Безригельное монолитное перекрытие

Безригельные каркасы в гражданском строительстве

Основной архитектурный недостаток каркасных систем для применения их в гражданском строительстве являются выступающие в интерьер из плоскости перекрытий балки-ригели. Существуют конструктивные схемы каркасов позволяющие исключить этот недостаток:

• Система, формирующаяся из сборных плит сплошного сечения, опираемых на колонны в угловых точках сетки колонн (система КУБ);
• Каркасная система с предварительно-напряженной арматурой в скрытых ригелях, образуемых в построечных условиях (система КПНС).

Система безригельного каркаса КУБ (рис. 16. 6) — сборный безкапительный каркас, состоящий из колонн квадратного сечения и плоских плит перекрытий.

Сетки колонн 6×3 и 6×6 метров при необходимости могут увеличиваться до размеров 6х9 и 9х12 метров. Сечение колонн 30×30 см и 40×40 см высотой в один или несколько этажей с максимальной высотой до 15,3 м.

Плиты перекрытия в плане размером 2,8×2,8 м толщиной от 16 до20 см. В зависимости от расположения, подразделяются на: — надколонные, межколонные и плиты — вставки. Членение перекрытия на сборные элементы сделано с таким расчетом, чтобы стыки плит располагались в зонах с наименьшей величиной (приближаемая к нулю) изгибающих моментов от вертикальных нагрузок.

Последовательность монтажа перекрытия на смонтируемые колонны ведется в следующем порядке: — устанавливаются и привариваются к арматуре колонн надколонные плиты, затем межколонные и, наконец, плиты-вставки. Межколонные и плиты-вставки имеют шпонки, позволяющие легко осуществить их соединения на сварке. После замоноличивания стыков создается пространственная жесткая конструкция.

Преимущество системы в отсутствии выступающих элементов в потолочной плоскости и в простоте монтажа, с помощью легких мобильных кранов.

Безригельная рамная или рамно-связевая каркасная система гражданских зданий высотой до 16 этажей рассчитана на вертикальные нагрузки на перекрытие в 1250 кг/м 2 . При больших нагрузках (2000 кг/м 2 ) ограничивают этажность здания -9-тью этажами.

Система обладает архитектурно-планировочными и конструктивными достоинствами. Гладкий потолок дает возможность гибко решать планировку внутреннего пространства создавать трансформируемые помещения. Консольные вылеты перекрытий обеспечивают вариантность пластических решений фасадов.

Безригельный каркас универсален — он с успехом применим, как в жилых зданиях, так и общественных (детских садах, школах, торговых предприятиях, спортивных и зрелищных) сооружениях и пр.

Система со скрытыми ригелями в плоскости перекрытия (КПНС) проектируется по связевой схеме из сборных элементов; колонн, плит, перекрытий и стен диафрагм жесткости. Связь между сборными элементами перекрытия осуществляется в результате устройства в построечных условиях монолитного ригеля с канатной напряженной арматурой, пропущенной через сквозные отверстия в колонне в ортогональных направлениях. Предварительное напряжение арматуры осуществляется на уровне этажных перекрытий, создавая двухосное обжатие плит перекрытия (рис. 16.7).

Плиты перекрытия имеют высоту в 30 см и состоят из верхней плиты, толщиной в 6 см, и нижней — 3 см и перекрещенных бортовых ребер. При монтаже плиты перекрытий укладывают на временные капители колонн и опоры, которые устанавливают уже на смонтированный нижний уровень. Плиты перекрытия могут быть выполнены на ячейку с опиранием на колонны по 4 углам или разбиты на две плиты, соединенные монолитным армированным швом. Конструкция, собранная из сборных элементов колонн и плит перекрытий — работает как единая статическая система, воспринимающая все силовые воздействия, за счет сил сцепления, возникающих между отдельными сборными элементами, и напряжений стальных канатов.

Конструирование железобетона – хомуты и хомуты на кручение

Архив рассылки «Непрошеные советы» для начинающих проектировщиков. Выпуск № 11.

В очередном выпуске Непрошеных советов я хочу начать разговор о хомутах, шпильках, поддерживающих каркасах и прочих изделиях из гладкой арматуры. Думаю, что эта тема охватит несколько выпусков – настолько она обширна.

Наилучшим учебником для начинающих заслуженно является «Руководство по конструированию железобетонных конструкций», изданное в Москве в далеком 1978 году (признаюсь, до моего рождения). Хуже за эти годы оно не стало, и все также просто и ясно объясняет, где какую арматуру применять. Картинки для сегодняшней рассылки я взяла именно из этого руководства.

Гладкая арматура (класс А240С по ДСТУ 3760 или АI по ГОСТ 5781) играет незаменимую роль в конструировании. По результатам расчета мы подбираем из гладкой арматуры поперечное армирование – в виде плоских сварных каркасов, но все чаще – в виде вязаных хомутов. Но помимо этого в тени остаются многие конструктивные требования, соблюдать которые проектировщик обязан. Правильно посчитанный, но законструированный с ошибками объект может стать аварийным.

Хомуты

Во всех стержневых элементах (балки, колонны, подколонники фундаментов, монолитные пояса) может использоваться поперечная арматура в виде вязаных хомутов.

Поперечная арматура работает против трещин. При расчете любого элемента определяется поперечная сила – вот она и воздействует на элемент так, что могут возникнуть поперечные или наклонные трещины. В зависимости от величины этой силы определяется требуемый диаметр и шаг поперечной арматуры. Но даже если сила слишком мала, хомуты все равно устанавливаются, но с максимально допустимым нормами конструирования шагом. Есть правило при армировании любого элемента: в местах установки продольной арматуры обязательна установка поперечной. Проще говоря, арматурные стержни всегда должны располагаться в виде сетки, а в местах пересечения строители свяжут перпендикулярные пруты вязальной проволокой – именно так достигается создание надежного, рабочего вязаного каркаса арматуры.

На рисунке выше изображено три разных хомута. Каждый из них важен в своем конкретном случае.

Начну с конца. На третьем рисунке изображен открытый хомут. Такие хомуты устанавливаются в изгибаемых балках (без кручения), являющихся частью монолитного ребристого перекрытия.

Второй хомут – закрытый. Это наиболее часто встречающийся хомут, используемый в любых стержневых элементах – балках, колоннах, подколонниках и т.д.

Первый хомут предназначен для работы на кручение, о нем я хочу поговорить подробнее. Его концы не просто обвязываются «узелком» вокруг углового стержня – они перенахлестываются на 30 диаметров (при диаметре хомута 8 мм величина перенахлеста 30х8=240 мм). Таким способом обеспечивается целостность хомута в любом его сечении, и при кручении балки (чаще всего такие хомуты устанавливаются именно в балках) он защитит ее от разрушения.

Часто хомуты на кручение игнорируют или вообще не знают о необходимости их использования. Запомните, всегда нужно устанавливать хомуты на кручение в крайних (или обвязочных) балках. Всегда нужно устанавливать хомуты на кручения в балках, на которые с двух сторон опираются перекрытия разных пролетов. Всегда нужно устанавливать хомуты на кручение в балках, на которые с двух сторон опираются перекрытия с разной нагрузкой. Все эти случаи объединяет одно: на балку с одной ее стороны воздействует нагрузка, вызывающая в ней крутящий момент. Особенно он усиливается у опоры балки. Бывают, конечно, случаи, когда крутящий момент слаб, и сечение бетона справляется с ним без хомутов, но эти случаи нужно выявлять расчетом.

Хочу обратить Ваше внимание еще на один момент, который я находила в справке расчетного комплекса Лира, но не находила в другой литературе. Если Вы не считаете в Лире, эта информация все равно пригодится – даже при расчете поперечной арматуры вручную. Возможно, она сложная, может, я не очень доходчиво объясняю, но я настоятельно прошу разобраться с ней, чтобы понимать суть армирования на кручение. Итак, цитирую справку Лиры:

«Результаты подбора арматуры для стержней заносятся в три строки:

СТРОКА 1 — полная арматура, подобранная по I и II группам предельных состояний; от кручения;

СТРОКА 2 – арматура, подобранная по I группе предельных состояний;

СТРОКА 3 — арматура обусловленная кручением (отмечена знаком ‘*’ ).

* Поперечная арматура от кручения – площадь сечения замкнутого внешнего хомута .»

Решайте сами, как быть с этой информацией – я ей просто поделилась и попытаюсь объяснить на примере, в чем суть такого ограничения. Судя из фразы под звездочкой, при возникновении кручения мы должны установить в балке замкнутые внешние хомуты (охватывающие балку по периметру сечения), площадь сечения которых равна требуемой площади арматуры на кручение.

Разберем на примере, чтобы в итоге стало понятно, что я хочу донести.

Итак, в результатах расчета поперечной арматуры есть две графы: полная и кручение. Кроме того, есть результаты для вертикальной арматуры ASW1 и для горизонтальной арматуры ASW2.

Допустим, возле опоры арматура в балке сечением 400х400 мм следующая: вертикальная ASW1 = 12 см2/м, в том числе на кручение – 5,5 см2/м; горизонтальная ASW2 = 5,5 см2/м, в том числе на кручение – 5,5 см2/м. Что это значит? Сначала разберемся с полной арматурой. В такой широкой балке мы должны поставить четырехсрезный хомут: то есть два хомута – в сумме дающих четыре стержня в одном сечении балки. На рисунке дано три варианта: первый и второй – для случаев без кручения; третий – с хомутами, рассчитанными на кручение.

Если у нас требуется поперечной арматуры 12 см 2 /м, то принимая шаг арматуры 150 мм (семь пар хомутов на метр балки), мы получим 12/7= в сечении. Так как у нас четырехсрезный хомут, то окончательно диаметр стержня подбираем, деля нужную площадь на количество стержней: 1,72/4= 0,43 см 2 – то есть, на первый взгляд, нам подходит стержень диаметром 8 мм (площадь сечения стержня 0,503 см 2 ). Но вернемся к хомутам на кручение, при шаге 150 мм площадь хомута в сечении требуется 5,5/7=0,785 см 2 . Именно площадь хомута! Мы не должны при этом делить полученную в расчете арматуру на четыре или даже на два. И это значит, что стержня диаметром 8 мм в хомутах нам не достаточно – нужен стержень диаметром 10 мм (замкнутый внешний хомут). Что же делать? Ставить два хомута из десятки – это и перерасход, и несоблюдение требования о замкнутом внешнем хомуте.

Я предлагаю в таком случае следующее решение (оно совсем не ново, и не мной придумано): установить один замкнутый внешний хомут на кручение из десятки (площадь 0,785 см 2 ) плюс один незамкнутый хомут посередине из шестерки (площадь 0,283 см 2 ). Проверим, удовлетворяется ли для такого варианта полная площадь сечения рабочей арматуры: 0,785*2+0,283*2=2,136 см 2 > 1,72 см 2 – условие выполнено. На кручение – тоже все обеспечено десяткой.

Теперь постараюсь объяснить, почему не достаточно было бы поставить двух хомутов из восьмерки на кручение, а нужно было ставить одну замкнутую внешнюю десятку. Почему при расчете изгибаемого элемента в расчет идут все 4 поперечных стержня, попадающих в срез балки, а при расчете на изгиб с кручением нужно брать диаметр наружного замкнутого хомута. В «Пособии по проектированию жбк к СНиП 2.03.01-84» приведены расчеты поперечной арматуры балок, работающих как на изгиб, так и на изгиб с кручением. Так вот, если посмотреть расчет поперечной арматуры в изгибаемых балках (см. формулу 55 и чертеж 13), то поперечная арматура Аsw, участвующая в расчете равна сумме площадей всех поперечных стержней в сечении. А для расчета балки на изгиб с кручением (см. формулу 169), Аsw1 – это уже площадь сечения одного поперечного стержня. Потому что при кручении в работу включается лишь стержень, расположенный у растянутой наружной грани, в то время как при чистом изгибе работают все поперечные стержни сечения.

Надеюсь, я прояснила для Вас ситуацию с поперечной арматурой, особенно – с хомутами, работающими на кручение. В следующем выпуске я продолжу разговор о гладкой арматуре и напишу о требованиях к армированию балок и колонн.

12.2.2. Безригельные каркасы

Безригельный каркас — конструктивная система с плоскими перекрытиями, опирающимися непосредствен­но на колонны без вспомогательных балок-ригелей.

Безригельные каркасы в архитектурном отношении имеют значительные преимущества:

— плоские перекрытия имеют общую высоту в 2-3 раза меньшую, чем перекрытия в каркасно-ригельных системах;

— перекрытия с гладкими потолками способствуют применению свободной планировки и трансформации помещений путем устройства мобильных перегородок, не связанных жестко с перекрытиями;

— консольные участки перекрытий по периметру позволяют выполнять более сложные конфигурации фа­садных плоскостей, устраивать лоджии, террасы, веран­ды без дополнительных конструктивных элементов;

— наличие гладкого потолка позволяет отказаться от дорогостоящих подвесных потолков.

Безригельные каркасы имеют и технико-экономиче­ские преимущества: упрощается монтаж опалубки благо­даря отсутствию ригелей (при монолитном способе про­изводства), уменьшается площадь последующей обра­ботки потолка и упрощаются отделка, прокладка под по­толком трубопроводов, устройство теплоизоляции и т.д.

Наряду с отмеченными преимуществами безригель­ные системы имеют недостатки, препятствующие массо­вому их распространению в практике строительства: ве­личины пролетов безбалочных перекрытий более ограни­чены, чем в традиционных ригельных системах; не во всех случаях изготовление плоских перекрытий дешевле и проще ригельных; усложнены расчет и оценка действи­тельной работы конструкций перекрытий.

Однако эти недостатки, в основном конструктивного характера, при дальнейшем совершенствовании систем могут быть устранены. Архитектурные качества безригельных систем все больше привлекают внимание архи­текторов и конструкторов. Многочисленные поиски спе­циалистов разных стран привели к различным конструк­тивным решениям. Многие варианты безригельного кар­каса прошли экспериментальную проверку и вошли в строительную практику.

Интересная каркасная безригельная система разра­ботана в бывшей Югославии — конструктивная система ИМС, нашедшая широкое применение и в других странах. Основная идея системы ИМС заключается в том, чтобы при минимальном количестве типоразмеров конструктив­ных элементов этой серии создавались разнообразные типы зданий. Действительно, на основе ИМС, помимо жилых зданий, можно проектировать общественные зда­ния и промышленные объекты. ИМС можно рассматри­вать как открытую конструктивную систему, позволяющую строить разнообразные здания, применять различные ограждающие конструкции и в процессе эксплуатации переделывать объект в зависимости от функциональных потребностей.

Сборная система ИМС (рис. 12.77) основана на плани­ровочной сетке колонн с квадратными или прямоугольными ячейками, имеющими параметры от 3х3 до 7,2х7,2 м. Каждая ячейка состоит из четырех колонн и расположен­ной между ними плиты перекрытия. В системе принят кон­структивный принцип предварительного напряжения перекрытий, осуществляемого пучками струн арматуры, протянутых через отверстия в колоннах на уровне плит пе­рекрытий и расположенных в свободном пространстве между боковыми бортами соседних плит. После обетонирования пучков струн сборные плиты превращаются в еди­ный сборно-монолитный диск перекрытия.

Рис. 12.77. Безригельный каркас ИМС (бывш. Югославия): а — общий вид; б — вариант с ребристыми плитами; в — вариант с пустотно-замкнутыми плитами; 1 — колонна; 2 — рядовая пли­та; 3 — консольная плита; 4 — бортовой элемент; 5 — арматура натяжная

Колонны — основные несущие элементы каркаса — выполняются многоэтажными (до трех этажей). Сборные плиты перекрытий применяют рядовые (с опиранием на четыре колонны) и консольные, опирающиеся только на две колонны и служащие для увеличения площади поме­щений или устройства лоджий и балконов.

Болгарский каркас (рис. 12.78) — принципиально другая безригельная система, решенная на иной конструк­тивной основе. Эта система отличается разрезкой пере­крытия на плиты, конструкцией и монтажом перекрытия.

Рис. 12.78. Болгарский безригельный каркас: а — компоновочная схема; б — фрагмент разреза; 1 — колонна; 2 — основная межколонная плита; 3 — промежуточная плита; 4 — пуч­ковая арматура в специальных каналах

Главными элементами болгарского каркаса являются колонны и плиты перекрытий двух типов: основные и про­межуточные (плиты-вкладыши). Основные плиты имеют на торцах, вдоль продольной оси, пазы для прохождения колонн. Каркас монтируют следующим образом: сначала выставляют колонны, затем на них устанавливают основ­ные плиты, опирая на две точки, между ними вставляют промежуточные плиты. Монтаж осуществляется с помо­щью инвентарных металлических приспособлений, кото­рые крепятся к колоннам и основным плитам. После мон­тажа колонн и плит перекрытий осуществляется их обжа­тие пучковой арматурой, размещаемой в специальных каналах плит и в швах между плитами. После напряжения арматуры в двух направлениях замоноличивают швы и инъецируют каналы цементным раствором.

В основу каркаса положена планировочная сетка с укрупненным модулем 600 мм; шаг колонн может изменяться от 2,4 до 7,2 м как в продольном, так и в попереч­ном направлениях.

Несколько предложений по безригельным конструк­циям разработаны в Украине. Среди них — грибовидный каркас, примененный в проектах различных типов об­щественных зданий (рис. 12.79).

Рис. 12.79. Безригельный грибовидный каркас с плоскими пере­крытиями (Украина): а — на треугольной сетке колонн со стороной 3,2 м; б — на треу­гольной сетке со стороной 6,6 м; 1 — колонна; 2 — надколонная (капительная) плита; 3 — пролетная плита; 4 — доборная фасад­ная плита

Грибовидный каркас вписывается в структурную сет­ку на основе равностороннего треугольника со стороной 3,2 м и состоит из двух основных элементов: колонны и шестиугольной плиты перекрытия. Каждая плита опира­ется в центре на колонну, образуя своеобразный грибок. Примыкая друг к другу боковыми гранями, грибки объе­диняются в сотовую структуру и после сварки и замоно­личивания превращаются в единую пространственную систему. Благодаря частому шагу колонн и простран­ственной работе каркаса высота ребер плит доведена до 15 см, а вся толщина перекрытия с конструкцией пола составляет 20 см.

Из шестигранных элементов грибовидного каркаса можно создавать самые разнообразные архитектурно-кон­структивные композиции. Несмотря на художественные достоинства, эта разновидность каркаса имеет серьезный планировочный недостаток, ограничивающий его приме­нение. Частый шаг колонн, расположенных в шахматном порядке, затрудняет функциональное решение большин­ства типов зданий, особенно при широком корпусе.

Модификация этой системы привела к варианту карка­са, в котором, наряду с основными плитами перекрытий, опирающимися центрично на колонны, имеются пролетные плиты, опертые на основные (рис. 12.79 б). Введение про­летных плит перекрытий позволило резко увеличить размер треугольной планировочной сетки (с 3,2 до 6,6 м), что зна­чительно улучшило архитектурные качества каркаса.

Каркас с консольно-ригельными плитами (рис. 12.80) запроектирован для планировочной сетки 6х6 м и включает три основные сборные железобетонные эле­мента — колонну на этаж, надколонную ребристую плиту, асимметрично опирающуюся на колонну и торец сосед­ней плиты, а также плиту-вкладыш.

Рис. 12.80. Каркас с консольно-ригельными асимметрично опер­тыми надколонными плитами (Украина): а — общая схема; б — схема раскладки плит перекрытий; 1 — надколонная плита; 2 — плита-вкладыш; 3 — разрезка в местах, близ­ких к линиям нулевых моментов

Преимущества каркаса: простота узлов соединений и монтажа элементов, возможность взаимного смещения рядов колонн, т.е. трансформации планировочной сетки, и возведения зданий сложной конфигурации.

Пространственная жесткость здания обеспечивается сборно-монолитным соединением плит и колонн, работа­ющих в двух направлениях. Для восприятия горизонталь­ных нагрузок в каркасах выше двух этажей необходима установка диафрагм жесткости.

Конструкции безригельного каркаса серии 1.420.1-14 (рис. 12.81) разработаны для применения при проектировании и строительстве зданий холодильни­ков, мясокомбинатов, молокозаводов, рыбоперерабатывающих предприятий и других объектов, для которых по условиям технологии производства необходимы или предпочтительны беспустотные перекрытия, образующие в помещениях гладкие потолки.

Рис. 12.81. Безригельный каркас серии 1.420.1-14: а — схема формирования каркаса; б — двухэтажная колонна с высотой этажа 4,8 м; в — капитель; г — армирование капители; д — межколон­ная плита; е — армирование межколонной плиты; ж — пролетная плита; з — сопряжение капители с колонной; и — сопряжение межколон­ной плиты с капителью; 1 — колонна; 2 — капитель; 3 — межколонная плита; 4 — пролетная плита; 5 — выпуски арматуры; 6 — пазы; 7 — строповочное отверстие; 8 — закладные детали; 9 — подъемная петля; 10 — арматурный каркас; 11 — арматурные сетки; 12 — стальные монтажные столики; 13 — бетон замоноличивания; 14 — арматурные вставки; 15 — обетонировка монтажных столиков

Типовые конструкции многоэтажных производствен­ных зданий разработаны для схем со следующими пара­метрами: сетка колонн 6×6м; этажность — 3-5; высота этажа — 4,8 и 6 м; высота подвала — 3,6 м.

Несущие конструкции здания представляют собой сборный железобетонный каркас, решенный по рамной схеме с жесткими узлами (рис. 12.81 а). Каркас состоит из четырех элементов: колонн, капителей, плоских меж­колонных и пролетных плит сплошного сечения. Размеры элементов перекрытий (в плане) 3х3 м; колонны квад­ратного сечения размером 450х450 мм без консолей, разрезка многоэтажная.

По периметру всех сборных элементов перекрытия предусмотрены пазы для образования бетонных шпонок. Жесткие соединения сборных элементов каркаса выпол­няются с помощью сварных соединений с последующим тщательным заполнением пазов бетоном. Шпоночные сопряжения элементов являются основной отличитель­ной особенностью конструктивного решения безбалочных каркасов данной серии.

Сборно-монолитная система КУБ-2,5 (каркас уни­версальный безригельный) позволяет строить жилые дома, здания общественного назначения в едином конст­руктивном ключе, по единой технологии изготовления и монтажа строительных конструкций. Система представ­ляет собой связевый каркас, состоящий из многоэтажных неразрезных колонн прямоугольного сечения и сплошных плит перекрытий (рис. 12.82). КУБ-2,5 соответствует уровню прогрессивных современных индустриальных каркасных конструкций. Отличительная особенность си­стемы — монтаж плит перекрытия на колонну и соедине­ние плит перекрытий между собой производятся без под­держивающих элементов.

Рис. 12.82. Сборно-монолитный безригельный каркас КУБ-2,5: а — монтажная схема; б — стык колонн; в — узел «колонна-плита»

Конструкция стыков колонн исключает сварку, так как стык колонн сечением 400х400 мм предусматривает принудительный монтаж, при котором фиксирующий стержень нижнего торца колонны должен войти в патру­бок верхнего торца нижней колонны.

Конструкции каркаса предполагают высоту этажей 2,8; 3,0; 3,3 м при основной сетке колонн 6×6м. При не­обходимости высоту этажа можно увеличить до 6 м, а шаг колонн — до 12 м.

Конструкции КУБ-2,5 применяются при возведении общественных зданий в 1-3 этажа большой пролетности с техподпольем и жилых зданий в 4-22 этажа.

Монолитные безригельные каркасы проектируют на основе квадратной или прямоугольной сетки колонн, при этом соотношение между большим и меньшим про­летами ограничивается как 4/3. Наиболее рациональна квадратная сетка колонн 6×6 м.

В монолитных безригельных каркасах сплошная же­лезобетонная плита опирается непосредственно на ко­лонны с капителями (рис. 12.83). Капители обеспечивают жесткое сопряжение плиты с колоннами и прочность пли­ты на продавливание по периметру колонны, уменьшают расчетный пролет плиты. Капители колонн конструируют в виде усеченной пирамиды с углом наклона граней 45° или двойной усеченной пирамиды ломаного очертания.

Рис. 12.83. Монолитный безригельный каркас: а — капители колонн и их армирование; б — расположение рабо­чей арматуры в плите (план); в — фрагмент разреза каркаса с изображением армирования плиты; 1 — рабочая арматура; 2 — конструктивная арматура

Толщину монолитной плиты принимают из условия ее необходимой жесткости в пределах 1/32-1/35 от величи­ны наибольшего пролета. Плиты армируют плоскими или рулонными сварными сетками. При этом пролетные из­гибающие моменты воспринимаются сетками, уложенны­ми в нижней зоне, а опорные — в верхней зоне плиты.

Один из эффективных вариантов монолитного безри­гельного каркаса для зданий с мелкоячеистой планиро­вочной структурой — вариант с узкими колоннами в виде коротких стенок-диафрагм без капителей (рис. 12.84).

Рис. 12.84. Монолитный безригельный каркас с колоннами в виде коротких стенок-диафрагм: а — фрагменты фасада и плана каркаса здания коридорного типа; б — возможные формы сечений колонн; в — формы колонн пере­менного сечения по высот

Колонны такого вида позволяют использовать их в качестве ограждающих элементов при одновременном уменьшении пролетов плит и увеличении жесткости кар­каса. Колонны могут быть не только плоскими, ориенти­руемыми на плане в разных направлениях, но и простран­ственными (рис. 12.84 б), логично вписывающимися в планировочную структуру здания.

Данная система является открытой, позволяет созда­вать разнообразные объемно-планировочные решения жилых, учебных, административных и других зданий со средними по величине пролетами — до 7,5 м.

Эффективность применения плоских сборно-монолитных перекрытий в каркасном домостроении

Рубрика: 8. Строительство

Опубликовано в

Дата публикации: 16.06.2015

Статья просмотрена: 801 раз

Библиографическое описание:

Никулин, А. И. Эффективность применения плоских сборно-монолитных перекрытий в каркасном домостроении / А. И. Никулин, С. В. Богачёва. — Текст : непосредственный // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы III Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2015 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2015. — С. 70-74. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/126/8372/ (дата обращения: 12.08.2021).

В работе приведены возможные преимущества каркасного домостроения, выполнен краткий обзор существующих каркасных систем с плоскими сборно-монолитными перекрытиями. На примере одной из систем рассмотрены недостатки, возникающие в процессе их возведения и эксплуатации.

Ключевые слова: конструктивная система, каркасные здания, сборно-монолитное перекрытие.

Проблема потребности в гражданских зданиях, снижение стоимости их строительства и эксплуатации и повышение потребительских качеств требуют постоянного совершенствования конструктивных решений, применяемых технологий и методов строительства. Менее энергоемкой и, следовательно, более экономичной конструктивной системой современных зданий высотой до 25 этажей является каркасная, выполненная в рамно-связевом или связевом вариантах.

В многоэтажных зданиях связевой каркасной системы горизонтальные нагрузки воспринимаются обычно вертикальными диафрагмами. Каркас здания в этом случае рассчитывают только на вертикальные нагрузки, что позволяет унифицировать его элементы и обеспечить монотонность конструкции по высоте здания. Наружные стены и перегородки в таких зданиях выполняют в основном функцию ограждающих конструкций, формирующих архитектурный образ и микроклимат здания. Такой подход позволяет расширить спектр используемых легких теплоизоляционных материалов при возведении наружных ограждающих стен (пенобетон, ячеистый бетон, пеностекло, экструзионный вспененный полистирол и т. д.), что соответственно приводит к снижению веса здания и повышает его энергоэффективность за счет сокращения потерь тепла при эксплуатации. Наряду с этим, устранение переменных температурных воздействий на несущие конструкции, исключает появление в них циклически изменяющихся температурных деформаций и усилий, увеличивает долговечность и эксплуатационную надежность здания в целом.

Наиболее распространенными в современном гражданском строительстве по-прежнему остаются монолитная и сборная технологии строительства. При этом у каждой из них есть свои достоинства и недостатки. Для минимизации имеющихся недостатков целесообразно использовать технологию сборно-монолитного строительства, которая позволяет обеспечить рациональное сочетание положительных качеств двух исходных технологий. Например, заводская технология изготовления несущих конструкций обеспечивает высокую механизацию работ, снижение энергозатрат и операционный контроль всех производственных процессов, что гарантирует высокое качество и надежность сборных конструкций. Сборно-монолитная технология домостроения позволяет сократить расход стали, увеличить скорость строительства, снизить дополнительные затраты на ведение работ в зимнее время (прогрев бетона, применение противоморозных добавок) в условиях строительной площадки.

Таким архитектурно-строительным требованиям, как возможность гибкой планировки в зданиях с различными функциями и создание разнообразия фасадов при одной конструктивной схеме, собранной из унифицированных элементов, в ряде случаев наиболее полно отвечает каркас с плоскими сборно-монолитными железобетонными перекрытиями. Безбалочные бескапительные перекрытия имеют некоторые преимущества перед другими видами перекрытий, которые заключаются в простоте изготовления и меньшем расходе материалов на опалубку (плоская форма и минимальная площадь поверхности из-за отсутствия балок), меньшей площади, подвергающейся последующей отделке, возможности применения более жестких бетонов (что экономит расход цемента и уменьшает усадку бетона), гладком потолке, позволяющем отказаться от дорогостоящих подшивных потолков, необходимых по гигиеническим или эстетическим соображениям, сравнительно малом габарите перекрытия, что дает экономию кубатуры здания на 10–12 % и уменьшает расходы на эксплуатацию здания и ограждающие конструкции [1, с. 3].

На сегодняшний момент самыми известными решениями каркаса с плоскими сборно-монолитными перекрытиями являются:

— конструкция перекрытия «Сочи», состоящая из стандартных многопустотных железобетонных панелей перекрытий, между торцами которых в пределах толщины панели делают монолитные железобетонные главные балки (ригели). По длинным сторонам панелей также оставляются зазоры, в которых образуются монолитные балки, предназначенные для превращения сборных однопролетных панелей в неразрезную балочную плиту. Эти же балки служат шпонками для включения панелей в совместную работу на изгиб главной балки (ригеля). При соответствующем армировании эти балки могут служить для усиления панелей в пролете, а также содержать арматуру, необходимую для передачи сейсмических усилий на колонны, диафрагмы жесткости и на фундаменты [2, с. 3]. Принципиальные решения этой системы во многом использованы в других известных решениях;

— универсальная открытая архитектурно-строительная система зданий серии Б1.020.1–7* («АРКОС»), разработанная НИЭП РУП «Институт БелНИИС», г. Минск. Сборно-монолитные диски перекрытий системы образованы сборными многопустотными плитами с открытыми на фиксированную глубину 100 мм по обоим торцам полостями и сквозными на всю ширину и длину здания монолитными ригелями, пропущенными, как правило, в специально устроенных сквозных проёмах колонн и скрытыми в пределах толщины многопустотных плит. Сборные плиты оперты концами на монолитные ригели посредством бетонных шпонок, образующихся при их бетонировании в открытых полостях по торцам плит;

— регионально-адаптируемая индустриальная универсальная строительная система «РАДИУСС», состоящая из пустотных плит перекрытия и монолитных участков без выступающих ригелей. В варианте «РАДИУСС НПУ» (с напрягаемой в построечных условиях арматурой) применяются высокопрочные канаты;

— сборная каркасная система «РТС» с преднапряженными перекрытиями из широких пустотных плит высотой 24 см, Болгария. Пространственная жесткость несущей системы обеспечивается путем натяжения главных канатов в двух направлениях вдоль осей колонн и созданием рамных узлов. Для пропуска этих канатов в колоннах и плитах (на уровне перекрытий) оставляются каналы, инъецируемые цементным раствором после натяжения;

— унифицированная система сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ». Диск перекрытия системы выполняется из сборных панелей, подразделяющихся, в зависимости от местоположения в каркасе, на надколонные, межколонные и средние. В торцах панелей предусмотрены петлевые выпуски, обеспечивающие в каркасе здания монолитную связь смежных панелей;

— каркас системы «Delta», Финляндия. Состоит из сборных многопустотных плит и сталебетонных несущих ригелей, образованных цельносварным гнутым профилем трапециевидного сечения, вписанным в толщину перекрытия, и бетоном замоноличивания.

Каждая из вышеперечисленных систем обладает своими достоинствами и недостатками.

В настоящее время, на территории Смоленской области, где проживает один из авторов статьи, широкое применение нашли решения сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ», как наиболее экономичные по стоимости и темпам возведения в сравнении с монолитным каркасным строительством, особенно при массовой застройке спальных районов города. В процессе проектирования, авторского надзора и эксплуатации зданий, построенных по данной системе, выявлен ряд негативных фактов.

Закрепления надколонных плит на колоннах предусмотрены через соединительные элементы, привариваемые к опорным уголкам (обечайке) плит и к вертикальной арматуре колонн (рис. 1). В период эксплуатации зданий их пространственная устойчивость обеспечивается замоноличенными стыками колонн и надколонных плит, образующими рамные узлы, а при необходимости включением в систему здания дополнительных связей и диафрагм жесткости. Конструктивная безопасность всей системы базируется на качестве выполнения шпоночных стыков «плита-колонна» и других резервов надежности не имеет. Монтаж конструкций требует высокой организации производственного процесса, квалификации и ответственности исполнителей (рис. 2). Качественное замоноличивание стыков «плита-колонна» при количестве бетона 0,024 м³ на один стык практически невозможно, особенно зимой, что подвергает здания большому риску. В процессе монтажа необходим постоянный лабораторный и технологический контроль.

Рис. 1. Стык «плита-колонна» сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ»: 1 — соединительное изделие из равнополочного уголка 100х9; 2 — бетон кл. В25

Рис. 2. Качество выполнения монтажного стыка «плита-колонна» сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ»: а — вид на плиту сверху; б — то же, снизу

Стыковка панелей перекрытия между собой осуществляется посредством установки арматуры диаметром 10 А400 в виде прямых стержней или П-образных шпилек в петлевые выпуски с последующим бетонированием мелкозернистым бетоном кл. В 25 с фракцией не более 10 мм (рис. 3). Петлевой стык (стык Г. П. Передерия) в узлах соединения надколонных и межколонных плит не воспринимает изгибающие усилия, возникающие в нем при неуравновешенной временной нагрузке на плиты в период эксплуатации здания. Это может привести к трещинообразованию в стыке (рис. 4).

Рис. 3. Петлевой стык панелей перекрытия сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ»: а — стык панелей перекрытия до бетонирования; б — то же, после замоноличивания

Рис. 4. Трещинообразование в стыке панелей перекрытия сборно-монолитного безригельного каркаса «КУБ»

В связи с высокими технико-экономическими показателями сборно-монолитной каркасной технологии строительства и недостатками существующих конструктивных каркасных систем, в массовой застройке приоритетным должно стать развитие и совершенствование каркасных зданий с плоскими сборно-монолитными перекрытиями, а направление их совершенствования должно быть нацелено на повышение надежности [5] и безопасности для потребителя.

1. Дорфман А. Э., Левонтин Л. Н. Проектирование безбалочных бескапительных перекрытий. — М.: Стройиздат, 1975. — 124 с.

2. Рекомендации по проектированию конструкций плоского сборно-монолитного перекрытия «Сочи».– М.: Стройиздат.– 1975. — 34 с.

3. Семченков А. С. Обоснование регионально-адаптируемой индустриальной универсальной строительной системы «Радиусс» // Бетон и железобетон.– 2008.- № 4.– С. 2–6.

4. Гуров Е. П. Сборное домостроение. Стратегия развития // СтройПРОФИль.– 2010.- № 5. — С. 10–15.

5. Никулин А. И. Особенности расчета сборно-монолитных железобетонных каркасов многоэтажных зданий с учетом технологии их возведения // Расчеты и проектирование пространственных конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности: Тезисы докл. научн. сессии.– М.: МОО «Пространственные конструкции», 2004.– С. 54–55.

Сборно-монолитные перекрытия: особенности, виды и монтаж

1. Преимущества и недостатки
2. Типы
3. Марки
   • «Teriva»
   • «Марко»
   • «Ytong»
4. Монтаж

Перекрытия, используемые в зданиях как малоэтажного, так и многоэтажного типа, должны соответствовать очень серьезным требованиям. Едва ли не лучшим вариантом во многих случаях является сборно-монолитное решение, история которого необоснованно прервалась в середине XX века. На сегодняшний день оно вновь набирает популярность и заслуживает внимательного изучения.

Преимущества и недостатки

По своей природе сборно-монолитное перекрытие образуется балочно-блоковым каркасом. В случае грамотного выполнения работ и учета всех тонкостей, конструкция может достичь очень высокой крепости. Важнейшее преимущество — повышенная огнестойкость, поскольку исключается присутствие деревянных деталей. Дополнительными достоинствами сборно-монолитного блока являются:

• отсутствие швов в процессе установки и заливки;
• максимальное выравнивание полов и потолков;
• пригодность при обустройстве межэтажных промежутков;
• пригодность для обустройства чердачных и подвальных помещений;
• отсутствие необходимости в применении мощной строительной техники;
• исключение необходимости усиленного утепления;
• сокращение расходов на сооружение;
• возможность обойтись без нескольких пластов стяжки, укладывая напольные покрытия непосредственно на перекрывающие конструкции;
• максимальное удобство прокладки электрических и трубопроводных коммуникаций;
• отличная совместимость со стенами причудливых геометрических форм;
• возможность подгонки изделий под требуемые габариты прямо на строительных площадках.

Сборно-монолитные конструкции довольно часто применяются в процессе реконструкционных работ без демонтирования кровли. Легко приобрести блоки разнородных форм и остальные комплектующие в полностью готовом виде.

Среди минусов стоит отметить, что сборно-монолитное перекрытие все-таки труднее сделать, чем чисто деревянную конструкцию. Да и расходы вырастают; однако технические преимущества в целом перевешивают.

В большинстве случаев сборно-монолитные перекрытия формируются в виде плит из пенобетона. Отличие от других конструкций состоит в том, что краны нужны лишь в процессе поднятия и выкладки блоков на стену либо на ригель. Дальше любые манипуляции проводятся ручным способом. Блоки выступают своего рода неснимающейся опалубкой. Таким образом, можно сформировать очень крепкую строительную плиту.

Довольно широкое распространение получило и безригельное исполнение.

Важно: в этом варианте выкладка плит производится только тогда, когда капители укреплены в полном соответствии с проектом. При расчетах на эксплуатацию исходят из того, что использоваться конструкция будет по монолитной схеме. Соответственным образом подбираются и оцениваются возникающие нагрузки.

Внимания заслуживают и сборно-монолитные перекрытия с балочным железобетонными элементами со скрытым типом ригеля. Такие строительные системы появились относительно недавно.

Как заявляют их разработчики, удается заметно сократить трудовые затраты при выполнении строительно-монтажных работ. Это достигается за счет максимального вовлечения в процесс оборудования, установленного на промышленных предприятиях. Кроме того, укрытие ригеля внутри плиты способствует лучшему эстетическому восприятию конструкции.

Стыки выполняются по схеме жесткого монолита; технология отработана хорошо и позволяет сделать такие стыки надежно в условиях стройплощадки.

Сами перекрытия формируются из плит, содержащих большое количество пустот. Внутренние ригели имеют две функции: одни принимают несущую нагрузку, другие выступают своеобразными механическими связями. Стыковка колонн по высоте производится методом штепсельного соединения. Внутри колонн есть так называемые пропуски бетона. Ригели выступают еще и своего рода несъемной опалубкой.

Как нетрудно понять, в большинстве случаев сборно-монолитное перекрытие относится к разновидностям бетонной конструкции. Но оно может использоваться не только в капитальных многоквартирных домах. Есть большой опыт их применения и в деревянных домах.

Современные балки достаточно легко врезать и в бревно, и в брусья, и в панели формата СИП. Кроме того, если применить еще и средства для проникающей гидравлической защиты, даже прорыв труб будет практически безопасен.

Что немаловажно, отпадают проблемы, связанные с выкладкой плитки или формированием теплого пола. Сборно-монолитное перекрытие намного больше подходит для таких работ, чем традиционное решение из дерева. Разделять древесину и бетон надо при помощи полиэтиленовых пленок. Гарантирована высокая пространственная жесткость. Но надо учитывать, что идеального решения для всех случаев нет, и следует всегда советоваться со специалистами.

Отдельного разговора заслуживает применение сборно-монолитных перекрытий для бескаркасных зданий. Это технологическое решение может подойти и для малоэтажного строительства. В обязательном порядке плиты опираются на предварительно напряженную арматуру. Центрирующие элементы имеют прямоугольное сечение, и внутри них предусматриваются каналы для прохода этой арматуры. Важно: подобные отверстия располагаются под прямым углом друг к другу.

Марки

Опыт российских строителей показывает, что есть несколько марок сборно-монолитных перекрытий, которым можно доверять. Яркий пример — продукция польской компании Teriva.

«Teriva»

В наборы поставки ее изделий входят:

• железобетонные балки облегченного типа (размер 0,12х0,04 м и масса 13,3 кг);
• полые конструкции на основе керамзитобетона (каждая конструкция массой 17,7 кг);
• ребра для усиления жесткости и эффективного распределения нагрузки;
• армирующие пояса;
• монолитный бетон различных типов.

В зависимости от конкретной модели обеспечивается равномерное распределение нагрузки на уровне 4, 6 либо 8 килоньютонов на 1 кв. м. Компания Teriva проектирует свои системы для жилого и для общего гражданского строительства.

«Марко»

Среди отечественных предприятий заслуживает внимания компания «Марко». Фирма активно работает в области сборно-монолитных перекрытий с конца 1980-х годов. На данный момент создано 3 ключевых типа конструкций СМП (на самом деле их больше, но именно эти популярнее прочих изделий).

• Модель «Полистирол» считается самой легкой, что и достигается за счет применения специального полистиролбетона. Этот материал позволяет обойтись без усиленного утепления и применения средств повышенной звукоизоляции. Но надо понимать, что из-за использования наполнителя большой фракции суммарная прочность конструкций невелика.
• Модель «Газобетон» рекомендована для монолитных построек с исключительно сложной конфигурацией. Уровень прочности в 3-4 раза выше, чем у систем из полистиролбетона.

Об этих и других типах стоит узнать подробнее у производителя.

«Ytong»

Завершить обзор уместно на сборно-монолитных перекрытиях Ytong. Разработчики уверяют, что их продукт отлично подойдет для всех трех основных сегментов строительства – «большого» домостроения, частной застройки и возведения промышленных объектов. Легкие балки могут быть изготовлены из железобетона либо просто из стали. Используется также свободная арматура, формирующая пространственный каркас.

Протяженность балок подбирается индивидуально, в соответствии с техническими нуждами. Армирование производится еще на заводе, что позволяет не сомневаться в его качестве.

Предприятие Ytong освоило производство балок на пролеты до 9 м длиной. Допустимая общая нагрузка на 1 кв. м может составлять 450 кг. Вместе с балками типа «Стандарт» производитель рекомендует применять фирменные блоки из газобетона в виде буквы Т.

Сечение, даже с поправкой на монолитный бетон, не превосходит 0,25 м по высоте. Монолитный бетон оказывается готовым выравнивающим слоем. Масса 1 пог. м максимум 19 кг, поэтому ручная установка балок вполне возможна. Небольшая бригада возведет 200 кв. м перекрытий в течение недели.

Монтаж

Установка сборно-монолитных перекрытий своими руками не представляет особенного труда, но надо четко следовать основным требованиям и техническим предписаниям.

Прежде всего необходимо поставить внутрь обрабатываемых пролетов доски величиной 0,2х0,25 м. Их требуется дополнительно подпирать раздвигаемыми стойками специального образца. Рекомендация: в некоторых случаях практичнее выполнить эту процедуру, когда уже закончена выкладка балок. Размещаемые в продольной плоскости балки из железобетона разделяет расстояние 0,62-0,65 м.

Важно: горизонтали стен перед выкладкой балок советуют основательно зачищать. Лучший способ поставить их — использовать раствор категории М100. Толщина его может быть до 0,015 м, не более.

Периметр создаваемого перекрытия обычно формируется из деревянной опалубки (если технология не предусматривает иного решения). Блоки раскладывают в поперечные ряды, стараясь минимизировать зазоры.

Арматурные прутья размещают внахлест (от 0,15 м и более). Обязательно убирают всю пыль и грязь, которые появились при работе. Далее проводится заливка мелкозернистого бетона от М250 и выше. Его поливают водой и осторожно разравнивают. Ждать полного технического отвердения придется примерно 3 дня.

О том, что такое сборно-монолитные перекрытия, смотрите далее.

Кровля из битумной черепицы на монолитной плите

Вопрос задал: Виктор

Вопрос касается кровли.Двух этажный дом, 12×12 в два полноценных этажа.плиты перекрытия — монолитные.Есть надобность сделать вальмовую кровлю так, что бы получить полезную площадь под крышей. Хотелось бы воспроизвести крышу с крепление стропил к балкам которые вынесены за пределы дома. Вопросы:

1) Как крепить балки к монолитному перекрытию?

2) Выдержат ли они (былки) нагрузку, не переломятся ли у мауэрлата ?

3) если можно то поясните, какие нагрузки принимает былка в таком случае и куда? (от стропилы на край балки или от стропилы через опоры на тело балки?

4) Должна ли балка быть цельной (срощеной) и уложена между противоположными стенами дома при условии что на лежит на монолитном перекрытии?

5) Можно ли уложить их как фальш балки со свесами в 0.5м и уже к ним крепить стропила. Предполагается что балка одним концом лежит на лежне на расстоянии от края дома в 3 метра, а второй (свисающей частью) лежит на мауэрлате (мауэрлат крепиться 18мм шпилькам, которые были утоплены с шайбами на конце при отлитии плиты перекрытия, шаг шпилек 0,4м по всему периметру). Пример на картинке.

Крышу с опорой стропил на мауэрлат не хочется, так как у вальмовой крыши угол ската не одинаковый у перпендикулярных сторон, сответственно ширина подшивы будет разной. Так же теряется много места под крышей, а хотелось бы получить полезную площадь с теоретической высотой потолка 2,2 -2,4 м.

Благодарю за вразумительные ответы!

С уважением, Виктор.

Комментарии

К сожалению, Вы задали вопрос к концу рабочего дня в пятницу, а суббота и воскресенье у нас выходные. Я пригласила специалиста Сварога (ник) в ветку, но скорее всего, он ответит уже в понедельник. Мы постараемся продлить Вам подписку чтобы Вы смогли его переспросить или уточнить все что нужно.

Уточните, регион строительства.

Здравствтуйте. По вашей картинке, вся нагрузка уйдет на перекрытие, вы уверены что оно выдержит? Расчитывалось на это?

Огромное спасибо Вам за столь скорый ответ, к тому же в выходной!

Если ответить прямо на Ваш вопрос, то НЕТ!

Перекрытие специально под это не расчитывалось.

Более полная информация:

Плита имеет толщину 200мм, представляет из себя две сетки 14мм арматуры с клетью 150мм, отлита бетоном марки м350. Так же в плите есть скрытые ригели, которые связывают между собой 9 колонн на которых собственно и держиться плита. Средние колонны дома вместе со стеной представляют несущую стену, которая имеет общий фундамент с фундаментом дома. Фундамент ленточный, ширина 500, глубина заложения 1500мм ( был перепад по участку, долбали скалу, вообщем так получилось ).

А что скажете про такую псевдо -балочную систему? жизнеспособно?

С уважением, Виктор.

Могли бы вы приложить план нижележащего этажа? Можно от руки, но с размерами.

Да, пожалуйста.

Сама по себе такая системы жизнеспособна. У вас есть 3 треугольника, дающих устойчивую схему. Но есть несколько моментов:

1) Должно держать перекрытие

2) Перекрытие у вас по сути безригельное, та арматура, что у вас скорее всего дополнительно прокинута внутри перекрытия не даст полноценный ригель. Но скорее всего это все у вас лежит на стенах?

3) Необходимо создать еще продольную жесткость за счет связей между вашими стойками (у вас они как опоры замаркированы, те что высокие).

По п. 1,2 — перекрытия у вас держат собственный вес и полезную нагрузку (как для жилого помещения) с запасом. Выдержат ли кровлю, не знаю, надо считать. Уточните регион строительства. Уточните армирование скрытых ригелей. Если внизу стена, возводилась ли она сразу и по ней лилось перекрытие или вы ее возводили внутри каркаса? Уточните шаг вашей стропильной системы?

По п.3 — можно вместо связей будет сделать просто жесткую зашивку стен.

По Вашим вопросам выше:

1. Маурлат можно просто закрпить к перекрытию стальными анкерами как через уголки (сбоков) так и через распорные шпильки (сквозь мауэрлат). Маурлат обязательно обработать хорошо антисептиками и антиперенами. Уложить между перекрытием и ним 2 слоя гидроизоляции.

2. Опоры над крайними мауэрлатами ставятся точно по центру, а не как у вас на картинке (со сдвижкой). В этом случае, конечно, будет зависить от сечений, но с большой вероятностью не переломятся.

3. Я правильно понял, что вопрос про крайние треугольники? Рабочими у вас будут обе опоры (тут запас большой), а так же верхняя стропила (гепотенуза треугольника), у которой небольшие пролеты, и подобрать сечение которой возможно.

4. Не понял про какую балку вопрос. Но если нужно сростить надежно балку по длине, удобно ее делать составной из досок (например 200х50 на ребро; 2 доски — 200(h)х100) соединяя разные слои в разных местах (за счет нахлеста). Соединяют на гвоздях, реже шурупах. Балки цельного сечения так же можно соединять, но я не вижу, где вам это нужно.

5. Пятый пункт и ваш пост скриптум не совсем понял, поясните.

1) Должно держать перекрытие.

— какую несущую способность оно должно иметь, что бы я был уверен что затея годная?

2) Не полноценный ригель.

— Вы правы, все лежит на стенах, конструкцию называют каркасно — каменная. Были отлиты колонны, затем собраны стены (наружные и центральная несущая), затем отливалось перекрытие.

3) Необходимо создать продольную жесткость

— само собой разумеется. Будет брус который все стойки обьеденит в районе крепления их к стропилам. Либо как вы предложили — сделать сплошную зашивку, образующую стены.

по П 1,2 Перекрытия держат собственный вес

— Регион строительства — Крым. Стены — ракушняк. Скрытые ригели были выполненны след. образом:

три прута 14 арматуры сверху, три снизу, окольцованы рамками из 12мм арматуры. Выглядит как объёмный каркас. Размер около 350х150 точнее узнаю у монолитчиков, которые производили работу. Ригель был уложен на все несущие стены + перпендикулярно центральной несущей стене (для связи центральных колон) + в виде Н для усиления проёма под лестницу. Верхняя и нижняя сетки были изготовлены из 12 арматуры, а не 14 как я писал ранее. Стены были возведены до отлития плиты, за исключением межкомнатных перегородок.

Шаг стропил видел как 600-700мм

По Вашим вопросам выше:

1) Принято, шпильки были выпущены при залитии плиты перекрытия. Шаг 400мм, диаметр 18мм

2) Сдвинул внутрь мауэрлат, забыв переместить опоры. Ошибка на картинке, планировал стойку опирать строго на мауэрлат.

3) Вопрос касался векторов силы. Вниз через опоры на перекрытие? или будет ещё сила направленная вдоль стропилы на точку сочленения с балкой, способная сломить балку у мауэрлата.

По балке следующие:

Сколько я видел конструкция кровель, балкой (целой либо срощенной) перекрывают весь пролет дома. Я же в виду наличия монолитного перекрытия патаюсь как бы вырезать центральную часть балки, подперев лежнями и загрузить стойками (высокими) концы балок которые ближе к центру дома. В этом суть вопроса о балке.

Я о том, что все советуют опереть стропила на мауэрлат и не выдумывать велосипед. При этом моё желание получить в центре под крышей нормальное полезное пространство как бы не слышат. Этим я хотел пояснить что хочу именно выносы балок а не стропила на мауэрлате.

Ряд вопросов возникших в ходе Вашей консультации:

1) Если балку положить между лежнем и мауэрлатом, под ней образуется зазор (между балкой и бетонной плитой перекрытия). Пусть так и будет? или делать запилы в балке, так что бы она тоже легла на плиту перекрытия?

2) Узел крепления стойки нисходящие от стропил вниз. Опирать на балку? как бы прижимая её весом крыши к мауэрлату. или опирать стойку на мауэрлат рядом с балкой и уголками крпить и к балке и к мауэрлату.

3)Крепление стропилы к балке (край который за пределами дома). Стропилу можно закрепить к балке сбоку (внахлест) ? или запилить конец стропилы под углом и опереть на балку сверху?

Спасибо за чёткие ответы

С уважением, Виктор.

Мне трудно сказать, какую несущую способность оно должно иметь, так как не знаю шаг ваших стропил (700 ниже по тексту?). Условно можно сказать, что перекрытие должно держать: свой вес+полезную на перекрытие (200кгс/м2)+конструкцию кровли (50-80 кгс/м2)+снег (70кгс/м2). Это по максимуму. У вас снег и вес кровли так то не весь ложиться, но зато сосредотачивается в точечную нагрузку по середине пролетов. У вас в Крыму снеговая нагрузка очень маленькая (кроме южных и горных районов). При шаге стропил в 700мм надо расчитывать на сосредоточенную нагрузку в районе 300кг — это не много. Особенно если вы подложите под стойки (вдоль крыши) распределительный брус 150х150мм (у вас он замаркирован как лежень). Прикинул ваше перекрытие, проходит в общем то. Только не захламляйте пространство, по бокам.

У вас безраспорная стропильная конструкция, почти фермы, будут только вертикальные нагрузки.

1. Зазоры оставить обязательно. Особенно если будете утеплять перекрытие. Мауэрлаты и лежни обязательно обработать антисептиком и уложить по гидроизоляции. Дерево любит воздух. Чтобы получить консоли за стены, нижняя балка должна быть цельной.

2, 3. Основные нагрузки от наклонных стропил уйдут через вертикальные стойки на стены и перекрытие, наклонная часть за пределами стен ляжет сверху на «балку», для чего она, как я выше писал, должна быть цельной на всю своюдлину (до «лежня»). Крепить можно на гвоздях и врубках, можно через накладки, в том числе и через стальные (уголки, пластины и т.д.). Но дерево с деревом все же работает лучше. А если вы еще используете не брусья, а доски, то узлы сопряжения даже проще. Просто для примера картинка с коньковым узлом из досок: