Что отличает пустотные плиты от цельных сборных железобетонных панелей?

Контент

1 Что отличает пустотные плиты от цельных сборных железобетонных панелей
2 Производственный процесс от литейного станка до готовой панели
- 2.1 Последовательность предварительного напряжения и натяжения
- 2.2 Операции по отверждению и резке
3 Справочные данные по пролету и грузоподъемности
4 Последовательность установки на месте
5 Аксессуары для сборного железобетона Используется с системами с полым сердечником
6 Соображения стоимости и экономика проекта
- 6.1 Влияние на расписание
7 Общие применения в разных типах зданий
8 Огнестойкость и тепловые характеристики
9 Проверка качества перед приемкой доставленных панелей
- 9.1 Развал и дифференциальный развал
- 9.2 Документация и отслеживаемость

НАПРАВЛЯЮЩИЙ ПО СБОРНОМУ БЕТОНУ

Пустотелые сборные железобетонные плиты представляют собой отлитые на заводе панели пола и крыши с непрерывными продольными пустотами, проходящими по их глубине, что обычно снижает вес панели за счет от 30 до 50 процентов по сравнению со сплошными плитами той же толщины при сохранении сопоставимой прочности на изгиб. Эти панели подвергаются предварительному напряжению с помощью высокопрочных стальных прядей во время производства, отверждаются в контролируемых условиях и поставляются готовыми к установке, что позволяет конструкциям достигать четких пролетов. от 6 до 18 метров без промежуточных опор. Для строителей, оценивающих системы полов для складов, парковочных сооружений, жилых башен или коммерческих зданий, пустотные плиты обеспечивают сочетание скорости, структурной эффективности и контроля затрат, с которым редко может сравниться монолитный бетон.

Что отличает пустотные плиты от цельных сборных железобетонных панелей

Определяющей особенностью пустотной плиты является ряд круглых, овальных или каплевидных пустот, которые простираются по всей длине панели. Эти стержни формируются во время экструзии или литья в скользящих формах с использованием формирователей для полых стержней, которые вынимаются по мере схватывания бетона, оставляя после себя непрерывные каналы. Стандартная пустотная панель толщиной 200 мм может содержать от пяти до семи сердцевин диаметром примерно 150 мм каждая, удаляя значительный объем бетона, который в противном случае увеличил бы собственный вес, не внося существенного вклада в способность к изгибу.

Поскольку сердечники расположены в области нейтральной оси панели, где бетон в наименьшей степени способствует сопротивлению изгибу, удаление этого материала оказывает минимальное влияние на характеристики конструкции. Предварительно напряженные пряди, обычно семипроволочные, диаметром от 9,5 до 15,2 мм, размещаются в нижних фланцах, где силы натяжения максимальны во время рабочей нагрузки. Такое сочетание пустотелого поперечного сечения и стратегически расположенной предварительно напряженной стали позволяет пустотным плитам перекрывать большие расстояния, используя при этом меньше материала, чем эквивалентные сплошные плиты.

Типичное сравнение веса пустотных плит и цельных сборных железобетонных плит одинаковой толщины
Толщина плиты	Вес полого сердечника	Вес сплошной плиты	Снижение веса
150 мм	220 кг/м²	360 кг/м²	39 процентов
200 мм	280 кг/м²	480 кг/м²	42 процента
300 мм	380 кг/м²	720 кг/м²	47 процентов
400 мм	490 кг/м²	960 кг/м²	49 процентов

Производственный процесс от литейного станка до готовой панели

Пустотелые плиты производятся на длинных литейных станах, часто длиной от 100 до 150 метров, с использованием методов экструзии сухим литьем или шликерного формования мокрым литьем. При экструзии машина движется вдоль слоя, укладывая бетон с очень низкой осадкой вокруг трубок, образующих стержни, и одновременно уплотняя его за счет вибрации и действия шнека. При скользящем формовании используется немного более влажная смесь и надувные или жесткие стержни, которые извлекаются по мере продвижения машины. Оба метода производят непрерывные панели, которые позже разрезаются на необходимую длину с помощью алмазных пил, когда бетон достигает достаточной прочности.

Последовательность предварительного напряжения и натяжения

Перед укладкой бетона предварительно напряженные пряди продеваются по всей длине литейного основания и натягиваются с помощью гидравлических домкратов с усилием, обычно составляющим от 100 до 200 килоньютонов на прядь, в зависимости от размера прядей и требований конструкции. Пряди остаются под напряжением во время заливки и затвердевания бетона. Как только бетон достигнет предела прочности примерно от 28 до 35 МПа Обычно в течение 12–18 часов при использовании паровой сушки пряди стригут или отпускают. Это передает силу натяжения бетону, создавая внутреннее сжимающее напряжение, которое противодействует растягивающим напряжениям, создаваемым эксплуатационными нагрузками.

Операции по отверждению и резке

Камеры паровой отверждения или крышки с подогревом ускоряют набор прочности, поэтому литейные станины можно повторно использовать в ежедневном цикле. После отпуска прядей панели разрезаются на заданную длину и ширину, с добавлением выемок, отверстий и фасок на этом этапе либо путем распиловки, либо путем вставки блокаутов перед отливкой. Проверки контроля качества на этом этапе включают измерение выпуклости, проверку качества поверхности и проверку размеров по проектным чертежам перед отправкой панелей на склад для погрузки.

Справочные данные по пролету и грузоподъемности

Пролет является единственным наиболее важным фактором выбора пустотных плит и зависит от глубины плиты, структуры прядей, прочности бетона и приложенной нагрузки. Следующие цифры представляют обычно публикуемые значения грузоподъемности стандартных пустотных профилей, используемых в перекрытиях с наложенными нагрузками в диапазоне, типичном для офисных и жилых помещений.

Ориентировочные максимальные пролеты пустотных плит при наложенной нагрузке 2,5 кН на квадратный метр
Глубина плиты	Количество прядей	Максимальный диапазон	Типичное использование
150 мм	4 нити	6,5 м	Жилые этажи
200 мм	6 нитей	8,8 м	Офисные полы
250 мм	8 нитей	11,2 м	Торговые и парковочные площадки
320 мм	10 нитей	14,6 м	Большепролетные складские крыши
400 мм	12 нитей	18,0 м	Промышленные структуры

Эти цифры следует рассматривать как отправные точки, поскольку фактические номинальные значения пролетов зависят от конкретной геометрии сечения, указанной производителем, используемой прочности бетона на сжатие (обычно от 40 до 50 МПа для производства пустотелых конструкций) и пределов прогиба, необходимых для данного применения. Многие производители публикуют подробные таблицы диапазонов нагрузок, в которых отдельно учитываются комбинации как наложенной статической, так и динамической нагрузки, а проектировщики конструкций обычно проверяют прогиб в условиях работоспособности в дополнение к проверке предельного момента.

Последовательность установки на месте

Панели с пустотелыми заполнителями прибывают на объект уже затвердевшими и готовыми к установке, что является одной из основных причин, по которой проекты выбирают эту систему вместо монолитных альтернатив. Типичная монтажная бригада может разместить между 300 и 500 квадратных метров напольного покрытия в день в зависимости от мощности крана, размера панели и условий доступа на площадку.

Убедитесь, что опорные поверхности ровны и находятся на нужной высоте, при необходимости подставив прокладки для обеспечения постоянной опоры панели.
Поднимайте панели с помощью подъемных петель или подъемных устройств, закрепленных на концах панелей, соблюдая правильные углы крепления.
Установите панели на опорные полосы, обычно из неопрена или аналогичных эластомерных подушек, с одинаковой длиной опоры на каждом конце.
Выровняйте края панели и отрегулируйте расстояние перед затиркой продольных шпонок между соседними панелями.
Поместите арматуру в шпоночные пазы, где это необходимо, и залейте раствором, чтобы склеить соседние панели в сплошную диафрагму.
Установите структурное покрытие, если указано, обычно от 50 до 75 мм из железобетона, чтобы выровнять поверхность и улучшить действие диафрагмы.
Выполните соединения балок по периметру и несущих стен в соответствии со структурными чертежами проекта.

Длина подшипника является важной деталью, которую часто недооценивают. Большинство норм требуют минимальной длины подшипника 75 мм для пустотных плит на стальных или бетонных опорах, хотя многие проектировщики указывают 100 мм или более для дополнительного запаса прочности и допуска. Недостаточная опора может привести к локальному растрескиванию или растрескиванию на концах панели, особенно когда панели после установки испытывают выпуклость или тепловое движение.

Аксессуары для сборного железобетона Используется с системами с полым сердечником

Система пустотного перекрытия редко представляет собой просто плиты и затирку. Полная установка зависит от ряда аксессуаров из сборного железобетона, которые обеспечивают соединения, защиту от атмосферных воздействий, опоры и детали отделки. Выбор правильных аксессуаров напрямую влияет как на скорость монтажа, так и на долговечность конструкции пола или крыши.

Подшипники и опорные полосы

Несущие подушки располагаются между нижней стороной пустотной плиты и опорной балкой, стеной или выступом. Эти эластомерные ленты, обычно изготовленные из неопрена, равномерно распределяют реактивную нагрузку и допускают небольшие вращения и движения, не передавая точечные нагрузки на бетон. Стандартная толщина варьируется от 3 до 10 мм, а твердость выбирается в зависимости от ожидаемого напряжения подшипника.

Подъемно-монтажное оборудование

Подъемные петли, подъемники прядей и утопленные подъемные анкеры отливаются в панели во время производства, чтобы обеспечить безопасную работу с краном. После установки углубленные анкерные карманы обычно заполняются безусадочным раствором для поддержания ровной поверхности. Краевые формы и торцевые заглушки также используются во время производства для закрытия полых сердечников на концах панелей, предотвращая попадание бетона или раствора в пустоты во время укладки покрытия.

Шовные наполнители и материалы для затирки

Затирка шпоночного паза, обычно представляющая собой безусадочную цементную или модифицированную полимерами смесь, заполняет продольные швы между панелями и необходима для распределения нагрузки между соседними элементами. Опорные стержни и герметики используются в швах по периметру и компенсаторах для обеспечения защиты от атмосферных воздействий, одновременно допуская тепловые движения. При использовании на крыше дополнительные аксессуары для гидроизоляции и дренажные компоненты интегрируются по краям панелей и в отверстиях.

Распространенные аксессуары из сборного железобетона и их основная функция в пустотных конструкциях.
Аксессуар	Функция	Типичный материал
Подшипники	Распределите реактивные нагрузки на опорах	Неопреновый эластомер
Торцевые заглушки	Герметизация полых ячеек на концах панели	Пластик или сборный железобетон
Шпоночный раствор	Склеивание соседних панелей для передачи нагрузки	Безусадочная цементная смесь
Подъемные якоря	Включить манипуляции краном во время монтажа	Высокопрочная сталь
Герметик для швов	Всепогодный периметр и компенсационные швы	Полиуретан или силикон.

Соображения стоимости и экономика проекта

Пустотные плиты обычно предлагают более низкую стоимость установки, чем монолитные бетонные перекрытия для пролетов более 6 метров, в основном из-за меньшего количества опалубки, крепления и трудовых затрат на площадке. Стоимость материала за квадратный метр для пустотных панелей часто составляет на 15-25 процентов ниже чем эквивалентная монолитная плита, если учесть совокупную стоимость бетона, опалубки, арматуры и расширенный график строительства, который требуется для монолитных систем.

Стоимость транспортировки становится значимым фактором для пустотных плит из-за их длины и веса, при этом в большинстве проектов экономичное расстояние перевозки ограничивается примерно 150–250 километрами от производственного предприятия, прежде чем транспортные расходы сведут на нет экономию материалов. Больше всего от этой системы выигрывают проекты, расположенные рядом с заводом по производству сборных железобетонных конструкций, в то время как на удаленных объектах может потребоваться сопоставить пустотные конструкции с доступными на месте альтернативами, такими как деревянные балки или стальной настил с бетонным покрытием.

Влияние на расписание

Поскольку пустотные панели поставляются уже затвердевшими и готовыми к загрузке, по полу часто можно ходить в течение нескольких часов после их укладки, что позволяет практически сразу же начать работу на уровне ниже. Этот сжатый график часто называют основным фактором выбора пустотелых конструкций вместо монолитных систем в многоэтажных зданиях, где экономия каждого цикла этажа напрямую приводит к сокращению общей продолжительности проекта и снижению затрат на финансирование во время строительства.

Общие применения в разных типах зданий

Пустотные плиты используются в самых разных типах зданий, поскольку система хорошо адаптируется к повторяющимся плитам перекрытий и стандартизированным размерам пролетов. В таблице ниже показано, где эта система чаще всего используется и почему.

Типичные применения пустотных сборных железобетонных плит в зависимости от типа здания
Тип здания	Общая глубина плиты	Ключевое преимущество
Жилые квартиры	150-200 мм	Акустическая масса и быстрая оборачиваемость агрегата
Офисные здания	200-250 мм	Длинные свободные пролеты для открытой планировки
Парковочные конструкции	250-320 мм	Долговечность и минимальное обслуживание
Склады и логистические центры	300-400 мм	Широкие отсеки для стеллажей и оборудования
Холодильные склады	250-320 мм	Сердечники можно использовать для линий лучистого отопления или охлаждения.

Одно из применений, которое стоит выделить, — это использование самих полых сердцевин в качестве каналов обслуживания. В некоторых проектах электрические кабелепроводы, низковольтные кабели или даже небольшие трубы для излучающих систем прокладываются через жилы перед затиркой торцевых швов, превращая то, что в противном случае было бы потрачено впустую, в полезную инфраструктуру здания. Этот подход требует тщательной координации на этапе проектирования, поскольку основные точки доступа необходимо спланировать до отливки панелей.

Огнестойкость и тепловые характеристики

Естественная огнестойкость бетона является одним из присущих преимуществ пустотных плит: типичные панели толщиной 200 мм достигают степени огнестойкости 2 часа или больше без дополнительной огнезащиты, в зависимости от бетонного покрытия предварительно напряженных прядей и конкретного применяемого стандарта испытаний. Это делает пустотные системы особенно привлекательными для разделения помещений в зданиях смешанного назначения или для разделения помещений в гаражах под жилыми помещениями.

С термической точки зрения полые плиты обеспечивают определенную степень изоляции по сравнению со сплошными плитами равной толщины, поскольку воздух, захваченный внутри пустот, имеет более низкую теплопроводность, чем бетон. Однако сами по себе пустотные плиты редко отвечают современным требованиям к изоляции ограждающих конструкций для наружной крыши или стен, поэтому их обычно комбинируют с жесткими изоляционными плитами, изолированными накладками или системами изолированных панелей при использовании в ограждающих конструкциях здания, а не во внутренних полах.

Проверка качества перед приемкой доставленных панелей

Проведение проверок на строительной площадке помогает выявить проблемы еще до установки панелей, когда исправления гораздо проще и дешевле. Ключевые элементы, которые необходимо проверить по прибытии, включают общие размеры панели в соответствии с заводскими чертежами, выпуклость в пределах допустимого допуска (обычно ограничивается примерно 1 мм на метр пролета для большинства применений), состояние поверхности без значительных трещин или сот, а также подтверждение того, что точки подъема, блокировки и закладные пластины соответствуют требованиям проекта.

Развал и дифференциальный развал

Развал, небольшой изгиб вверх, возникающий в результате предварительного напряжения, является нормальным и ожидаемым для пустотных панелей. Что более важно для установки, так это дифференциальный изгиб между соседними панелями, поскольку большие различия могут создать ступенчатые поверхности, которые трудно выровнять только с помощью верхнего слоя. Производители обычно стремятся сохранить дифференциальный развал между соседними панелями в пределах от 10 до 15 мм для панелей одинаковой длины и истории нагрузок.

Документация и отслеживаемость

На каждой панели обычно имеются идентификационные знаки, указывающие дату ее производства, конструкцию смеси и положение в здании, которые должны соответствовать монтажным чертежам. Поддержание этой прослеживаемости упрощает поиск и устранение неисправностей, если после установки возникают какие-либо проблемы с производительностью, и поддерживает точные исполнительные записи для управления объектом.