Das Bauen unter Verwendung von Stahlbetonkonstruktionen zeichnet sich durch eine Fülle von technischen Lösungen aus, deren Funktionsprinzip und Merkmale nur Fachleuten aus Architektur und Bauplanung verständlich sind. Unser Bildungsprogramm wird dieses Versehen korrigieren, indem es den Lesern die Technologie von monolithischen Fertigteilböden (BSMP) ohne Träger vermittelt..
Gerät und Funktionen
Nichtträgerböden weisen wie andere Arten von vorgefertigten monolithischen Strukturen eine klare Trennung der Funktionen der monolithischen und vorgefertigten Teile des allgemeinen Stahlbetonmassivs auf. Ein gemeinsames charakteristisches Merkmal ist die Verwendung von werksseitig hergestellten Betonfertigteilen als eine Art Schalung, deren Elemente nach der Monolithisierung kombiniert werden, um Lasten und Einflüsse effizienter wahrzunehmen.
Um den Unterschied zwischen Balken und Balkendecken zu verstehen, ist es nicht überflüssig, sich mit dem physikalischen Modell des letzteren vertraut zu machen. Das Haupttragelement in ihnen ist ein System von unidirektionalen oder quer gerichteten Trägern, die auf vertikalen Säulen ruhen. Stahlbetonplatten oder -bretter werden auf die Träger selbst gelegt, wodurch sich die tragende Fläche aufgrund der Unterstützung über die gesamte Länge der kurzen Seite des Stahlbetons vergrößert.
Balkenlose Decken zeichnen sich dadurch aus, dass anstelle von Balken Paneele über der Säule verwendet werden, auf denen Paneele mit Spannweite verlegt werden. In solchen Fällen hat jede der Säulen im oberen Teil eine Erweiterung, die als Kapital bezeichnet wird und deren funktionaler Zweck darin besteht, die Kontaktfläche zwischen vorgefertigten Strukturelementen zu vergrößern. Der monolithische Teil der Platte kann sowohl eine allgemeine Stahlbetonabdeckung als auch spezielle Dübel enthalten, die zum Immobilisieren der Paneele und ihrer starren Befestigung an den Säulenkappen vorgesehen sind.
Ein charakteristischer Unterschied des BSMP ist die Weigerung, sich auf die tragenden Innenwände zu stützen, die Paneele übertragen die Last nur auf die umschließenden Strukturen. Der zentrale Teil des Bodens wird von einem Säulenraster mit gleicher Spannweite getragen. Dies ist ein ziemlich komplexes System, dessen Funktionen am deutlichsten zum Ausdruck kommen, wenn kompatible Betonprodukte eines Herstellers verwendet werden, deren Konstruktion eine ausreichende Anzahl und korrekte Position der technologischen Leisten und Spundbohlen gewährleistet. Balkenlose Systeme zeichnen sich auch dadurch aus, dass dies eine der wenigen Arten von Stahlbetonkonstruktionen ist, bei denen die Verbindung der Bewehrungskäfige von Produkten durch Schweißen erfolgt.
Ernennung von Nichtträgerböden
Die Komplexität des BSMP-Geräts wird durch eine rationellere Nutzung des Volumens der Räumlichkeiten der unteren Stockwerke bei vergleichbarer struktureller Festigkeit bezahlt. Die Decke ist von einem Rippensystem befreit, das den freien Ablauf der technischen Kommunikation behindert und die Endbearbeitung erschwert.
Konstruktive Lösungen für Nichtträgerböden mit einem Abstand zwischen den Spannweiten von bis zu 6 Metern in beide Richtungen wurden ausreichend detailliert untersucht und beschrieben. Die Verwendung solcher Strukturen im Tiefbau ist jedoch stark eingeschränkt durch den unnötigen Bau von Räumlichkeiten von so großer Länge mit freiem Grundriss. Dennoch bieten Hersteller von permanenten Schalungssystemen häufig Lösungen an, die als BBPS positioniert sind, dies jedoch nicht sind. In der allgemeinen Ausführungsform sind Träger in solchen Decken noch verfügbar, obwohl sie in der Dicke der vorgefertigten monolithischen Platte verborgen sind und durch einen Stahl-I-Träger dargestellt werden.
Die ursprüngliche Technologie kann jedoch auf privat gebaute Gewerbe- und Wohnimmobilien angewendet werden. Dies sind zunächst die Stockwerke des ersten Stockwerks über dem monolithischen Sockel sowie Zwischengeschosse von Gebäuden aus Verbundbetonplatten. In solchen Fällen enthält das Spaltenraster in der Regel nicht mehr als 4-9 Stützen, dh die gesamte Überlappungsfläche bei dieser Methode des Geräts kann 300 m erreichen2. Weitere Vorteile eines trägerlosen Systems sind ein geringerer Betonverbrauch und damit ein geringeres Gewicht der Rahmenstruktur..
Berechnung und Design
Die Nomenklatur der Stahlbetonprodukte für vorgefertigte monolithische Flachdecken und die technischen Anforderungen für Produkte sind in GOST 27108–86 aufgeführt. Eine allgemeine Beschreibung des BSMP-Systems sowie Anweisungen für die Konstruktion und Berechnung sind im Handbuch zu SNiP 2.03.01–84 „Konstruktion von vorgefertigten monolithischen Stahlbetonkonstruktionen“ ausführlich beschrieben..
In der Praxis werden spezielle CAD-Softwaresysteme zur Berechnung von strahllosen vorgefertigten monolithischen Strukturen verwendet
Die Anordnung der Spalten für das BSMP kann äquidirektional oder entlang der Schnittpunkte eines rechteckigen Gitters erfolgen, im letzteren Fall sollte das Verhältnis der Spannweiten jedoch 1,5: 1 nicht überschreiten. Die Häufigkeit der Installation von Stützen sollte durch die zulässige Tragfähigkeit der Platten gemäß ihrer Berechnung für die Durchbiegung unter Betriebslasten bestimmt werden. Der allgemeine Trend geht dahin, dass mit zunehmender Steigung der Säulen die Dicke der Überlappung abnimmt und infolgedessen das spezifische Gewicht der Struktur kleiner wird. Dieser Umstand sollte bei der Planung von Gebäuden auf Streifenfundamenten auf geschwächtem Boden berücksichtigt werden. Die durchschnittliche Plattendicke reicht von 1/30 bis 1/35 Spannweite.
Die allgemein anerkannte Berechnungsmethode basiert auf der Bestimmung eines ausreichenden Querschnitts tragender Elemente gemäß der erforderlichen Festigkeit für die Grenzzustände der ersten Gruppe. Während der Berechnung wird abhängig von verschiedenen Bedingungen eine ausreichende Dicke des Querschnitts der Elemente senkrecht zur Längsachse festgelegt. Danach wird die Berechnung der zur Längsachse geneigten Abschnitte durchgeführt, um Verschiebungslasten und schrägen Biegemomenten standzuhalten..
Ein Beispiel für eine Berechnung der Spaltenverteilung und der Größe des Kapitals
Da es sich um die Berechnung vorgefertigter monolithischer Strukturen handelt, wird in einem separaten Abschnitt des Anhangs die Methode zur getrennten Berechnung der Festigkeit von Kontaktfugen von Vergussbeton für Zwischen- und Endstützen beschrieben. Der Zweck dieser Berechnung besteht darin, sowohl die ausreichende Fläche des Kontaktpunkts als auch die angewandten Kommunikationsmethoden der vorgefertigten monolithischen Struktur zu bestimmen: Entfernen von Verstärkungselementen, Anordnung von Dübeln, Sicherstellen der Oberflächenrauheit in der Kontaktzone. Diese Berechnungen, einschließlich der Bestimmung der Ausdauer, werden ebenfalls nach der Methode der Grenzzustände der ersten Gruppe durchgeführt..
Am Ende der Entwurfsstudien wird die Betriebsstabilität bestimmt, dh die Berechnung wird nach der Methode der Grenzzustände der zweiten Gruppe durchgeführt. Dies beinhaltet die Bestimmung der zulässigen Rissöffnungsbreite und die Berechnung der Ausgleichskräfte von Druck und Zug. In beiden Fällen werden die Indikatoren in der Ebene normal und zur Längsachse des Stahlbetonelements geneigt getrennt bestimmt. Die Berechnung endet mit der Bestimmung der zulässigen Krümmung und Verformung gemäß den Anforderungen an das komplexe Gleichgewicht des Rahmensystems.
Arten der verwendeten Platten und Säulen
Während des Aufbaus des BSMP können sowohl Standardprodukte gemäß GOST 27108–86 als auch speziell entwickelte Produkte verwendet werden. Letzteres ist im privaten Bau natürlich sehr selten. In der Regel handelt es sich um drei Arten standardisierter Produkte: Säulen, Oberseiten für sie sowie Platten mit einer speziellen Konfiguration.
1 – Spalte; 2 – Kapital; 3 – Bodenplatte
Zu Beginn müssen Säulen und Kapitelle, die für die Verwendung in Decken ohne Träger geeignet sind, Nut-Feder- und Nutverbindungen aufweisen. Diese Anforderung wird durch das oben erwähnte Handbuch vorgegeben, in dem angemerkt wird, dass die Berechnung gemäß dem Zustand der vorgefertigten monolithischen Struktur vor dem Einstellen der Bemessungsfestigkeit durch den Ortbeton durchgeführt wird. Tatsächlich ist die vorübergehende Befestigung von Säulen und Kapitellen mit Stahlklammern zulässig, die nach dem endgültigen Aushärten der Betondübel entfernt werden. Diese Technologie ist jedoch komplexer und wird in der Praxis nur selten eingesetzt..
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Platten für BSMP werden in zwei Typen verwendet. Die Säulen haben spezielle Vertiefungen, die ihre seitliche Verschiebung verhindern, und sind für das technologische Andocken an die Säulenoberseiten vorgesehen. Säulenplatten haben in der Regel entlang mindestens zwei gegenüberliegender Kanten eine Verstärkung entfernt. Seltener werden Flanschplatten verwendet, die zum Verbinden mit Rillen in Kapitellen ausgelegt sind. Spannplatten können entweder mit der Erwartung hergestellt werden, nur technologische Nähte einzubetten und allseitig blank zu verstärken, oder sie können mit einer gemeinsamen Deckschicht verbunden werden. In diesem Fall sind alle Enden glatt.
Stahlbetonprodukte für BSMP bestehen normalerweise aus schwerem Beton der Güteklasse B25 mit vorgespannter Bewehrung. Im Rahmen realer Tests wurde auch die Möglichkeit der Verwendung von Beton auf einem leichten (porösen) Zuschlagstoff mit begrenzter Spannweite sowie von Hohlprodukten mit kugelförmigen Hohlräumen festgestellt..
Installationsverfahren für Nicht-Träger-SMP
Der Bau von Gebäuden mit BSMP erfolgt ausschließlich Stockwerk für Stockwerk. Direkt wird die Überlappungsvorrichtung nach Abschluss der Installation der Säulen ausgeführt, der die Installation von eingebetteten Teilen in der Überlappung der unteren Etage vorausgeht. Säulen können auch nach dem Split-Prinzip montiert werden. Diese Technologie wird jedoch aufgrund der beträchtlichen Länge der Nut-Feder-Verbindung häufig aufgegeben.
Nach dem Installieren und Ausrichten des Stützgitters werden die Köpfe an ihren Verbreiterungen installiert. Als nächstes wird die Riemenschalung installiert, um die Betonmasse beim Gießen der Dübel zu halten. Auf die Hauptstädte werden Säulen auf die Säule gelegt und sie werden auf die Weise verbunden, die durch die Konfiguration von Betonprodukten vorgesehen ist. Auf die Unterplatten werden Zwischenplatten gelegt, die normalerweise eine Verengung im Stützbereich aufweisen, um die Ausführung monolithischer Arbeiten zu erleichtern.
Nach der Installation der vorgefertigten Elemente werden zusätzliche Verstärkungskäfige in die Vergussnähte gebunden und gegebenenfalls unter den Säulen des nächsten Stockwerks eingebettet. Danach werden die technologischen Rillen mit B15-Beton gegossen, der durch die Vibrationsmethode schrumpft. In dieser Phase wird die gesamte Komplexität der Konstruktion von Fußböden mit der BPSMP-Technologie deutlich: Neben der Tatsache, dass Produkte aus dem Sortiment sorgfältig ausgewählt werden müssen, müssen auf der Baustelle alle Bedingungen für die Ausführung von Arbeiten an zwei verschiedenen technologischen Prozessen mit einer Vielzahl von oft schweren Baumaschinen geschaffen werden.
Kannst du nähere Informationen über die Vorteile und Anwendungsbereiche der balkenlosen vorgefertigten monolithischen Böden geben?