Безбалочное сборное перекрытие представляет собой систему сборных панелей, опертых непосредственно на капители колонн (рис. 11.1). Основное конструктивное назначение капителей в том, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчетных пролетов панелей и создать опору для панелей. Сетка колонн обычно квадратная размером 6×6м.

Преимущество безбалочных панельных перекрытий в сравнении с балочными — в лучшем использовании объема помещений из-за отсутствия выступающих ребер, облегчении устройства различных производственных проводок и коммуникаций. Благодаря меньшей конструктивной высоте безбалочного перекрытия уменьшается общая высота многоэтажного здания и сокращается расход стеновых материалов.

Конструкция сборного безбалочного перекрытия состоит из трех основных элементов: капители, надколонной панели и пролетной панели. Капитель опирается на уширения колонны и воспринимает нагрузку от надколонных панелей, идущих в двух взаимно перпендикулярных направлениях и работающих как балки. В целях создания неразрезности надколонные панели закрепляют поверху сваркой закладных деталей. Пролетная панель опирается по четырем сторонам на надколонные панели, имеющие полки, и работает на изгиб в двух направлениях как плита, опертая по контуру. После сварки закладных деталей панели в сопряжениях замоноличивают.

Безбалочное сборное перекрытие работает подобно ребристому перекрытию с плитами, опертыми по конту­ру, в котором надколонные панели выполняют роль ши­роких балок. Панели перекрытий выполняют ребристы­ми или пустотными (рис. 11.2), а ка­пители — полыми или сплошными. Колонны имеют по­этажную разрезку.

Расчетный пролет надколонных панелей принимают равным расстоянию в свету между краями капители, ум­ноженному на 1,05.

Капители рассчитывают в обоих направлениях на на­грузку от опорных давлений и моментов надколонных плит. Расчетную арматуру укладывают по верху капи­тели, стенки капителей армируют конструктивно. Кроме того, капители рассчитывают на монтажную нагрузку как консоли.

Рис. 11.1. Конструкция безбалочного сборного перекрытия

с ребристыми панелями

а – общий вид; б – конструктивный план и разрезы

Рис. 11.2. Конструкция безбалочного сборного перекрытия с пустотными панелями

а – конструктивный план и разрез; б – детали капители

Колонны каркаса рассчитывают на действие продоль­ной сжимающей силы N от нагрузки на вышележащих этажах и на действие изгибающего момента М от одно­сторонней временной нагрузки на перекрытии.

11.2. Безбалочные монолитные перекрытия

Безбалочное монолитное перекрытие представляет собой сплошную плиту, опертую непосредственно на ко­лонны с капителями (рис. 11.3). Устройство капите­лей вызывается конструктивными соображениями, с тем чтобы:

а) создать достаточную жесткость в месте сопря­жения монолитной плиты с колонной;

б) обеспечить прочность плиты на продавливание по периметру капи­тели; в) уменьшить расчетный пролет безбалочной пли­ты и более равномерно распределить моменты по ее ширине.

Рис. 11.3. Конструкция безбалочного монолитного перекрытия

а – общий вид; б – деталь опирания плиты по наружному контуру здания; в – то же в капители колонн

Безбалочные перекрытия проектируют с квадратной или прямоугольной равнопролетной сеткой колонн. От­ношение большего пролета к меньшему при прямоуголь­ной сетке ограничивается отношением l ₂/l ₁<1,5. Рацио­нальная квадратная сетка колонн 6×6 м. По контуру здания безбалочная плита может опираться на несущие стены, контурные обвязки или консольно выступать за капители крайних колонн (рис. 11.4).

Рис. 11.4. К определению размеров капители

Для опирания безбалочной плиты на колонны в про­изводственных зданиях применяют капители трех типов: тип I — при легких нагрузках; типа II и III — при тяжелых нагрузках. Во всех трех типах капителей размер между пересечениями направлений скосов с нижней поверхностью плиты принят исходя из распределения опорного давления в бетоне под углом 45°. Этот размер принимают с = (0,2...0,3)l. Размеры и очер­тание капителей должны быть подобраны так, чтобы ис­ключить продавливание безбалочной плиты по перимет­ру капители.

Толщину монолитной безбалочной плиты находят из условия достаточной ее жесткости h =1/32…1/35 l ₂, где l ₂ — размер большого пролета при прямоугольной сетке колонн); для безбалочной плиты из бетона на пористых заполнителях h =1/27…1/30 l ₂.

Безбалочное перекрытие рассчитывают по методу предельного равновесия. Экспериментально установле­но, что для безбалочной плиты расчетными загружениями являются: полосовая нагрузка через про­лет и сплошная по всей площади. При этих загружениях возможны две схемы расположения линейных пластиче­ских шарниров плиты.

Монолитная безбалочная плита армируется рулон­ными или плоскими сварными сетками. Пролетные мо­менты воспринимаются сетками, уложенными внизу, а опорные моменты — сетками, уложенными вверху.

Применяемые для армирования безбалочной плиты узкие сетки с продольной рабочей арматурой на участ­ках, где растягивающие усилия возникают в двух на­правлениях, укладывают в два слоя по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 11.5). Вблизи колонн верхние сетки раздвигают либо в сет­ках устраивают отверстия с установкой дополнительных стержней, компенсирующих прерванную арматуру.

Капители колонн армируют по конструктивным сооб­ражениям, главным образом для восприятия усадочных и температурных усилий (рис. 11.6).

Рис. 11.6 Армирование капителей колонн

Рис. 11.5. Армирование безбалочного перекрытия узкими сетками