Типы систем перекрытий для строительства многоэтажных стальных конструкций - Строительство и ремонт

Какие распространенные типы систем перекрытий используются при строительстве многоэтажных стальных конструкций?
Обсуждаются типы систем перекрытий, используемых при строительстве многоэтажных стальных конструкций, с указанием диапазонов пролетов, преимуществ и критериев, учитываемых при определении системы перекрытий для данной конструкции.

Система перекрытий многоэтажной стальной конструкции

Типы систем перекрытий, используемых при строительстве многоэтажных стальных конструкций

Различные типы систем перекрытий, используемых для стальных конструкций, включают:

Короткопролетные композитные балки и композитные плиты с металлическим настилом
Система перекрытий Slimdek
Ячеистые композитные балки с композитными плитами и стальным настилом
Балки Slimflor со сборными железобетонными блоками
Длиннопролетные композитные балки и композитные перекрытия с металлическим настилом
Композитные балки со сборными железобетонными блоками
Некомпозитные балки со сборными железобетонными блоками

Короткопролетные композитные балки и композитные плиты с металлическим настилом

Как видно из рисунка 2, компоненты такой системы состоят из стальной балки со срезными шпильками, закрепленными на ее верхнем фланце, которые создают композитное воздействие между балкой и композитной плитой.

Композитная система перекрытия

Перекрытие состоит из стального профиля, на который заливается бетон на месте. Существуют различные профили стальных настилов, их пролеты составляют от 3 до 4 м.

Различные профили стальных настилов

Более того, как первичные, так и вторичные балки проектируются как композитный элемент, в то время как краевые балки могут быть спроектированы как некомпозитный элемент.
Толщина балок варьируется от 0,9 м до 1,2 м; толщина перекрытия составляет 130 мм, а глубина стального настила – около 60 мм. Пролет первичных балок составляет от 6 м до 9 м, а пролет вторичных балок – от 6 м до 7,5 м.
Следует знать, что под перекрытием проходят коммуникации и инженерные сети, поэтому это влияет на общую толщину перекрытия. В связи с тем, что краевые балки в основном глубже, чем внутренние, поэтому толщина системы перекрытия контролируется краевыми балками.
Общими преимуществами этой системы перекрытий являются экономичность, легкий вес и меньшая толщина балок по сравнению с некомпозитными системами перекрытий.
Что касается недостатков композитного пола, то балки нуждаются в огнезащите, необходимо большое количество колонн, большая толщина пола по сравнению с другими системами.

Система перекрытий Slimdek

Детали системы пола slimdek представлены на рисунке 4. Она состоит из асимметричных стальных балок, несущих перекрытие толщиной 225 мм.
Общая толщина перекрытия составляет от 500 мм до 1200 мм. Пролет системы перекрытий slimdek составляет от 6,5 м до 7,5 м.
Наиболее яркими преимуществами системы пола slimdek является то, что она обеспечивает практически выровненный софит, что упрощает монтаж коммуникаций, а толщина пола меньше по сравнению с другими системами. Следовательно, общая высота конструкции может быть уменьшена.
Существуют определенные недостатки, связанные с системой пола slimdek. Например, из-за разницы между шириной верхнего и нижнего фланцев потребуется специальная детализация соединений. Вес стали обычно больше по сравнению с другими системами перекрытий.

Система перекрытий Slimdek; (A) детали балок, арматура и толщина, (B) 3D вид системы перекрытий Slimdek и (C) сталь Slimdek, верхний фланец которой меньше нижнего фланца.

Сотовые композитные балки с композитными плитами и стальным настилом

Она состоит из ячеистых балок, которые поддерживают композитную плиту, состоящую из стального настила и верхнего бетона. Пролет балок составляет от 10 до 18 м, а проемы располагаются с небольшими интервалами.
Форма отверстий обычно круглая, но возможно применение и других форм. Рекомендуется отказаться от отверстий в местах с высоким сдвигом, например, вблизи опор.

Балки с различными формами отверстий

Общая толщина такой системы перекрытия составляет около 1200 мм при пролете 15 м и проеме 400 мм. Вторичные балки обычно располагаются с шагом 3-4 м.
Преимущества этой системы перекрытий – обеспечение большой свободной площади без необходимости установки колонн, использование легких балок по сравнению с другими системами с тем же диапазоном пролетов и экономическая эффективность.
Единственным недостатком является высокая стоимость изготовления по сравнению с простым сечением.

Ячеистая балка с композитным перекрытием и инженерными коммуникациями

Балка Slimflor со сборными железобетонными блоками

Slimflor состоит из тонкой балки и сборного железобетонного перекрытия, которое опирается на балку, а для соединения блоков между собой используется железобетон. В этом типе системы перекрытий могут использоваться композитные и некомпозитные балки.
Тонкая балка изготавливается путем приварки пластины толщиной 15 мм к нижней стороне секции балки и превышает нижний фланец на 100 мм с каждой стороны.

Балка Slimflor

Глубина балки ограничена глубиной перекрытия, а ее пролет составляет от 4,5 м до 7,5 м, а иногда и до 10 м. Однако прогиб балок малой глубины должен быть в пределах спецификаций норм.
Что касается толщины сборного железобетонного перекрытия, то она зависит от пролета перекрытия, например, 150 мм для пролета 6 м, 200 мм для пролета 7,5 м и 260-300 мм для пролета 9 м.
Общая толщина перекрытия составляет 600 мм и 1000 мм для малых и больших служб соответственно.
Преимущества включают отсутствие необходимости в огнезащите балок в течение 60 минут, небольшая толщина перекрытий позволяет уменьшить общую высоту конструкции, а срезные стойки могут быть сварены вне площадки, что сокращает объем работ на площадке.
Недостатками являются тяжелые стальные конструкции, дополнительное изготовление, большие детали соединений и большее количество работ, необходимых для доставки и установки сборных плит по сравнению с композитными плитами.

Строительство Slimflor

Сборная железобетонная плита, уложенная на балку Slimflor

Длиннопролетные композитные балки и композитные плиты с металлическим настилом

Она состоит из первичных и вторичных стальных балок и композитной плиты. Существует два основных варианта расположения балок для этой системы перекрытий. Плита опирается на длиннопролетные балки с шагом 3-4 м, которые выступают в качестве вторичных балок. Эти вторичные балки опираются на короткопролетные первичные балки.
В качестве альтернативы, перекрытие поддерживается короткопролетными вторичными балками, а эти балки поддерживаются длиннопролетными первичными балками.
Пролет длинных балок колеблется от 10 до 15 м, а расстояние между ними составляет 6-9 м при использовании в качестве первичной балки и 3-4 м при использовании вторичной балки.
Общая толщина зависит от используемого пролета, например, 1000 мм для пролета 13,5 м и 1200 для пролета 15 м.
Самым выдающимся преимуществом является обеспечение большой площади свободного пространства без необходимости установки колонн. Тем не менее, толщина перекрытия большая, требуется противопожарная защита и тяжелые стальные конструкции по сравнению с короткопролетными системами перекрытий.

Строительство длиннопролетных композитных балок и композитных перекрытий

Композитные балки со сборными железобетонными блоками

Эта система перекрытий состоит из полых или сплошных сборных железобетонных блоков, уложенных на стальные балки, к которым приварены поперечные стойки.
Толщина сборных бетонных блоков составляет 150-160 мм для пустотелых блоков и 75-100 мм для сплошных блоков.
Для соединения блоков на балки укладываются железобетонные накладки, как показано на рис. 11.
Необходимо обеспечить достаточное количество фланцев, чтобы обеспечить достаточное посадочное место для сборных блоков.

Составная балка со сборными конструкциями

Пролет балок и сборных бетонных блоков составляет от 6 до 9 м, а толщина всего перекрытия – около 900 мм.
Преимущества этой системы перекрытия заключаются в меньшем количестве вторичных балок по сравнению с другими системами из-за больших пролетов бетонных блоков. Сварка соединительных элементов может быть выполнена на месте, что позволяет сократить объем работ на объекте.
К недостаткам относятся вероятность бокового растяжения балок, необходимость тщательной проработки деталей для оболочки сборных железобетонных блоков и необходимость проведения больших работ по транспортировке, подъему и укладке сборных железобетонных блоков.
Необходимо обеспечить временные боковые опоры для балок, чтобы предотвратить боковое растяжение балок во время строительства.

Составные балки с конструкцией из сборных блоков

Некомпозитные балки со сборными железобетонными блоками

Она состоит из сборных железобетонных блоков, размещенных на фланцах стальных балок или полках, которые крепятся болтами или привариваются к полотну балок. Полки используются для уменьшения общей толщины системы перекрытий. Общая толщина перекрытия составляет около 800 мм.
Пустотелые и сплошные сборные блоки подходят для использования с той же толщиной, которая используется для композитной конструкции. Пролет как балок, так и сборных железобетонных блоков составляет 6-7,5 м.

Пустотелая сборная железобетонная плита

Для сборных железобетонных блоков после их установки на место используется цементация.
Преимущества некомпозитных балок со сборными блоками заключаются в том, что из-за длинных пролетов из сборного бетона требуется меньше вторичных балок.
Недостатки заключаются в необходимости боковой временной поддержки балок для предотвращения бокового растяжения, необходимости последовательной установки сборного бетона и большем объеме работ по индивидуальному подъему и установке сборных блоков.

Некомпозитная балка со сборными железобетонными блоками

Читать далее:
Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных конструкций
Какие бывают типы стальных каркасных систем?
Современные методы строительства – детали и применение

Ссылки

CTICM, SCI, СТАЛЬНОЙ АЛЬЯНС. Стальные здания в Европе: Многоэтажные стальные здания: Часть 2: Концептуальный дизайн. [S.l.]: Европейский проект , 2008.
D G BROWN, D C ILES, E YANDZIO. Проектирование стальных зданий: Консольные каркасы средней этажности: В соответствии с Еврокодами и национальными приложениями Великобритании. Институт стальных конструкций. Беркшир, с. 32-59. 2009. (P365).
INSDAG. Institute For Steel Development & Growth Accessed on 8 Oct. 2017.
New Steel Construction, Tata Steel Asymmetric Slimflor® Beams Accessed on: 7 Oct. 2017.
Stanley D. Lindsey and Associates Ltd. Building Information Modeling 2016 Accessed on: 7 Oct. 2017

Читайте далее: