I pavimenti in legno e metallo sono sempre montati su appositi supporti. Questi ultimi sono chiamati travi. I pavimenti in calcestruzzo possono essere posati nelle campate del telaio dell'edificio senza l'uso di tali elementi di supporto. Dopotutto, le lastre di questo tipo si distinguono per una maggiore resistenza e un'eccellente capacità portante.
Un po' di storia
I pavimenti senza travi furono usati per la prima volta nella costruzione di un edificio nel 1902 negli Stati Uniti dall'ingegnere Orlano Norcors. In Russia, tali modelli sono stati utilizzati anche all'inizio del secolo scorso. La prima casa del genere nel nostro paese fu costruita a Mosca nel 1908. Era un edificio di quattro piani per un magazzino di prodotti lattiero-caseari. Fu costruito sotto la guida dell'ingegnere A. F. Lopeit. Una caratteristica degli edifici di questo tipo era che le colonne al loro interno avevano una sommità estesa. Pertanto, l'area di contatto tra supporti e piastre è aumentata e l'affidabilità dell'installazione è aumentata. Pertanto, all'inizio del secolo, i soffitti di questo tipo erano chiamati "a fungo".
Dove utilizzato
Tali pavimenti possono essere attrezzati in edifici di quasi ogni tipo. Molto spesso, le strutture senza travi possono essere viste, ad esempio, in grattacieli urbani residenziali a più piani. Inoltre, in molti casi, i pavimenti vengono realizzati in questo modo in officine di produzione, magazzini, garage, ecc.
In particolare, tali strutture sono spesso attrezzate presso le imprese del settore alimentare. Questi possono essere, ad esempio, caseifici, officine per la produzione di semilavorati, ecc. Cioè, il più delle volte, i soffitti senza travi sono montati dove ci sono maggiori requisiti igienici.
Nella costruzione di abitazioni private, le strutture interpiano di questo tipo sono usate raramente. Ma a volte gli edifici residenziali suburbani sono costruiti in questo modo.
Varietà principali
Nella costruzione, ci sono solo tre tipi di tali pavimenti:
- nazionali;
- monolitico;
- prefabbricato-monolitico.
Il primo tipo di struttura è costituito da due parti: una lastra posta sopra la colonna e un capitello. I pavimenti prefabbricati senza travi hanno una configurazione relativamente semplice. La lastra in questo caso poggia su appositi ripiani disposti sopra la colonna. Questi ultimi, a loro volta, sono mantenuti sui capitelli e sono interconnessi mediante saldatura.
Strutture monolitiche e prefabbricate-monolitiche
Il secondo tipo di pavimento senza travi è monolitico. Sono utilizzati dove sono necessari soffitti lisci. Ad esempio, sono ampiamente utilizzatinei sotterranei e nella metropolitana. Tali soffitti sono lastre piatte inseparabili sostenute da colonne. Questi ultimi in questo caso hanno anche le maiuscole.
Una caratteristica dei soffitti monolitici prefabbricati senza travi è che sono progettati con una griglia quadrata o rettangolare di colonne. Molto spesso, in questo caso, i supporti sono installati secondo lo schema 6x6 m Tali pavimenti sono posati su pannelli prefabbricati, campate e sopracolonna.
Soffitti senza capitale
Questo tipo di costruzioni è anche molto popolare tra i costruttori. In questo caso, gli elementi a pavimento poggiano direttamente sui tralicci e sulle colonne del telaio. Le lastre in tali strutture hanno spesso uno spessore costante.
Tali soffitti nella costruzione di edifici iniziarono ad essere utilizzati nel 1940. Una caratteristica delle strutture senza travi di questo tipo è l'area ridotta delle piastre di supporto sulle colonne. Per la percezione delle forze di taglio in questo caso, viene utilizzata anche la tecnica del rinforzo trasversale dei solai senza travi. Le barre d'acciaio aumentano notevolmente la resistenza delle piastre nell'area in cui sono adiacenti ai supporti.
Inoltre, quando si progettano edifici di questo tipo, possono essere fornite colonne di grande diametro. Quando si utilizzano tali elementi, aumenta l'area di contatto tra i supporti e le piastre. E di conseguenza i carichi non possono distruggere la sovrapposizione nell'area delle colonne.
Tipi di frame
Gli edifici con soffitti senza travi possono essere costruiti utilizzando diverse tecnologie. I telai di tali case sono:
- fotogramma;
- collegamento;
- frame-collegamento.
Nei sistemi della prima varietà, le principali funzioni portanti sui soffitti sono svolte da colonne e traverse montate in due direzioni. Gli elementi del telaio in tali edifici sono telai rigidi. Questi ultimi percepiscono tutti i carichi agenti sull'edificio - sia verticali che orizzontali.
Nei tiranti, i carichi principali ricadono sui sistemi di colonne e diaframmi, detti anche tralicci. Il ruolo dei pavimenti stessi in tali edifici è in forte aumento. Oltre ai carichi verticali effettivi, in questo caso, queste strutture percepiscono anche quelli orizzontali, dopodiché li trasferiscono sui diaframmi.
I telai controventati combinati sono solitamente utilizzati in strutture portanti in acciaio e cemento armato monolitico. In questo caso, i sistemi a membrana percepiscono l'85-90% dei carichi orizzontali. Allo stesso tempo, con un piccolo aumento, possono resistergli completamente, al 100%.
Vantaggi
Rispetto ai tradizionali pavimenti senza travi presentano una serie di vantaggi incondizionati. I vantaggi di tali strutture includono in primo luogo:
- bassa intensità di manodopera per la rifinitura del lavoro;
- ridurre l' altezza e la cubatura dell'edificio;
- migliorare l'igiene.
La finitura di pavimenti lisci senza travi è molto più semplice di quelli normali. In questo caso, non è nemmeno necessario eseguire la limatura del soffitto. Tutto ciò che serve per completare una tale sovrapposizione è l'intonacatura della superficie e l'ulteriore pittura. Inoltre, entrambe queste operazioni non richiederanno troppotempo.
Le lastre in cemento armato senza travi sono generalmente più sottili di quelle tradizionali. Di conseguenza, a parità di cubatura, l'edificio sarà più basso.
Quali altri vantaggi ci sono
La cura della superficie dei pavimenti senza travi è molto più semplice. Infatti, in questo caso, il design del soffitto o del pavimento non presenta fessure dove detriti o polvere potrebbero intasarsi. Di conseguenza, vari tipi di microrganismi patogeni non iniziano in tali massimali. Ecco perché è consuetudine attrezzare strutture di questo tipo nei negozi di alimentari o, ad esempio, negli ospedali.
Quali sono gli svantaggi
Gli svantaggi di tali sovrapposizioni, ovviamente, esistono anche. Il principale svantaggio di strutture di questo tipo, rispetto alle strutture a trave, è il loro peso elevato. I supporti per pavimenti di questo tipo devono essere installati il più forte possibile.
Inoltre, la larghezza della campata limitata è considerata uno svantaggio delle strutture senza travi. La distanza tra i supporti sotto le lastre di tali pavimenti non dovrebbe essere troppo grande. Il cemento armato è un materiale molto resistente. Ma con una vasta area e un carico serio, una tale piastra comincerà comunque a piegarsi e potrebbe persino crollare.
Economicamente fattibile è solo la disposizione di solai senza travi in campate larghe non più di 5x6 metri con un carico di 5 kN/m2. In questo caso, i progetti di solito risultano essere abbastanza affidabili.
Progettare pavimenti senza travi è una procedura piuttosto complicata e molto responsabile. Solo una persona esperta può fare questo lavoro.ingegnere altamente qualificato. Le difficoltà nella stesura dei disegni, ovviamente, possono anche essere attribuite agli svantaggi di tali strutture.
Caratteristiche del calcolo di un pavimento senza travi
Pavimenti di design di questo tipo, quindi, dovrebbero essere il più attenti possibile. Nelle strutture convenzionali di questo tipo, il carico è preso da molti ritardi abbastanza brevi. I piatti, invece, hanno un'area ampia, e quindi possono piegarsi di più.
Come si calcolano i pavimenti senza travi? Come già accennato, tali strutture sono le più utilizzate in edilizia, montate su campate fino a 5-6 m Se la distanza tra i supporti è maggiore, i progettisti di solito hanno difficoltà a garantire la resistenza delle piastre per la punzonatura.
Il soffitto inizia a crollare in questo modo attorno alla colonna. Il calcestruzzo in questo luogo perde la sua integrità, il che può portare a un crollo istantaneo della lastra. Esistono diversi modi per aumentare la forza di rottura di una struttura:
- aumentando lo spessore di lavoro della lastra;
- aumentando l'area di rilevamento;
- installando un'armatura trasversale.
Ci sono diversi metodi per calcolare lastre senza travi, monolitiche, prefabbricate o prefabbricate-monolitiche. Ad esempio, nelle costruzioni viene spesso utilizzata la tecnologia di calcolo del momento flettente totale.
Inoltre, la progettazione di lastre monolitiche senza trave può essere eseguita utilizzando tecnologie più accurate e moderne. Ad esempio, viene chiamato uno di questi metodimomenti.
Vecchia tecnologia
Questa tecnica per eseguire calcoli quando si installano pavimenti senza travi è usata abbastanza spesso ai nostri tempi. In questo caso, la prima cosa che gli ingegneri prendono come base è che le forze sui capitelli sono distribuite su un triangolo. In questo caso si assume come campata calcolata del pannello la distanza tra i baricentro di quest'ultimo. Il momento flettente totale totale in questo caso può essere calcolato utilizzando la seguente formula:
M=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)
Qui W è il carico totale per cella di un solaio senza travi, L è la distanza tra le colonne, c è la dimensione dei capitelli.
Questa formula fu sviluppata da J. Nichols nel 1914. Già nel 1917 fu adottata come uno dei codici edilizi dell'ACI. Questa formula viene utilizzata per calcolare i piani con colonne maiuscole.
Stima dei momenti
Questa tecnica leggermente più moderna è stata sviluppata sulla base di dati sperimentali e teorici. Nel nostro paese, V. I. Murashov e A. A. Gvozdev si sono impegnati nel suo miglioramento negli anni '30 del secolo scorso.
Per un pannello quadrato, la formula in questo caso è:
M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)
Per determinare i momenti nelle sezioni di progetto e nella progettazione delle armature, i solai che utilizzano questa tecnica sono suddivisi in campate e fasce sopracolonna in pianta. Inoltre, lo fanno in modo tale che la larghezza di ciascuna di queste parti sia uguale alla metà della distanza tra gli assi delle colonne in tutte le direzioni.
Bciascuna di queste strisce durante il funzionamento dell'edificio ci sono momenti negativi e positivi. Allo stesso tempo, sono generalmente più grandi negli elementi sopra la colonna che negli elementi della campata. Dalla larghezza delle bande, i momenti sono determinati dalle curve. Tuttavia, in pratica, viene utilizzata la loro misurazione graduale. In questo caso, si presume che i momenti siano costanti sulla larghezza delle strisce.
Con vari tipi di deformazioni plastiche, può verificarsi anche la ridistribuzione di M. Pertanto, i valori dei momenti nelle quattro sezioni di progetto delle piastre sono determinati in modo che la loro somma sia in definitiva uguale alla trave M0.
Caratteristiche dell'installazione della piastra
La tecnologia di assemblaggio delle lastre senza travi dipende principalmente dalla loro varietà. Quando si utilizzano lastre in cemento armato, la tecnica di costruzione è la seguente:
- produzione di lastre in azienda;
- caricarli sui veicoli e consegnarli al cantiere;
- scarico lastre con autogru in cantiere;
- installazione di piastre su colonne e pareti dell'edificio con autogru.
Si ritiene che la lunghezza delle lastre in cemento armato non possa superare i 9 m.
Installazione di un soffitto monolitico
Tali strutture vengono colate in casseri di legno preassemblati. Anche il fondo di questo modulo è realizzato in tavola. Dal basso è sostenuto da appositi supporti telescopici. Successivamente, compila come segue:
- installare raccordi su speciali supporti per funghi;
- La miscela di cemento viene versata nella cassaforma.
La m alta viene preparata presso le imprese nel rigoroso rispetto di tutte le tecnologie richieste in termini di proporzioni e uniformità. Viene alimentato nella cassaforma utilizzando un tubo da un'autocisterna.
Il modulo viene rimosso dalla sovrapposizione compilata in questo modo dopo circa 2 settimane. Per tutto questo tempo, la piastra viene annaffiata quotidianamente con acqua da un tubo per prevenire la comparsa di crepe superficiali. L'ulteriore costruzione dell'edificio inizierà non prima di altre due settimane. Ci vuole almeno un mese prima che il calcestruzzo acquisisca una resistenza sufficiente.
