Наглядный конспект по основным темам МДК 01.01 «Проектирование зданий и сооружений» - Перекрытия (вопрос 14а)

Перекрытие — горизонтальная внутренняя защитная конструкция, которая разделяет по высоте смежные помещения в здании.

Перекрытия служат для разделения здания по высоте на этажи. Данные конструктивные элементы воспринимают нагрузки от находящихся в здании людей и оборудования, играют роль горизонтальных диафрагм жесткости, обеспечивающих устойчивость здания в целом, а также обеспечивают тепло- и звукоизоляцию помещений.

Перекрытия должны удовлетворять следующим требованиям:

▪ Обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать как нагрузку от собственного веса, так и полезную (статическую и динамическую). Величина полезной нагрузки на 1 м2 перекрытия устанавливается в зависимости от назначения помещения и характера его оборудования.

▪ Перекрытие должно быть жестким, т.е. под действием нагрузок не давать прогибов, превышающих допустимые нормами величины.

▪ Перекрытие должно выполняться из возможно меньшего числа стандартных или типовых деталей, собираемых на месте строительства при помощи механизмов, с минимальной затратой времени и ручного труда. Они должны быть удобными по форме и весу для транспортировки и сборки.

▪ При конструировании перекрытия должна предусматриваться достаточная степень его звукоизоляции, величина которой устанавливается нормами или специальными указаниями по проектированию зданий того или иного назначения. Звукоизоляционные требования определяются местоположением перекрытий (чердачное, междуэтажное, надподвальное) и функциями разделяемых помещений. Перекрытия должны обеспечивать звукоизоляцию как от ударного, так и воздушного шума.

▪ Перекрытия, разделяющие помещения с различной температурой, например отделяющие холодный подвал от первого этажа или чердак от верхнего этажа, должны удовлетворять требованиям теплозащиты. Сопряжение перекрытий с наружными стенами необходимо конструировать таким образом, чтобы не создавались так называемые мостики холода, через которые может происходить утечка тепла, вызывающая образование конденсата. По теплотехническому режиму выделяют перекрытия надподвальные и чердачные.

▪ Материал и конструкцию перекрытия необходимо выбирать с учетом обеспечения необходимой в каждом конкретном случае степени огнестойкости здания.

▪ Перекрытия должны иметь минимальную высоту, т.к. увеличение ее влечет за собой увеличение объема (кубатуры) здания и, следовательно, его стоимости. Высотой перекрытия считается разность отметок уровня чистого пола и потолка нижележащего этажа. А при открытых балках - нижней их грани.

▪ Огнестойкость (пожароустойчивость) - степень возгораемости перекрытий, которая определяется по соответствующим противопожарным нормам;

▪ В некоторых случаях к перекрытиям предъявляются специальные требования.

Перекрытия классифицируются по следующим признакам:

─ по расположению:

-на междуэтажные;

-над подвальные;

-чердачные;

─ по конструктивному решению:

-безбалочные

-балочные, стоящие из несущей части (балок) и заполнения (наката);

─ по применяемым материалам:

-на железобетонные

-армосиликатные

-керамические

-из полистиролбетона;

─ по способу выполнения:

-сборные;

-монолитные;

-сборно-монолитные;

Сборные железобетонные перекрытия.

Сборные железобетонные перекрытия. Перекрытие монтируют из сборных элементов. Элементы заводского изготовления, ускоряя сроки строительства, имеют еще и другое преимущество: перекрытия, смонтированные из них, можно сразу же нагружать. Применение готовых элементов позволяет производить работы зимой. Недостаток состоит в затруднении транспортирования элементов и возможности их повреждения во время монтажа. Верхняя часть сборных перекрытий, уложенных на кирпичные стены, аналогична применяемой для монолитных перекрытий, следовательно, они закреплены в поясах кирпичной кладки, которые после монтажа бетонируют по всему периметру.

Сборные перекрытия делятся на четыре группы:

- перекрытия по железобетонным балкам:

Перекрытия по железобетонным балкам применяют в основном в малоэтажных промышленных зданиях. Несущей конструкцией служат железобетонные балки таврового сечения, на опорные полки которых укладывают армированные деревянными рейками гипсобетонные плиты или плиты-накаты из легких бетонов. Перекрытия этого вида требуют небольшого расхода металла, но трудоемки в изготовлении.

-перекрытия из:

▪ ребристых панелей

1 — звукоизоляционная прокладка; 2 — толь; 3 — бетонный или  шлакобетонный слой или плиты;  4 — паркет на мастике 5- ребристая плита.

Ребристые панели укладывают ребрами вверх, получая гладкую поверхность потолка. При укладке панелей ребрами вниз улучшается использование бетона в сжатой зоне. В этом случае для устройства потолка к ребрам прикрепляют сухую штукатурку на специальных клеях или прибивают ее гвоздями к деревянным рейкам, заложенным в ребрах.

▪ круглопустотных плит

1— наружная стена; 2 — стальные анкеры; 3 — внутренняя стена; 4 — монтажная петля; 5 — проволочная скрутка; 6 — железобетонная плита с круглыми пустотами; 7 — слой раствора

▪ панелей с овальными пустотами

1 — панель с овальными пустотами; 2— звукоизоляционная прокладка; 3— толь; 4 — бетонный или шлакобетонный слой; 5 — паркет на мастике

Настилы из панелей с пустотами, в основном с предварительно напряженным армированием, широко применяют в жилых и общественных зданиях. Ширина панелей 990-2590 мм, длина 2980-6260 мм, высота 160-220 мм. Применяют также перекрытия из панелей сплошного сечения. Учитывая большую массу панелей сплошного сечения, длину их принимают до 6 м.

▪ из плоских жлезобетонных плит:

Плоские железобетонные плиты опирают на стены или отдельные прогоны.

- перекрытия из крупных, железобетонных панелей:

1 — фундаментные блоки; 2 — фундаментные подушки; 3 — железобетонные панели внутренних стен; 4 — цокольные панели; 5 — панели перекрытий

Крупнопанельные перекрытия состоят из элементов размером на комнату, отличаются от настилов в основном своими размерами. Крупные панели изготовляют сплошными (однослойными, слоистыми и с вкладышами), пустотелыми, ребристыми, шатровыми с повышенной средней частью и складчатыми. Применяют также перекрытия из крупных несущих панелей, нижняя поверхность которых является потолком; сверху настилается пол из нескольких слоев. Из крупных панелей устраивают и перекрытия раздельного типа, в которых отдельные панели потолка и пола укладывают с зазором для образования между ними замкнутого воздушного пространства. Элементы пола отделяют прокладками или сплошным слоем звукоизоляционного материала от плит потолка и стен. Раздельный тип перекрытий отличается повышенными звукоизоляционными качествами по сравнению со сплошными перекрытиями.

- безбалочные перекрытия:

Безбалочные железобетонные перекрытия применяются несколько реже, чем панельные. Их конструкция устроена таким образом, что на сборные железобетонные колонны надевают капители плоского или пирамидального вида, на которые укладывают многопустотные или ребристые надколенные плиты-балки, а на последние - плиты центральной части и стыкуют их с помощью сварки стальных закладных деталей с последующим замоноличиванием бетоном. Безбалочные железобетонные перекрытия снижают строительную высоту здания и улучшают равномерность освещения, но по сравнению с панельным перекрытием "от стены к стене" их монтаж более усложнен.

Монолитные

Монолитные железобетонные перекрытия применяются при строительстве крупных уникальных общественных и промышленных зданий и сооружений, при наличии весьма значительных, в первую очередь динамических, нагрузок. А также в тех случаях, когда перекрытия являются основными элементами, обеспечивающими общую пространственную жесткость здания, и тогда, когда оно имеет сложную в плане форму, вследствие чего типовые конструкции сборных перекрытий применены быть не могут.

Изготовляют монолитные перекрытия на стройке в опалубке. Выполняя функцию перенесения нагрузки с пола на несущие стены, они служат в зданиях с массивным каркасом еще и элементами жесткости. Для изготовления монолитных железобетонных перекрытий необходима опалубка, выполняемая из дефицитного материала - древесины. Монолитные железобетонные перекрытия по форме делятся на плитные, балочные, ребристые и перекрытия-вкладыши, кессонное покрытие.

Монолитные плитные перекрытия.

Наиболее простой конструкцией монолитных железобетонных перекрытий является плита Монье, в которой арматура размещается в местах растяжения, т. е. в нижней части плиты, поскольку сталь обладает в 15 раз большей прочностью на растяжение, чем бетон. Плиту, как правило, укладывают на несущую стену, причем длина поверхности, на которую укладывают плиту, равна 10 см; при применении плит толщиной более 10 см длина поверхности, на которую укладывают плиту, равна толщине плиты. Такие перекрытия могут иметь максимальный пролет 300 см. При большем пролете железобетонная плита бетонируется на стальных несущих балках, перекрывающих большой пролет. Такие перекрытия называются плитными монолитными железобетонными или комбинированными перекрытиями со стальными несущими балками.

Монолитные балочные перекрытия.

Для больших пролетов перекрытия могут иметь максимальный пролет 300 см. На стену укладывают железобетонные балки; их соединяют с железобетонной плитой и армируют. Такие перекрытия, изобретенные французским инженером Эннэбиком, называются перекрытиями Эннэбика. Балки укладывают на расстоянии 130-500 см одна от другой. Длина укладки балок на несущие кирпичные стены должна составлять 7,5% пролета балки, но быть не менее 22 см. Обычно балки заанкеривают в монолитные железобетонные пояса с кирпичной кладкой. Железобетонные балки перекрытия применяются в помещениях, где обязателен ровный потолок (подвальных, складских, мастерских и т. п.), поскольку для отделки ровного потолка расстояние по оси между балками этого перекрытия слишком большое. Применение железобетонных балок перекрытий экономически эффективно при наличии пролетов 6 м.

Монолитное ребристое перекрытие.

1-плита; 2-балка; 3-колонна.

Если при применении железобетонных перекрытий необходимо сделать ровный потолок, следует уменьшить расстояние по оси между балками на 0,5-1 м. Сечение балок меньше, поэтому их называют ребрами. Чтобы ребра не выпучивались, их армируют при пролете 6 м одним поперечным ребром. Ровный потолок отделывают подшивкой и известково-гипсовой штукатуркой или штукатуркой по камышу.

До бетонирования ребристого железобетонного перекрытия в арматуру закладывают штыри или проволоку диаметром 10 мм таким образом, чтобы после бетонирования и распалубки они выступали с боков ребер. На эти закладные детали устанавливают планки толщиной 2 см, нижний край которых выступает за грань нижнего ребра на 1 см. Другой способ заключается в том, что при изготовлении опалубки ребра в нее помещают до закладки арматуры и закрепляют дощатое дно, после чего оба конца проволоки замоноличивают. К изготовленному таким образом основанию крепят обшивку из плит толщиной 12- 20 мм, прибиваемых гвоздями. Швы между плитами не должны быть шире 15 мм. На обшивку наносят простую штукатурку или подбивают камышовым матом. Иногда в плиту и ребра замоноличивают проволоку и к ней после распалубки крепят сетку Рабица и наносят известково-гипсовую штукатурку.

Монолитное кессонное перекрытие

Кессонное перекрытие состоит из плиты и балок одинаковой высоты, образующих снизу прямоугольные углубления, называемые кессонами. Та­кое решение перекрытий вызвано, в основном, архитек­турными соображениями-оно придает потолку более привлекательный вид по сравнению с ребристым.

Монолитные перекрытия с вкладышами

Ребристые перекрытия и перекрытия с ровным потолком обладают тем существенным минусом, что их организация — довольно трудоёмкая задача и тре­буется большой расход древесины для сооружения опалубки и подшивки. Поэтому ещё одним часто используемым вариантом являются перекрытия с вкладышами. Вкладыши, предназначенные для того, чтобы быть опалубкой рёбер и нижней частью опалубки плиты, располагаются в районах предполага­емых зазоров между рёбрами. Нижние части вкла­дышей играют роль оснований под штукатурку и заменяют подшивку досками. Для создания вкла­дышей применяются различные материалы разно­образной формы, самым популярным из которых яв­ляется обожжённая глина, из которой изготовляют жёсткие вкладыши и нижняя часть которых прости­рается до полок, формируя нижнюю опалубку рёбер.

Устройство монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия обеспечивают пространственную жесткость всей ранее изготовленной конструкции фундамента. Благодаря этой пространственной жесткости монолитная конструкция не боится неравномерных осадок. Армирование монолитной плиты ведется по тем же принципам, что и вся остальная конструкция. С той лишь разницей, что для увеличения жесткости плиты часто используется дополнительное армирование или организуется более сложная ребристая плита. Ее изготовление позволяет перекрывать пролеты до 8 м. В местах организации технологических отверстий большого размера заранее устанавливается дополнительное армирование. Заливка плит перекрытий ведется непрерывно, растекание бетона и образование слоев в теле монолитной плиты категорически не допустимо. В целом монолитное строительство позволяет реализовать любые самые дерзкие замыслы авторов проекта, но требует при этом жестко контролируемой организации работ и квалифицированного персонала.

Чердачные перекрытия

Чердачные перекрытия отделяют жилой этаж от чердака. Последний в жилых домах устраивают чаще неутепленным. В этих случаях температура на чердаке оказывается полностью зависимой от температуры наружного воздуха. На чердаке можно располагать лишь установки и разводящие сети систем инженерного оборудования здания. Использование чердаков для хозяйственно-бытовых целей недопустимо. Основные силовые воздействия на чердачные перекрытия оказывают масса установленного на них инженерного оборудования, нагрузка, передающаяся в местах опирания элементов крыши и возникающая от периодического пребывания эксплуатационного персонала.

1 - три слоя пленки под верхней обвязкой, 2 — балка с черепными брусками, 3 — панель внутренней стены, 4 — верхняя обвязка, 5 — щиты перекрытий (наката), 6 — пленка, 7 — подстропильная доска, 8 — утеплитель, 9 — мауерлат, 10—панели наружных стен.

На чердаках нет источников бытового шума и нет необходимости иметь пол. Таким образом главным фактором, определяющим конструкцию чердачного перекрытия, становятся его теплозащитные качества. Они необходимы для того, чтобы исключить большие потери тепла жилыми помещениями в зимнее время и излишнее его поступление в летнее.

Для центральных и северных районов страны определяющие зимние условия. По санитарно-гигиеническим требованиям перепад между температурой внутреннего воздуха жилого помещения и нижней поверхностью чердачного перекрытия не должен превышать 4°С. Устраиваемый исходя из этого теплоизоляционный слой нужно защитить от конденсационного увлажнения. Оно может возникать в результате диффузий водяных паров из жилых помещений через перекрытие и переход их в капельножидкое состояние в зоне, где температура снижается до точки росы (t_p). Этому должен препятствовать слой пароизоляции, который располагают под теплоизоляционным слоем.

Для чердачных перекрытий определенное значение приобретает степень их воздухопроницаемости, поскольку перепад между температурой воздуха в жилых помещениях и чердака может быть значительным. В этих условиях воздух жилых помещений под влиянием теплового подпора будет проникать через сквозные поры и неплотности на чердак, увеличивая общие теплопотери. Холодный воздух чердака, в свою очередь, под влиянием ветрового подпора при утепляющем слое, имеющем сквозные поры, может достигать подстилающих его несущих элементов перекрытия и вызывать их промерзание. Во избежание этих явлений по утеплителям, имеющим сквозные поры, укладывается слой, обладающий высокой воздухонепроницаемостью. Этот слой одновременно защищает утеплитель от случайных повреждений в ходе эксплуатации.

Очень важно не допускать образование мостиков холода, возникающих в результате того, что термическое сопротивление материала балок обычно значительно ниже термического сопротивления материала межбалочного заполнения. Если такие балки пересекают всю толщу перекрытия, возникает необходимость их утепления.

Расчет и конструирование несущих элементов чердачных перекрытий основываются на тех же принципах, что и междуэтажных. Чердачные перекрытия могут увлажняться в результате протекания кровли или капели, обусловленной возникновением конденсата на холодных поверхностях крыш. Последнее может происходить в результате проникания на чердак из жилых этажей влажного теплого воздуха через неисправные каналы вентиляции или различные незакрытые проемы. Ко всем элементам чердачного перекрытия со стороны чердака необходимо обеспечивать доступ для систематического осмотра и устранения дефектов.

1. Пол,2. Мембраны Изоспан AS, AM,3. Утеплитель IZOVOL L-35,4. Контррейка,5. Балка,6. Чероновой потолок,7. Пароизоляция Изоспан В,8. Внутренняя отделка.

Чердачные перекрытия должны отвечать тем же противопожарным требованиям, что и междуэтажные. По аналогии с междуэтажными перекрытиями решают вопросы технологичности и экономической целесообразности конструктивного решения чердачных перекрытий. При этом особое внимание следует уделять подбору общего сопротивления теплопередачи чердачного перекрытия по условиям экономичности Rо^ЭК. Исходя из необходимости экономии энергетических ресурсов его следует выбирать по величине минимальных приведенных затрат.

Надподвальные перекрытия

Отделяют подвал от жилого этажа. В случае, когда подвал не отапливаемый, то к подобного рода перекрытиям предъявляются те же самые требования, что и к чердачным – надежная теплоизоляция, в противном случае так же, как и к межэтажным. Правда, в отличие от чердачных перекрытий, в данном случае диффузия водяных паров происходит из теплого жилого помещения в холодное подвальное, поэтому слой пароизоляции необходимо располагать поверх утеплителя. В случаях когда температурно-влажностный и шумовой режим помещений, разделяемых этим перекрытием, не имеют существенного различия, конструктивное решение его не отличается от решения междуэтажного перекрытия. В иных случаях возникает необходимость соответственно усиливать их теплозащитные и звукоизоляционные качества. Надподвальные перекрытия могут быть: деревянными балочными или бетонными.

Если решено возводить деревянные перекрытия , то пролеты делают небольшими (2–6 м), чтобы перекрытия были более прочными и могли выдерживать большие нагрузки. Для сооружения основной несущей конструкции лучше взять бетонную или обработанную антисептиком деревянную балку. Обрабатывать деревянную балку антисептиком нужно для того, чтобы она не пришла в негодность раньше времени.

Перекрытия делают следующим образом: на лаги (балки) прибивают 2 жесткие плиты обшивки, обработанные в нижней части антисептиком, с интервалом для несущей продольной балки. Поверх них кладут теплоизоляционные плиты толщиной 15 см. Затем прибивают 3 несущие продольные балки, имеющие сечение 50 x 20 см, через интервал 60 см. Конструкцию покрывают теплоизоляционной плитой шириной 56,5 и толщиной 10 см. К кромкам этой плиты прибивают поперечные балки сечением 5 x 10 см. Затем настилают доски пола так, чтобы между ними и теплоизоляционной плитой была воздушная подушка.

Деревянное надподвальное перекрытие: 1 – половые доски; 2 – воздушная подушка; 3 – поперечные балки; 4 – теплоизоляционная плита; 5 – несущая продольная балка; 6 – теплоизоляционная плита; 7 – жесткая плита обшивки; 8 – лага.

Для изготовления бетонных перекрытий используют многопустотные плиты шириной 120 см. Как правило, их применяют при широких пролетах (до 12 м). В плиту следует вмонтировать столбы сечением 5 x 10 см и высотой 24 см. Затем вокруг них и под ними кладут слой битума. Между столбами укладывают теплоизоляционную плиту шириной 61 и толщиной 15 см. Поверх нее кладут еще одну теплоизоляционную плиту шириной 56,5 и толщиной 10 см. К кромкам теплоизоляционной плиты прибивают продольные балки сечением 5 x 10 см. Затем настилают половые доски таким образом, чтобы между ними и теплоизоляционным слоем была воздушная подушка.

Бетонное надподвальное перекрытие: 1 – половые доски; 2 – воздушная подушка; 3 – продольные балки; 4 – теплоизоляционная плита; 5 – столбы высотой 24 и сечением 5 x 10 см; 6 –теплоизоляционная плита; 7 – битумный слой; 8 – многопустотная железобетонная плита.