Безбалочные перекрытия

Итак, первой темой дня будет монолитное безбалочное перекрытие в составе монолитного каркаса. Это отличный вариант монолитного перекрытия при шаге колонн до 6х6 метров (а так же 4х6 и 4х4 – рекомендуется смежные пролёты назначать с соотношением не более 3/2 – то есть как раз 6х4м получается). При таком шаге достаточно толщины перекрытия 200мм под офисами и 250мм под торговыми площадями. При больших пролётах такое перекрытие становится неэффективным + уже появляются капители вокруг колонн. При использовании такого перекрытия в рамном многоэтажном каркасе, предварительные сечения колонн будут: 300х300 – до 2х этажей 400х400 – до 5 этажей 400х500 – до 6 этажей 400х600 (500х500) – до 10 этажей 600х600 – до 12 этажей а) бескапительное перекрытие; б) с капителями  Вторая тема дня – это консоли. Консольные выносы плиты могут быть как важным конструктивным решением, так и огромной проблемой, которая всё испортит. Польза консолей: На рисунке 1 показаны эпюры изгибающих моментов в элементах каркаса. Обратите внимание на крайние колонны – мало того что моменты в них больше чем в средних, они увеличиваются от нижнего этажа к верхнему.   Теперь внимание на рисунок 2. Теперь по бокам здания есть консоли правильной длиныи моменты в колоннах почти исчезли. Суть в том что они уравновешивают моменты, передающиеся на крайние колонны от ригелей и значительно улучшают работу каркаса. Что будет с нашим каркасом если их не устраивать?(рисунок 1). Во-первых, сечения крайних колонн на верхних этажах могут быть такими же большими, как внизу. Во-вторых, обеспечить реально жёсткую связь колонны 400х400мм и плиты с пролётом 6м – невозможно. А это значит, что в крайних пролётах плиты могут быть большие прогибы и пролётные усилия, а значит, возможно, придётся увеличивать её толщину, либо делать крайние пролёты меньше средних. Так же, в таких случаях часто делают балки по наружному контуру плиты. Большие, квадратные и некрасивые. Вред консолей: свес плиты со слишком большой длиной будет слабым звеном, определяющим толщину и конструкцию перекрытия, а несимметричная большая консоль будет отрицательно влиять на работу всего каркаса в её направлении (см. АИР) Как назначить длину консоли и почему она всегда такая маленькая? Немного теории: изгибающий момент в защемлённой на концах балки: М_1=(ql_1^2)/12 Изгибающий момент в консоли: М_2=(ql_2^2)/2 где q – нагрузка, а l1и l2–длины балки и консоли. Видите разницу? Чтобы они уравновешивались, моменты должны быть одинаковыми, а значит длина консоли должна быть в 2,45 раз меньше длины смежного пролёта: l_2=√((l_1^2)/6)=l_1/2,45 И это при равномерной одинаковой нагрузке. А если добавить на край свеса витраж или стену? М_2=(ql_2^2)/2+Pl_2 Тогда из условия: М1 = М2 Получим квадратное уравнение: 〖6l〗_2^2+〖Pl〗_2/q-l_1^2=0 Решив его для нескольких случаев получим: - для смежного пролёта 6м, высоте этажа 3,6м и кирпичной стене (с окнами) 380мм на краю свеса длина консоли должна быть всего 1,28м для плиты толщиной 200мм и 1,37м для плиты толщиной 250мм. - для смежного пролёта 6м, этаже 3,6м и витраже на всю высоту, вылет консоли должен быть 2,1 – 2,2м. Это действительно не очень много для теннисного корта, но вполне хватит для продолжения офиса или балкона. А ещё это же прям математическая архитектура! xD