величина опирания на стены должна составлять 200...250 мм. Под балки укладывают бе­тонные подушки или стальные подклад­ки. Балки необходимо защитить спе­циальным покрытием от коррозии. -

Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия (рис. 6.6) представляют собой плиту тол­щиной 150...200 мм, опирающуюся не­посредственно на колонны, в верхней ча­сти которых устроены утолщения, назы­ваемые капителями. Сетка колонн при безбалочном перекрытии принимается квадратной или близкой к квадрату с раз­мером сторон 5...6 м. Весьма эффек­тивным является устройство сборных безбалочных перекрытий. Наибольшее распространение в гра­жданском строительстве получили плитные перекрытия. Основными несущими элементами плитных перекры­тий являются различные виды железобе­тонных панелей-настилов, изготовляемых из бетона. В зависимости от конструк­тивных схем зданий они бывают (рис. 6.7): из панелей, опирающихся кон­цами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль здания; из панелей, опирающихся концами на попе­речные стены или прогоны, уложенные поперек здания; из панелей, опирающих­ся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам; из панелей, опирающихся по четырем углам на ко­лонны каркаса. Минимальная глубина заделки настилов в кирпичных стенах 120 мм, в блочных и панельных — 100 мм с каждой стороны.

Сборные железобетонные плиты пере­крытий в ходе их установки жестко за­делываются в стенах с помощью ан­керных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связя­ми. Швы между плитами замоноличивают раствором. Таким образом, полу­чаются достаточно жесткие горизон­тальные диски, увеличивающие общую устойчивость зданий.

Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые (рис. 6.8) и пустотные (рис. 6.9).

Сплошные однослойные панели предста­вляют собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверх­ностью, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола, имеют толщину 100... 120 мм с многослойной конструкцией пола и 140 мм с наклейкой по плите линолеума на упругой основе. При пролетах более 6 м применяют однослойные сплошные предварительно напряженные плиты тол­щиной 140 мм, в которых звукоизоляция от воздушного шума обеспечивается мас­сой самой плиты.

Применяют также слоистые сплошные панели (см. рис. 6.8,6), представляющие собой железобетонную плиту постоянно­го сечения, нижний слой которой изгото­влен из прочного бетона, где распола­гают арматуру, работающую на растяже­ние, а верхний слой — из более легкого и менее прочного бетона. Эти плиты мо­гут быть и трехслойные.

Ребристые панели могут быть с ребра­ми, располагаемыми и вниз и вверх. При расположении ребер вверх конструкцию плиты и пола целесообразно комплекто­вать на заводе, что повышает коэффи­циент сборности и снижает трудозатраты на строительной площадке.

Для повышения звукоизолирующей способное I и перекрытия применяют слоистые конструкции, в которых чистые полы устраивают по звукоизоляционным слоям. На рис. 6.10,а-д показаны схемы слоистых перекрытий. Так, устройство воздушной прослойки (рис. 6.10, г) тол­щиной 80...100 мм, расположенной ме­жду двумя несущими панелями или ме­жду несущей частью перекрытия и кон­струкцией акустического потолка (рис. 6.10,в,д) или пола (рис. 6.10,б), по­зволяет обеспечить необходимую звуко­изолирующую способность перекрытия. Для этого применяют перекрытия из па­нелей с ребрами вниз и устройством раз­дельного потолка.

Эффективными в этом отношении являются часторебристые панели, состоя­щие из двух вибропрокатных скорлуп (см. рис. 6.8, г'), одна из которых образует основание под чистый пол, а другая слу­жит потолком. Сплошная воздушная прослойка и звукоизоляционные проклад­ки между плитами обеспечивают необхо­димую звукоизоляцию перекрытия.

Многопустотные панели широко при­меняют для устройства перекрытий. Из­готовляют их чаще всего из бетонов классов В15 и В25 длиной от 2,4 до 6,4 м и шириной от 0,8 до 2,4 м при толщине 220 мм.

Панели бывают с круглыми и овальными пустотами. Плиты с оваль­ными пустотами несколько экономич­нее по расходу бетона, но трудоемки в изготовлении. Необходимо иметь в виду, что стоимость пустотных панелей сравнительно высока.

Применяют также- шатровые панели (см. рис. 6.8,д), которые имеют вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Изго­товленные размером на комнату, они по­зволяют исключить из конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не уменьшая вы­соты помещения.

При строительстве общественных зда­ний часто возникает необходимость устройства перекрытия при пролетах 9, 12 и 15 м. Для этого применяют ребристые предварительно напряженные плиты длиной 9 м, шириной 1,5 м и вы­сотой ребра 0,4 м (рис. 6.11,а); предвари­тельно напряженные панели типа ТТ-12 и ТТ-15 для пролетов соответственно 12 и 15 м (рис. 6.11,б, в). Такие плиты позво­ляют повысить сборность строительства и сократить трудозатраты по устройству перекрытий.

Конструктивные решения надподвальных и чердачных перекрытий

К чердачным и надподвальным перекры­тиям наряду с общими требованиями предъявляют и специальные. В связи с этим и их конструктивное решение не­сколько отличается от междуэтажных. Так, чердачные перекрытия, выполненные из железобетонных панелей и настилов (рис. 6.12,а), должны иметь слой утепли­теля, уложенного по пароизоляции из одного или двух слоев пергамина или ру­бероида, наклеенного на мастике. В качестве утеплителя, толщина которого опре­деляется по расчету, применяют сыпучие материалы (шлак, керамзит и др.), плитные (фибролитовые или камыши­товые плиты, плиты из легких бетонов, минераловатные плиты и др.). Поверх утеплителя устраивают защитный слой из песка или шлака толщиной 30...40 мм или из раствора.

Перекрытия над подвалами, проездами и помещениями с низкими температура­ми также должны иметь теплоизоляционный слой, толщина которого прини­мается по расчету (рис. 6.12,6). Пароизоляционный слой в этом случае распола­гают над утеплителем.

Следует учитывать, что использование шлака и керамзита в качестве утеплителя чердачных перекрытий не отвечает совре­менным требованиям строительства. Кроме того, поверхностная плотность чердачного перекрытия, утепленного шлаком и керамзитом, составляет почти 500 кг/м². В этом случае целесообразнее применение армопенобетонных настилов, в которых совмещены несущие и тепло-физические функции и почти в два раза уменьшается масса перекрытия.

При устройстве железобетонных пере­крытий в санитарных узлах в конструк­цию перекрытия вводят гидроизоля­ционный слой, который поднимают квер­ху на 100 мм в местах примыкания к стенам.