ЗАЧЕМ РЕБРА В БЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЯХ?
Мне очень понравился ролик на канале “Веселый инженер”, который наглядно и доходчиво демонстрирует дополнительные возможности листа бумаги с ребрами. По физическому смыслу ребра в бетонных перекрытиях выполняют аналогичную задачу – повышают несущую способность плиты перекрытия. Этим во многом объясняется повышенный интерес проектировщиков к ребристым конструкциям. Их можно понять – при сохранении веса конструкции удалось значительно повысить ее прочностные характеристики.
Ниже представлено определение, которое дает термину “ребро жесткости” Википедия.
РЕБРО ЖЕСТКОСТИ – элемент для придания конструкции большей прочности при нагрузке без изменения толщины и, соответственно, экономии материалы. Большинство конструкций, имеющих в своем составе значительные по площади плоские поверхности, могут прогибаться, если к ним приложить критическое усилие. В таких случаях инженеры используют особый элемент, придающий всей конструкции требуемую жесткость— ребро жесткости, которое может быть самостоятельной деталью, либо входить в структуру поверхности, составляя с ней фактически одно целое.
РЕБРА ЖЕСТКОСТИ В ТЕХНИКЕ
Если внимательно присмотреться, то мы поймем, что ребра жесткости встречают нас повсеместно. Трудно найти конструкцию, в которой их нет. Некоторые конструкции состоят из большого числа скрепленных между собой ребер жесткости. Характерный пример из этой области – корпус легкового автомобиля, жесткость которого в многом определяет степень безопасности автомобиля при попадании в ДТП. Обратите внимание – здесь нет ни одной плоской (не жесткой) детали, все детали объемны.
Пример уже более близкий к строительству – это профилированные (гофрированные) листы. В таких листах при изготовление формируются продольные ребра жесткости. Глубина этих ребер выбирается исходя из требований к прочности гофрированных листов.
Большинство посетителей нашего сайта встречали красивые профлисты в виде кровли на доме или забора на загородном участке.
Осметим для себя высокое, если не сказать высочайшее, качество окраски исходной поверхности, которая проводится в условиях металлургических комбинатов. Здесь качество окраски не уступает качеству окраски современных автомобилей. Краска наносится на предварительно оцинкованную поверхность плоского листа. При формообразовании (профилировании) эластичная (“гибкая”) краска не теряет своих защитных свойств.
РЕБРА ЖЕСТКОСТИ В НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКЕ БЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ
Именно профилированные листы стали основой отдельного вида так называемых сталебетонных перекрытий – СБП. В состав несъемной опалубки СБП входят профлисты с различной высотой профиля, изготовленные из оцинкованного листа разной толщины. Профлисты (профнастилы) укладываются на стальные балки. Прочность СБП достигается совместной работой стальных балок, профлиста и бетонной плиты перекрытия.
Относительно низкий вес отдельных элементов СБП открыл им дорогу в реконструкцию. До появления перекрытий МАРКО сталебетонные перекрытия во многом определяли возможность или невозможность проведения реконструкции перекрытий.
В настоящее время наработана масштабная практика проектирования и монтажа СБП, разработана целая серия нормативных документов. Реализованы многочисленные проекты, которые прошли государственную экспертизу. Если так можно выразиться, специалисты проектировщики привыкли к сталебетонным перекрытиям, во многом сроднились с ними.
Сроднились несмотря на то, что СБП обладают целым рядом существенных недостатков, к которым в первую очередь следует отнести низкую огнестойкость и большую толщину конструкции перекрытия.
РЕБРА ЖЕСТКОСТИ В МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЯХ
Конструкторы монолитных бетонных перекрытий не могли пройти мимо возможности ввести в такие перекрытия ребра жесткости. Их к этому буквально подталкивал высокий собственный вес монолитной плиты. Борьба с избыточным весом монолитных бетонных плит привела к появлению ребер жесткости в них. Подробнее об этом на отдельной странице нашего сайта.
Верхом “ребристости” стали кессонные перекрытия, конструкция которых по сути состоит из взаимно пересекающиеся ребер. Ребра в этом случае “работают” в двух направлениях перераспределяя нагрузки на все несущие стены. Первое в мире кессонное перекрытие МАРКО на основе тонкостенных профильных балок АТЛАНТ смонтировано в КОСТРОМЕ. Здесь в здании 1860 года постройки перекрыто помещение будущего ресторана с размерами в свету 12х12 м.
Считаю необходимым отметить – только кессонные перекрытия позволяют перевести в практическую плоскость вопросы реализации железобетонных монолитных перекрытий с пролетами более 20 метров.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Главный смысл конструктивных особенностей железобетонных ребристых перекрытий заключается в удалении бетона из растянутых, как правило нижних, зон элементов конструкции, где бетон не “работает” и не оказывает влияния на несущую способность перекрытия. В растянутой зоне формируются только относительно тонкие и легкие рёбра — главные и второстепенные балки. Именно в этих балках располагается рабочая арматура.
Технология сборно-монолитных перекрытий МАРКО изначально ориентирована на использование ребристых конструкций. Все элементы технологии “заточены” на решение задачи облегчения готового перекрытия. В нашем понимании облегчение должно распространяться не только на готовое перекрытие, но и отдельные конструктивные элементы. Характерных результат – собственный вес погонного метра балки МАРКО-АТЛАНТ для пролетов до 10 метров не превышает 7 кг.
Для заполнения межбалочного пространства используются облегченные газобетонные блоки, а в некоторых случаях и пенопласт.
Валерий Мартынюк – автор технологии МАРКО, директор по развитию компании МАРКО
тел. 8 915 415 0554