Balkenlose Decken: Typen, Berechnung, Vor- und Nachteile

Bau 2023

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Balkenlose Decken: Typen, Berechnung, Vor- und Nachteile
Balkenlose Decken: Typen, Berechnung, Vor- und Nachteile
Anonim

Holz- und Metallböden werden immer auf speziellen Stützen montiert. Letztere werden Balken genannt. Betonböden können in den Spannweiten des Gebäuderahmens ohne die Verwendung solcher Stützelemente verlegt werden. Schließlich zeichnen sich Platten dieser Art selbst durch erhöhte Festigkeit und hervorragende Tragfähigkeit aus.

Ein bisschen Geschichte

Trägerlose Böden wurden erstmals 1902 in den USA von Ingenieur Orlano Norcors beim Bau eines Gebäudes verwendet. In Russland wurden solche Designs auch zu Beginn des letzten Jahrhunderts verwendet. Das erste derartige Haus in unserem Land wurde 1908 in Moskau gebaut. Es war ein vierstöckiges Gebäude für ein Lager für Milchprodukte. Es wurde unter der Leitung von Ingenieur A. F. Lopeit gebaut. Ein Merkmal von Gebäuden dieser Art war, dass die Säulen in ihnen eine verlängerte Spitze hatten. Dadurch wurde die Kontaktfläche zwischen Stützen und Platten vergrößert und die Zuverlässigkeit der Installation erhöht. Daher wurden Decken dieser Art zu Beginn des Jahrhunderts "pilzförmig" genannt.

Verstärkter BetonPlatten

Wo verwendet

Solche Stockwerke können in Gebäuden nahezu jeden Typs ausgestattet werden. Sehr oft sind trägerlose Strukturen zu sehen, beispielsweise in Wohnhochhäusern mit städtischen Platten. Auch in Produktionswerkstätten, Lagern, Garagen usw. werden in vielen Fällen Fußböden auf diese Weise hergestellt.

Insbesondere in Betrieben der Lebensmittelindustrie werden solche Strukturen oft ausgestattet. Dies können z. B. Molkereien, Werkstätten zur Herstellung von Halbfabrikaten etc. sein. D.h. meist werden trägerlose Decken dort montiert, wo erhöhte Hygieneanforderungen bestehen.

Im privaten Wohnungsbau werden Zwischengeschosskonstruktionen dieser Art nur selten eingesetzt. Aber manchmal werden vorstädtische Wohngebäude auf diese Weise gebaut.

Verwendung von trägerlosen Böden

Hauptsorten

Im Baugewerbe gibt es nur drei Arten solcher Böden:

  • Nationalmannschaften;
  • monolithisch;
  • Fertigteil-monolithisch.

Der erste Strukturtyp besteht aus zwei Teilen: einer Platte über der Säule und einem Kapitell. Balkenlose vorgefertigte Decken haben einen relativ einfachen Aufbau. Die Platte ruht in diesem Fall auf speziellen Regalen, die über der Säule angeordnet sind. Letztere wiederum werden auf den Kapitellen geh alten und durch Schweißen miteinander verbunden.

Monolithische und vorgefertigte monolithische Strukturen

Die zweite Art von balkenlosen Böden ist monolithisch. Sie werden dort eingesetzt, wo glatte Decken benötigt werden. Sie sind beispielsweise weit verbreitetin unterirdischen Gängen und der U-Bahn. Solche Decken sind flache, untrennbare Platten, die von Säulen getragen werden. Letztere haben in diesem Fall auch Großbuchstaben.

Vorgefertigte monolithische trägerlose Decken zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit einem quadratischen oder rechteckigen Stützenraster ausgeführt sind. Meistens werden in diesem Fall die Stützen nach dem Schema 6 x 6 m installiert, solche Böden werden auf vorgefertigten Spann- und Übersäulenplatten verlegt.

Obergrenzen ohne Kapital

Diese Art von Konstruktionen ist auch bei Bauherren sehr beliebt. Dabei liegen die Deckenelemente direkt auf den Pylonen und Stützen des Rahmens auf. Platten in solchen Strukturen haben meistens eine konstante Dicke.

Solche Decken beim Bau von Gebäuden wurden ab 1940 verwendet. Ein Merkmal trägerloser Konstruktionen dieser Art ist die reduzierte Fläche von Stützplatten auf Säulen. Für die Wahrnehmung von Querkräften wird in diesem Fall zusätzlich die Technik der Querbewehrung von trägerlosen Decken verwendet. Stahlstäbe erhöhen die Festigkeit der Platten im Bereich der Auflager erheblich.

Außerdem können beim Entwerfen von Gebäuden dieser Art Säulen mit großem Durchmesser vorgesehen werden. Bei Verwendung solcher Elemente nimmt die Kontaktfläche zwischen den Stützen und Platten zu. Und folglich können die Lasten die Überlappung im Bereich der Stützen nicht zerstören.

Rahmentypen

Gebäude mit balkenlosen Decken können mit verschiedenen Technologien gebaut werden. Die Rahmen solcher Häuser sind:

  • frame;
  • Verbindung;
  • frame-Verbindung.

Bei den Systemen der ersten Variante werden die Haupttragfunktionen an den Decken von in zwei Richtungen montierten Stützen und Traversen übernommen. Rahmenelemente in solchen Gebäuden sind starre Rahmen. Letztere nehmen alle auf das Gebäude einwirkenden Lasten wahr – sowohl vertikal als auch horizontal.

Balkenlose Platten gießen

Bei Spannböcken fallen die Hauptlasten auf die Systeme aus Stützen und Blenden, auch Pylone genannt. Die Rolle der Böden selbst in solchen Gebäuden nimmt stark zu. Zusätzlich zu den eigentlichen vertikalen Lasten nehmen diese Strukturen in diesem Fall auch horizontale wahr und übertragen sie dann auf die Membranen.

Kombinierte Gitterstäbe werden in der Regel in Tragwerken aus Stahl und monolithischem Stahlbeton eingesetzt. In diesem Fall nehmen Membransysteme 85-90% der horizontalen Belastungen wahr. Gleichzeitig können sie ihnen mit einer kleinen Erhöhung zu 100 % vollständig standh alten.

Vorteile

Im Vergleich zu herkömmlichen Böden haben balkenlose Böden eine Reihe von unbedingten Vorteilen. Zu den Vorteilen solcher Strukturen gehören in erster Linie:

  • geringe Arbeitsintensität der Endbearbeitung;
  • Reduzierung der Höhe und des Rauminh alts des Gebäudes;
  • Verbesserung der Hygiene.

Die Fertigstellung glatter, balkenloser Böden ist viel einfacher als bei normalen Böden. In diesem Fall müssen Sie nicht einmal die Decke abfeilen. Um eine solche Überlappung fertigzustellen, ist lediglich das Verputzen der Oberfläche und ein weiterer Anstrich erforderlich. Darüber hinaus werden diese beiden Operationen nicht zu viel in Anspruch nehmenZeit.

Trägerlose Stahlbetonplatten sind in der Regel dünner als herkömmliche. Dementsprechend wird das Gebäude bei gleichem Hubraum niedriger.

Welche weiteren Vorteile gibt es

Die Pflege der Oberfläche von balkenlosen Böden ist viel einfacher. Tatsächlich hat in diesem Fall das Design der Decke oder des Bodens keine Schlitze, in denen Schmutz oder Staub verstopfen könnten. Dementsprechend beginnen verschiedene Arten von pathogenen Mikroorganismen nicht in solchen Decken. Deshalb ist es üblich, solche Strukturen in Lebensmittelgeschäften oder beispielsweise in Krankenhäusern auszustatten.

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Was sind die Nachteile

Die Nachteile solcher Überschneidungen gibt es natürlich auch. Der Hauptnachteil derartiger Strukturen im Vergleich zu Balkenstrukturen ist ihr hohes Gewicht. Stützen für Fußböden dieser Art müssen so stark wie möglich installiert werden.

Auch die begrenzte Spannweite wird als Nachteil trägerloser Konstruktionen angesehen. Der Abstand zwischen den Stützen unter den Platten solcher Böden sollte nicht zu groß sein. Stahlbeton ist ein sehr langlebiges Material. Aber bei einer großen Fläche und einer ernsthaften Belastung beginnt sich eine solche Platte immer noch zu biegen und kann sogar zusammenbrechen.

Wirtschaftlich vertretbar ist nur die Anordnung trägerloser Decken in Spannweiten von maximal 5x6 Metern bei einer Belastung von 5 kN/m2. In diesem Fall erweisen sich die Entwürfe meist als recht zuverlässig.

Das Entwerfen von balkenlosen Böden ist ein ziemlich kompliziertes und sehr verantwortungsvolles Verfahren. Nur eine erfahrene Person kann diese Arbeit ausführen.hoch qualifizierter Ingenieur. Schwierigkeiten bei der Zeichnungserstellung sind natürlich auch auf die Nachteile solcher Konstruktionen zurückzuführen.

Berechnungsmerkmale einer balkenlosen Decke

Designböden dieser Art sollten daher möglichst schonend behandelt werden. Bei herkömmlichen Strukturen dieser Art wird die Last durch viele ziemlich kurze Verzögerungen aufgenommen. Platten hingegen haben eine große Fläche und können sich daher stärker biegen.

Wie erfolgt die Berechnung von balkenlosen Decken? Wie bereits erwähnt, werden solche Strukturen am häufigsten im Bauwesen verwendet und über Spannweiten von bis zu 5-6 m montiert. Wenn der Abstand zwischen den Stützen größer ist, haben Konstrukteure normalerweise Schwierigkeiten, die Festigkeit der Platten zum Stanzen sicherzustellen.

Balkenlose Böden

Die Decke beginnt auf diese Weise um die Säule herum einzustürzen. Der Beton an dieser Stelle verliert seine Integrität, was zu einem sofortigen Einsturz der Platte führen kann. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Berstfestigkeit einer Struktur zu erhöhen:

  • durch Erhöhen der Arbeitsdicke der Platte;
  • durch Vergrößerung der Tragfläche;
  • durch Einbau einer Querbewehrung.

Es gibt mehrere Methoden zur Berechnung von trägerlosen Decken, monolithisch, vorgefertigt oder vorgefertigt-monolithisch. Beispielsweise wird im Bauwesen häufig die Technologie zur Berechnung des Gesamtbiegemoments verwendet.

Auch das Design von trägerlosen monolithischen Platten kann mit genaueren und moderneren Technologien durchgeführt werden. Beispielsweise wird eine dieser Methoden aufgerufenMomente.

Alte Technik

Diese Technik zur Durchführung von Berechnungen bei der Installation von balkenlosen Decken wird heutzutage häufig verwendet. In diesem Fall gehen die Ingenieure zunächst davon aus, dass sich die Kräfte auf die Kapitelle über ein Dreieck verteilen. In diesem Fall wird der Abstand zwischen den Schwerpunkten der letzteren als berechnete Spannweite der Platte angenommen. Das gesamte Gesamtbiegemoment kann in diesem Fall nach folgender Formel berechnet werden:

M=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)

Hier ist W die Gesamtlast pro Zelle einer trägerlosen Bodenplatte, L ist der Abstand zwischen den Stützen, c ist die Größe der Großbuchstaben.

Diese Formel wurde 1914 von J. Nichols entwickelt. Bereits 1917 wurde sie als eine der ACI-Bauvorschriften übernommen. Diese Formel wird verwendet, um Stockwerke mit Kapitalsäulen zu berechnen.

Monolithische balkenlose Decken

Schätzung von Momenten

Diese etwas modernere Technik wurde basierend auf experimentellen und theoretischen Daten entwickelt. In unserem Land waren V. I. Murashov und A. A. Gvozdev in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts an seiner Verbesserung beteiligt.

Für ein quadratisches Panel lautet die Formel in diesem Fall:

M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)

Zur Ermittlung der Momente in den Bemessungsschnitten und bei der Bewehrungsbemessung werden Decken mit diesem Verfahren im Grundriss in Spann- und Überstützenstreifen eingeteilt. Außerdem machen sie es so, dass die Breite jedes dieser Teile in allen Richtungen gleich der Hälfte des Abstands zwischen den Achsen der Säulen ist.

Bjeder solche streifen während des betriebs des gebäudes gibt es negative und positive momente. Gleichzeitig sind sie bei Übersäulenelementen meist größer als bei Spannelementen. Aus der Breite der Bänder werden die Momente aus den Kurven bestimmt. In der Praxis wird jedoch ihre schrittweise Messung verwendet. Dabei werden die Momente über die Streifenbreite als konstant angenommen.

Trägerlose Plattenbewehrung

Bei verschiedenen Arten von plastischen Verformungen kann es auch zu Umlagerungen von M. Daher werden die Werte der Momente in den vier Bemessungsschnitten der Platten so bestimmt, dass ihre Summe letztendlich gleich dem Balken M0 ist.

Merkmale der Platteninstallation

Die Montagetechnik von trägerlosen Decken hängt in erster Linie von ihrer Vielf alt ab. Bei der Verwendung von Stahlbetonplatten ist die Bautechnik wie folgt:

  • Plattenherstellung im Unternehmen;
  • Verladung auf Fahrzeuge und Anlieferung zur Baustelle;
  • Abladen der Brammen per Autokran auf der Baustelle;
  • Montage von Platten an den Säulen und Wänden des Gebäudes mit einem Autokran.

Es wird angenommen, dass die Länge von Stahlbetonplatten 9 m nicht überschreiten darf.

Installation einer monolithischen Decke

Solche Konstruktionen werden in vormontierte Holzschalungen gegossen. Der Boden dieser Form ist ebenfalls aus Planke. Von unten wird es durch spezielle Teleskopstützen gestützt. Füllen Sie danach wie folgt aus:

  • Beschläge an speziellen Pilzständern anbringen;
  • Betonmischung wird in die Schalung gegossen.

Der Mörtel wird in Betrieben unter strenger Einh altung aller erforderlichen Technologien in Bezug auf Proportionen und Gleichmäßigkeit hergestellt. Die Zuführung in die Schalung erfolgt über einen Schlauch von einem Tankwagen.

Das Formular wird nach ca. 2 Wochen aus der so befüllten Überlappung entfernt. Während dieser ganzen Zeit wird die Platte täglich mit Wasser aus einem Schlauch bewässert, um das Auftreten von Oberflächenrissen zu verhindern. Mit dem weiteren Bau des Gebäudes wird frühestens in zwei Wochen begonnen. Es dauert mindestens einen Monat, bis der Beton eine ausreichende Festigkeit erreicht hat.

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