Монолитное вспарушенное перекрытие

Тема в разделе 'Строительство каменного дома', создана пользователем Александр_, 30 мар 2012.

  1. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Эта тема для тех, кто захочет самостоятельно сделать монолитное перекрытие.
    Перекрытия могут быть не только плоскими, как, похоже, сейчас все делают.
    Их можно сделать выпуклыми, с подъёмом в центре пролёта (вспарушенность - это и есть подъём).
    Можно спросить: зачем? Ну, скажем, не только ради оригинальности.
    Есть чисто практическая выгода. Как известно, бетон на растяжение не работает.
    Именно для восприятия растягивающих усилий и устанавливается арматура.
    В результате в плоском перекрытии полно арматуры и 70% бетона не работает.
    Эту проблему пытаются решить, организуя пустоты, вставки и т.д., что удорожает и усложняет возведение.
    Двояковспарушенное перекрытие имеет кривизну вдоль и поперёк перекрываемого
    помещения и представляет собой тонкостенную параболическую оболочку. Оболочка работает на сжатие и силовой арматуры в самой оболочке не требуется.

    Растянут периметр, поэтому арматуру укладывают в стену в месте опоры перекрытия на неё, создавая армированный контур (пояс).
    Эти конструкции имеют большую несущую способность.
    Для примера: перекрытие, которое я делал при размерах 4
    x5м, стрелой подъёма 30см и расчётной нагрузке 1000кг/кв.м. имело толщину всего 6см.
    Достинства: малый расход бетона и арматуры; большая несущая способность; лёгкость по сравнению с плоским монолитом; возможность возведения одному, что я и делал.
    К недостатку можно отнести то, что опалубка требуется профильная и под пол - подготовка для выведения в плоскость.
    Но всё это не так страшно и решаемо. Моя постройка с тремя такими перекрытиями (подвал, первый и второй этаж) стоит с 1998г.

    Добавлю - эта тема широко обсуждалась в начале 50-х годов. Есть литература, т.е. решение хорошо обосновано.
    Александр_, 30 мар 2012
    #1
    mik1306 нравится это.
  2. wudu Новичок

    На форуме с:
    11 фев 2012
    Сообщения:
    17
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    46
    Недостатками вспарушенных плит являются их ограниченные размеры, ограниченные размеры ячейки сетки колонн, сложность форм для изготовления плит. Вспарушенные плиты изготавливаются с предварительно напряженной арматурой по контуру. Это увеличивает стоимость плит.
    wudu, 31 мар 2012
    #2
  3. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Сплошные качественные оценки, нечёткие выражения, что, правда, совершенно естественно для нашей речи. Об этом можно поговорить, но мне не хочется отвлекаться.
    Хочу обратить внимание на то, что обращаюсь я, в основном, к желающим самостоятельно изготовить монолитное перекрытие. Сам через это прошёл. Плоский монолит - трудоёмко, дорого и неэффективно. Одному не осилить, хотя и пытаются заливать бетон частями. Вспарушенные можно укладывать частями без потери качества. Предварительно напряжённая арматура не нужна - и так всё в порядке. Размер перекрытий ? Со стрелой подъёма 30см и толщиной оболочки 6см можно перекрывать до 7x10м. Мало? Сделайте стрелу подъёма побольше. Реально ещё в 50-е годы возводили 16x16м. Думаю для самостройщиков достаточно.
    Я не строитель. Другая у меня предметная область, поэтому лишь догадываюсь, что понимается под "размеры ячейки сетки колонн". Да и зачем колонны самостройщику, желающему перекрыть гараж, погреб или как у меня жилые помещения и даже не 16x16м.
    Я просто уверен, что многие об этой технологии никогда не слышали. Может - пригодится.
    Александр_, 31 мар 2012
    #3
  4. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Основной книгой по этой теме считаю труд:
    Штаерман Ю.Я. Вспарушенные плиты. Проектирование и возведение. Тбилиси, - 1954г. В ней есть всё необходимое для того, чтобы разобраться в вопросе: методики геометрического и прочностного расчётов с примерами. А теперь об опалубке. Нужно образовать параболическую поверхность. Формообразующими элементами являются кружала. Профиль кружал рассчитывается следующим образом.
    Обозначим размер перекрываемого помещения как: 2ax2b, где b>=a , т.е. b – длинная сторона, точнее – её половина. Поместим начало трёхмерной системы координат в центр помещения. Ось Z – вертикально вверх, X1 – параллельно короткой стороне (a), ось Y1 – параллельно длинной (b).Плоскость X1OY1 соответствует опорной плоскости будущего перекрытия. Тогда поверхность описывается уравнением: z=f(1-x^2)(1-y^2), где x=x1/a; y=y1/b; f – стрела подъёма (максимальная высота перекрытия от опорной плоскости - соответствует центру помещения). Разбиваем пролёт на 2nравных участка вдоль длинной стороны: центральное кружало имеет номер =0, последующие 1,2,…,n. Профиль кружала это линия пересечения вертикальной плоскости, параллельной короткой стороне и проходящей через границы разбиения длинной стороны, с нижней поверхностью перекрытия. Тогда уравнение параболы, ограничивающей iкружало:
    Z_i=f(1-i^2/n^2)(1-x^2).
    Среднее кружало (i=0) – парабола пролётом 2aсо стрелой подъёма f, а подъём крайних кружал (i=n) равен 0(плоские бруски). Если каждое кружало опять разбить на 2n участков (теперь уже вдоль короткой стороны) с номерами от 0 до n, то для k-го кружала:
    Z_i_k=f(1-i^2/n^2)(1-k^2/n^2)=C_i_k*f.

    Здесь, k=0 – это точка, соответствующая максимальному подъёму i- го кружала; k=n – точка i-го кружала у стены. Как видно, коэффициент C_i_k не зависит от фактических размеров помещения. У Штаермана есть таблицы со значениями C_i_k для n=3,4,5,6,7,8,9,10. Там же приведены рекомендации по геометрии. Должны выполняться следующие неравенства:
    f/h>=5; b/a>=1.8 ,где h – толщина оболочки.
    На практике может потребоваться разбиение на разное число отрезков по осям X и Y.
    Допустим, каждое кружало разбивается на 2m отрезков. Тогда формула примет вид:

    Z_i_k=f(1-i^2/n^2)(1-k^2/m^2)=C_i_k*f.

    Для наглядности пример расчёта профиля опалубки при: f=0.3 м, 2a=4м, 2b=5м, n=5,m=10.
    Вид на длинную сторону:

    dvoyak_b.jpg
    на короткую:
    dvoyak_a.jpg
    сверху:
    dvoyak_iz.jpg
    и живьём потолок подвала:
    IMG_0191_.jpg
    IMG_0194_.jpg
    Александр_, 2 апр 2012
    #4
    mik1306 нравится это.
  5. mik1306 Moderator

    На форуме с:
    5 фев 2012
    Сообщения:
    1.357
    Симпатии:
    216
    Баллы:
    498
    Род занятий:
    Строительство
    Спасибо Александр.
    Давно ищу эту книгу,но не мог найти ошибочно считая ее автором К.Львовича.
    mik1306, 2 апр 2012
    #5
  6. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Книга действительно очень полезная. Я занимался этим 15 лет назад и был очень доволен, когда обнаружил её в публичке.
    Александр_, 2 апр 2012
    #6
  7. mik1306 Moderator

    На форуме с:
    5 фев 2012
    Сообщения:
    1.357
    Симпатии:
    216
    Баллы:
    498
    Род занятий:
    Строительство
    Да кто же сейчас ходит в публичку?
    Вот лет тридцать - сорок назад,зашел бы я в библиотеку,спросил бы что-нибудь о монолитных перекрытиях.
    Библиатекарь вынесла бы мне с десяток книг (потому,что она знала что есть в ее арсенале.) И возможно,а скорее наверняка, среди них я нашел бы Штаермана.
    Сейчас библиотекарь будет искать в базе данных ,не представляя о чем я прошу.
    И если я ошибусь в запросе,она с легким сердцем скажет :"У нас нет такого."
    mik1306, 2 апр 2012
    #7
    Александр_ нравится это.
  8. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    У нас в публичке сам роешься в каталоге бумажном или электронном.
    Александр_, 2 апр 2012
    #8
  9. Schmidt Мастер

    На форуме с:
    13 фев 2012
    Сообщения:
    280
    Симпатии:
    55
    Баллы:
    208
    Род занятий:
    строитель личного подсобного хозяйства
    2 Александр_
    Ни в коем случае не подвергая сомнениям компетентность ТС в обсуждаемой теме, хочу задать автору пару дилетантских вопросов. Как практику, собственноручно отлившему параболическое перекрытие.
    1. Какой материал ложится на кружала в качестве собственно опалубки?
    2. "Стрела подъёма" = 30 см. Значит, чтобы выровнять пол по горизонтали, нужно у стен поднть его на 30 см (не оставишь же купол вместо пола, верно)? Если не верно, то тогда как?
    3. Чтобы получить горизонтальный потолок этажом ниже, нужно каким-то образом убрать (спрятать) прогиб в те же 30 см?
    4. Сколько примерно времени и материала ушло на изготовление кружал?
    5. Сколько времени ушло на установку опалубки под перекрытие?
    6. Как это перекрытие относится к терзанию перфоратором, пробиванию в нём сквозных отверстий и т.д.? Ведь оно не армировано, не так ли?
    Schmidt, 3 апр 2012
    #9
    Александр_ нравится это.
  10. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Спасибо. Хорошие вопросы. Отвечу с удовольствием, но прежде хочу спросить: что такое "ТС"?
    А теперь по вопросам.
    Настил я делал из необрезных досок длиной ~50см, поскольку кружала шли вдоль длинной стороны с шагом 50см. Доски просто прибивал с зазором драночными гвоздями к кружалам. На доски укладывал внахлёст стальные листы небольшого размера. Большие дадут заметные гофры при укладке на криволинейную поверхность.
    Стрела подъёма верхней части оболочки меньше 30см, потому что с расстояния примерно 50см от стены толщину перекрытия нужно постепенно увеличивать так, чтобы в сечении стыка со стеной толщина стала равной 15см. Это необходимо для правильной передачи усилия на армированный пояс. Выводил в горизонт, бетонируя рёбра - стенки толщиной 8-10см и максимальной высотой у стен 21см. Рёбра шли параллельно короткой стороне с шагом 1м, вдоль длинной стороны. На них - деревянный пол. На схеме - место стыковки со стеной. Зачернены сеченя 4-х прутков армированного пояса.
    Разрез_перекр.JPG
    С потолком было вообще очень просто - я изначально хотел сводчатый, поэтому ничего не прятал.
    По времени вопрос сложный - давно это было. Дней 7-10 наверно возился. Но надо учесть, что один.
    По материалу оговорюсь - очевидно, что совсем не обязательно делать как я. А у меня остались от строительства деревянной части дома несвежие брёвна. Вот из них и делал кружала. Одно бревно длиной 4м вниз, а сверху ещё недостающие части очередного горба-параболы. Мне так было проще. У Штаермана всё красиво-грамотно из брусков. На монтаж дня два уходило при условии, что уже нарезаны доски. Ещё добавлю, что при укладке бетона в одиночку не нужна мощная опалубка. Бетон нужно укладывать, двигаясь вдоль стен по спирали к центру. Я укладывал полосу шириной 40-60см и длиной метра 3-4 за день. Через три дня по формируемому таким образом козырьку можно ходить, т.е. на опалубку он уже не давит.
    Терзание перфоратором? Спокойно относится, терзал. На приведённых выше фото видна лебёдка, прикреплённая к потолку подвала.
    Нужна для спуска/подъёма при рытье колодца, который я сделал в подвале. Для крепления просверлил пол и потолок первого этажа. Всё как обычно. Перекрытие действительно без арматуры.
    Александр_, 3 апр 2012
    #10
  11. Schmidt Мастер

    На форуме с:
    13 фев 2012
    Сообщения:
    280
    Симпатии:
    55
    Баллы:
    208
    Род занятий:
    строитель личного подсобного хозяйства
    2 Александр_
    Спасибо за ответы. теперь я :).
    ТС — это топикстартер, то есть человек, создавший эту конкретную тему на форуме.
    2 Александр_ — это обращение к конкретному собеседнику (от англ. to Александр_), де-факто принятое на большинстве форумов.
    Интересная и нетривиальная конструкция эти ваши параболические перекрытия. Но, ИМХО, для индивидуального застройщика, особенно для того, кто строит сам — несколько сложноватая. Долеко не каждый сможет и захочет просчитать профиль кружала, создать гораздо более сложную опалубку, учесть при этом предельную и номинальную нагрузку на перекрытие, залить довольно сложный профиль с рёбрами (для пола), etc... ради, честно говоря, сомнительной экономии 30-40% бетона и сколько-то там арматуры. Усложнение работ и конструкции, увеличение (значительное) затрат времени на подготовку и собственно отливку перекрытия, увеличение высоты этажа (за счёт той же параболы , для получения в итоге горизонтального пола и потолка) с 15 до минимум 30 см, а 15 см — это 2 ряда кладки или какое-то количество бетона же в армопоясе...
    Как оригинальное архитектурное и конструкторское решение (ну, я не знаю... Сиднейская опера, что ли) — сто раз да. А вот в собственном домишке, да своими руками и головой... Работа для ооочень неленивых энтузиастов.
    Schmidt, 3 апр 2012
    #11
  12. Александр_ Подмастерье

    На форуме с:
    30 мар 2012
    Сообщения:
    12
    Симпатии:
    2
    Баллы:
    136
    Спасибо. Согласен, почти со всем. Замечу только, что не считаю расчёт профиля сложным, а во-вторых у Штаермана уже всё рассчитано - коэффициенты же относительные.
    Время на укладку бетона - это у меня было долго. Вы же, можете за день.
    И ещё - ничего не экономил. Для меня решающим была возможность возвести в одиночку.
    Увеличение высоты этажа - вопрос спорный. Потолок же сводчатый и толщина перекрытия вместе с полом в центре помещения у меня всего 6+4+4=16 см. У стен - да значительно толще, где-то 44см, но так ли это плохо?
    А в целом, я просто решил познакомить или напомнить о таких конструкциях, поделиться опытом. Решение, естественно, будет принимать каждый самостоятельно, опираясь на свои соображения, приоритеты, вкусы и т.д.
    Александр_, 4 апр 2012
    #12
  13. Schmidt Мастер

    На форуме с:
    13 фев 2012
    Сообщения:
    280
    Симпатии:
    55
    Баллы:
    208
    Род занятий:
    строитель личного подсобного хозяйства
    2 Александр_

    Счастливчик :)...
    Мне бы таких заказчиков. Обычно выходит наоборот: просят сделать работу подешевле, побыстрее, покачественнее. А ещё лучше — бесплатно, мгновенно, навечно :) . То, что вместе эти три требования невыполнимы — понимают немногие. Такие дела...
    Schmidt, 4 апр 2012
    #13
  14. mik1306 Moderator

    На форуме с:
    5 фев 2012
    Сообщения:
    1.357
    Симпатии:
    216
    Баллы:
    498
    Род занятий:
    Строительство
    Да и порознь тоже
    mik1306, 4 апр 2012
    #14

Поделиться этой страницей