2.2.4. Перекрытия

2.2.4.1. Требования, предъявляемые к перекрытиям

Перекрытия выполняют многофункциональную роль в общей работе здания. Они являются несущими и ограждающими конст­рукциями, а также дисками жесткости, обеспечивающими устой­чивость здания в целом. При их сравнительно невысокой удель­ной стоимости, составляющей 13—15% восстановительной стоимости здания, полная замена перекрытий приводит к потере его восстановительной стоимости до 75%.

Модернизация перекрытий — наиболее сложный и трудоем­кий процесс в капитальном ремонте жилых зданий, и она долж­на быть обоснована их техническим состоянием, определяемым при визуальном и инструментальном обследовании.

431

К перекрытиям предъявляются следующие основные требова­ния: статические, теплотехнические, акустические и противопо­жарные.

Перекрытие должно быть прочным, т. е. выдерживать, не раз­рушаясь, приходящуюся на него нагрузку — постоянную и вре­менную.

Помимо прочности перекрытиям необходима достаточная же­сткость. В недостаточно жестком перекрытии под влиянием вре­менной нагрузки возникают значительные прогибы, что, с одно* стороны, отражается на отделке потолка (появляются трещины), г с другой — вызывает неприятное ощущение зыбкости. Степеш жесткости оценивается величиной относительного прогиба (отно­шение абсолютного прогиба к величине пролета).

Особое место в конструктивных элементах, влияющих на безо­пасное проживание жильцов, занимают скрытые конструктивные элементы деревянных перекрытий здания. Для многих основньо конструктивных элементов здания возможно определить натураль­ный показатель физического износа на период обследования и с достаточной точностью спрогнозировать время проведения капи­тального ремонта по остаточному сроку безаварийной эксплуата­ции. Исключением являются конструктивные элементы деревян­ных перекрытий, нормативный срок безаварийной эксплуатации которых во многом зависит от условий эксплуатации и нормаль­ного тепловлажностного режима, от своевременного и качествен­ного проведения профилактических работ.

Физическое состояние перекрытий влияет не только на несу­щую способность последних, но также на физическое состояние стенового остова, поскольку перекрытия, как указывалось выше, выполняют двойную функцию в общей структуре здания: вос­принимают и передают на стены нагрузку от собственного веса, оборудования и людей, находящихся в здании, а также обеспечи­вают устойчивость здания в целом. Потеря жесткости основных несущих элементов перекрытия приводит к нарушению шарнир­ных связей стен по высоте, что ведет к потере устойчивости стен, особенно в зданиях, в которых роль внутренних разгружаю­щих опор выполняют либо системы колонн, либо каркасные де­ревянные перегородки.

Нормативный срок безаварийной эксплуатации деревянных перекрытий по стальным балкам — 80 лет — в первую очередь обусловлен сроком старения стали после 70—80 лет эксплуата­ции. Поэтому при капитальном ремонте с последующим исполь­зованием существующего металла необходимо это учитывать и не допускать концентрации напряжений. Нормативный срок безава­рийной эксплуатации деревянных перекрытий по деревянным

436

балкам — 60 лет. Он обусловлен подверженностью основных не­сущих элементов поражению домовыми грибами и насекомыми при изменении тепловлажностного режима помещений.

Конструкции и материалы перекрытия определяют разную систему жесткости коробок зданий, передачу нагрузки от пере­крытий на стены, расстояние между поперечными стенами. На­ружные стены зданий работают в сложном сжато-изогнутом со­стоянии. Их устойчивость и жесткость зависят от жесткости перекрытий, которые связывают стены в систему по высоте.

Здания с несущими наружными стенами подразделяются на две группы пространственной работы — с жесткой и упругой конструктивными схемами. К первой группе относятся преиму­щественно гражданские здания с часто расположенными попе­речными стенами, расстояние между которыми меньше /,_ст (табл. 2.1).

^{Таблица 2.1. Минимальные расстояния между поперечными}

конструкциями Ь. м

Класс перекрытий	Перекрытия и покрытия	Группа кладок стен
		/	//	III	IV
А	Деревянные	30	24	18	12
Б	Из сборного железобетона	40	32	24	—
В	Железобетонные монолитные, сборные замоноличенные	50	40	30	-

В указанных зданиях перекрытия рассматриваются как непо­движные жесткие опоры, на которые опираются стены.

Для упрощения расчета допускается рассматривать стену многоэтажного здания как ряд разрезных однопролетных балок, опирающихся в горизонтальном направлении на перекрытия и находящихся под воздействием внецентренно приложенной про­дольной силы.

Пролет балки принимается равным расстоянию в свету между плитами перекрытий.

Ко второй группе пространственной работы относятся здания с расстояниями между поперечными стенами более Перекры­тия в таких зданиях рассматривают как упругие опоры, на кото­рые опираются стены. К группе с упругой конструктивной схе­мой в основном относятся одноэтажные производственные здания.

При расчетах несущей способности сжато-изогнутых кирпич­ных элементов вводится коэффициент продольного изгиба <р, учитывающий снижение предела прочности кладки при сжатии.

_{7 -4028 97}

Формула для определения продольного изгиба предложена Л.И. Онищиком:

<р = ф₀/(1 + Фо). (2.1)

Продольный изгиб элементов прямоугольного сечения рас­считывают по формуле

_Фо=0,75а(а/1₀)², (2.2)

где а — упругая характеристика кладки (табл. 2.2); а — меньший размер сечения, см; Ьо — расчетная высота элемента при про­дольном изгибе, см.

Таблица 2.2. Упругая характеристика кладки

Кладка	Марка растворов
	25-200	10	4	2	0
Из кирпича, легкобетонных камней, легких природных кам­ней на тяжелых (песчаных) рас­творах	1000	750	500	350	200
Из тяжелых природных и бе­тонных обыкновенных камней, бута на тяжелых растворах	1500	1000	750	500	350

^{Значения коэффициента продольного изгиба для кладки с}

упругой характеристикой а = 1000 приведены в табл. 2.3.

Такие кладки применяют и при других величинах а, но в этом случае принимают приведенную гибкость, вычисленную по формуле

_{Рпо=(А>Л0Ю00/а. (2.3)}

^{Таблица 2.3. Значения коэффициента продольного изгиба для кладки}

с упругой характеристикой

	4	5	6	7	8	9	10	11
ф	0,99	0,98	0,96	0,94	0,92	0,9	0,88	0,86
Продолжение табл. 2.3
	12	13	14	15	16	17	18	20
Ф	0,84	0,81	0,79	0,77	0,74	0,72	0,7	0,65

Нарушение шарнирных связей наружной стены с некоторым рядом расположенных балок приводит к увеличению расчетной

443

длины (высоты) ь₀ =Н, где Н— высота этажа до ь₀ = 2#, а это влечет за собой увеличение гибкости расчетного сечения стены.

Иная работа у опорной части стальной балки, которая тща­тельно заанкерена в стене или закреплена стальными стержнями

сечением 16 х 16 — 22 х 22 мм, расположенными по периметру стен и связывающими все балки в единую систему взаимодейст­вия перекрытий и стен, или самостоятельными анкерами для каждой балки. Пролет стальных балок значительно меньше дере­вянных, что в значительной степени сокращает угол поворота балки относительно нейтральной оси, и поэтому уменьшается возможность нарушения шарнирной связи балок перекрытия со стенами. Следовательно, потери шарнирных связей деревянных перекрытий по стальным балкам гораздо меньше, чем у деревян­ных перекрытий по деревянным балкам.

Основным теплотехническим требованием к перекрытию (как и к другим ограждающим конструкциям) является требование достаточного термического сопротивления (прилож. 1, п. 8). Необ­ходимая величина этого показателя зависит от характера поме­щений, разделяемых перекрытием. Если помещения имеют оди­наковую температуру, величина термического сопротивления разделяющего перекрытия не имеет значения. Если же в поме­щениях, разделенных перекрытием, температуры различны, то оно должно обладать таким термическим сопротивлением, чтобы разница температур поверхности перекрытия (пола над подвалом или потолка под чердаком) и прилегающего воздуха со стороны более теплого помещения не превышала определенного нормами параметра. Такое требование вызывается гигиеническими сообра­жениями, что особенно важно для полов, с которыми непосред­ственно контактирует человек.

Для чердачных перекрытий требуемые термические сопротив­ления меньше, чем для перекрытий над подвалами и проездами, и больше, чем для наружных стен. Последнее объясняется необ­ходимостью, с одной стороны, уменьшить теплопотери через чер­дачное перекрытие (довольно высокие вследствие повышенной температуры воздуха у потолка помещения) и, с другой стороны, предохранить поверхность потолка от конденсации влаги.

Особое внимание необходимо уделять местам примыкания к наружным стенам чердачных перекрытий и полов первого этажа в зданиях без подвала. В этих местах, как и в углах наружных стен, наблюдается сильное понижение температуры внутренней поверхности стены, что может вызвать конденсат на этом участке стены и на перекрытии. Поэтому желательно повышать теплоза­щитные свойства чердачных перекрытий и полов первого этажа в местах примыкания их к стенам.

_{7* 99}

Степень необходимой звукоизоляции зависит от назначения разделяемых перекрытием помещений. В обычных случаях (в жи­лых домах, гостиницах, школах, больницах) достаточно иметь звукоизоляцию порядка 40—50 децибел. Конструкция перекрытия должна обеспечить помещение от воздушного и материального переноса шума из соседних помещений. Наибольшее значение имеет проникновение шума (от ходьбы, передвигаемой мебели) из вышележащего помещения, меньшее — из нижележащего.

Перенос шума, как известно, сильно увеличивается при нали­чии в изолирующей конструкции щелей, трещин и мест пропус­ка через перекрытия труб, каналов и т. п. Не исключена возмож­ность переноса шума по конструкциям перекрытия и из соседних по этажу помещений.

По степени огнестойкости, т. е. сопротивляемости действию огня, перекрытия, как и другие элементы здания, противопо­жарными нормами строительного проектирования разбиты на че­тыре категории: огнестойкие, полуогнестойкие, полусгораемые и сгораемые. В зависимости от требуемой степени огнестойкости всего здания и отдельных его частей конструкция перекрытия должна также отвечать действующим требованиям.