Склепіння залізобетонне

2КЖС 18В-10

2КЖС 18В-11

2КЖС 18Г-10

2КЖС 18Г-11

3КЖС 18Ф-10

3КЖС 18Ф-11

3КЖС 18Ф-12

Склепіннями в будівництві називають тип перекриття або покриття простору, обмеженого стінами, балками або стовпами, який утворюється похилими поверхнями, прямолінійними абокриволінійними. Основна перевага у використанні подібних конструкцій полягає в наступному: вони дозволяють перекривати значні простори без додаткових проміжних опор за мінімальної витрати матеріалів. В основному, залізобетонні склепіння застосовуються в круглих, багатокутних та еліптичних у плані приміщеннях, а також при будівництві мостів та тунелів, станцій метрополітену та інших об'єктів, де застосовується арочно-купольна система перекриттів.

Арочно-купольна система перекриттів була спроектована ще у Стародавньому світі, у землях Єгипту та Месопотамії. Вона прийшла на зміну стійково-балочній системі, принцип будівництва якої полягає в тому, що (дерев'яні, потім кам'яні) елементи конструкцій стуляються під прямим кутом. Особливістю стійково-балкової системи є те, що величина міцності каменю на вигин обмежує ширину прольоту приблизно до 5 м. Відкриття більш міцних сполучних розчинів, цементу та бетону, розвиток науки, що дозволила проектувати складніші криволінійні конструкції, все це дозволило значно перевищити розмір прольоту між колонами-стійками. Вважають, що перші потужні арки і куполи з'явилися торік у архітектурі Стародавнього Риму. Склепіння тих часів були досить важкими, тому для того, щоб витримувати їхню вагу, стіни-опори зводилися товстими та масивними. Навантаження у цих конструкціях передавалося безпосередньо на стіни. Великим кроком уперед вже за часів Середньовіччя став новий варіант розподілу навантаження, із застосуванням системи контрфорсів (вертикальна конструкція, що представляє собою або виступаючу частину стіни, вертикальне ребро, або опору, що стоїть окремо, пов'язану зі стіною аркбутаном. Призначена для посилення несучої стіни шляхом прийняття на себе горизонтального зусилля розпору відсклепінь) та аркбутанів (зовнішня кам'яна піварка, що передає горизонтальне зусилля розпору від склепінь будівлі на опорний стовп, розташований за межами основного об'єму будівлі). Варіант дозволив розподіляти зусилля не вертикально вниз, а вбік аркбутанами, йдучи в контрфорси, що, своєю чергою, дозволило набагато зменшити товщину стін. Нарешті, у ХІХ столітті було відкрито залізобетон, оснащений міцної сталлю, що дозволяє бетону розтягуватися. Застосування залізобетону в рази підвищило міцність складних конструкцій склепінь, що також дало максимальну свободу реалізації будь-яких архітектурних задумів. З того часу склепінчасті перекриття із залізобетону стали повсюдно застосовуватися в будівництві. На сьогоднішній день за допомогою ЗБВ склепінь зводяться численні будинки (спортивні майданчики та стадіони, виставкові павільйони, криті ринки), реставруються пам'ятники архітектури, будуються мости. Навіть під товщею землі склепіння знайшли застосування - у будівництві тунелів та станцій метрополітену.

Останнім часом у будівництві почали часто застосовувати полегшені ребристі склепіння з армоцементних плит, які майже в 2 рази легші за звичайні залізобетонні.

Як правило, склепіння зазнають навантаження від власної ваги, від конструктивних елементів будівлі, що знаходяться вище, а також від природних, погодних впливів. Під навантаженням склепіння переважно працюють на стиск. Виникаючі вертикальні зусилля стиснення склепіння передають опори. Саме тому як матеріал для виготовлення склепінь доцільно застосовувати залізобетон: за своїми фізичними властивостями бетон демонструє кращі показники по опору стиску, порівняно з іншими будівельними матеріалами. Залежно від типу склепіння конструкції також працюють на розпір, від дій горизонтальних зусиль.Гасіння розпору та запобігання розтягуванню відбувається завдяки закладеної в тілі бетонного склепіння сталевої арматури.

Склепіння залізобетонні або, як їх ще називають - склепінчасті покриття, за способом виготовлення та зведення бувають:

• монолітні. Монолітні оболонки повністю бетонуються на місці будівництва на стаціонарній або пересувній опалубці;
• збірно-монолітні. Метод виготовлення, при якому збірні елементи служать опалубкою, що несе або, наприклад, бортові елементи - збірні, а плита-оболонка - монолітна;
• збірні із плоских, циліндричних та інших елементів. Збірні оболонки збирають із окремих, заздалегідь виготовлених елементів, які після встановлення їх на місце стикуються між собою; причому з'єднання повинні забезпечити надійну передачу зусиль від одного елемента до іншого та роботу збірної конструкції як єдиної просторової системи;
• панелі-оболонки та панелі-складки, що виготовляються та монтуються у готовому вигляді (як правило, не потребують розрахункового замонолічування швів між ними) та мають розміри, що відповідають прольоту між опорами та габаритам, встановленим для даних умов виготовлення, перевезення та монтажу.

Монолітні склепіння проектуються формою переважно циліндричними, а збірні - складчастими і хвилястими. При цьому товщина плити монолітного склепіння має бути не менше 40 мм, а збірного – не менше 30 мм. Циліндричні оболонки можуть бути однопрогоновими або багатопрогоновими, однохвильовими або багатохвильовими.

Збірно-монолітне склепіння включає в себе опорні балки із залізобетону у вигляді монолітно зв'язаних упорної стінки та опорної полиці, на яких жорстко зафіксовані ребра тонкостінних склепінних елементів «на проліт» і об'єднані між собою затяжками у виглядіспарених канатів, розміщених на нижніх зовнішніх виступах поздовжніх ребер з анкеруванням через отвори по зовнішній грані завзятої стінки та замонолічених дрібнозернистим бетоном. Омонолічуючий шар виконаний з легкого конструкційного бетону суцільним по всій поверхні склепіння з фіксованим розташуванням арматурної сітки біля його горизонтальної верхньої грані. Спосіб зведення збірно-монолітного низького склепіння включає попереднє виготовлення опорних балок і тонкостінних елементів склепіння на кожен проліт з використанням спеціальних сумішей відповідно високоміцного та легкого бетону підвищеної щільності.

Збірні оболонки можуть бути поділені на такі елементи: плоскі або криволінійні плити (гладкі або ребристі), діафрагми та бортові елементи.

Залізобетонні склепіння входять до просторових залізобетонних конструкцій - тобто. конструкцій, виконаних із залізобетону, які працюють як просторові системи, що застосовуються як покриття та перекриття стін будівель та споруд, або являють собою споруду в цілому.

Просторові конструкції склепінь, як правило, є так званими тонкостінними просторовими системами - конструкціями, у яких два виміри одного порядку істотно перевищують третій (в даному випадку - товщину). Деталі систем, які застосовуються в монолітному будівництві склепінь, називають оболонкою – просторовою конструкцією, обмеженою двома криволінійними поверхнями, відстань між якими (товщина) значно менша порівняно з іншими її розмірами. Необхідну жорсткість та стійкість забезпечує форма просторової конструкції, дозволяючи доводити її товщину до мінімальних розмірів. Деталі просторових систем, що застосовуються під час будівництва збірнихсклепінчастих покриттів, називаються складками. Складки є плоскими тонкостінними плитами, які жорстко з'єднуються між собою під деяким кутом, утворюючи тим самим ребристу поверхню склепіння.

Звід правил щодо проектування та будівництва залізобетонних склепінь зазначений у СП 52-117-2008 «Залізобетонні просторові конструкції покриттів та перекриттів».

Уніфіковані конструкції та умови виготовлення хвилястих склепінь з армоцементних елементів представлені у серії 1.266.1-2 «Уніфіковані конструкції хвилястих склепінь прольотами до 42 м з армоцементних елементів для громадських будівель».

Просторові конструкції залізобетонних склепінь виготовляються з важкого бетону класів за міцністю на стиск від В15 до В60, без попередньої напруги арматури та з переднапругою, для експлуатації в кліматичних умовах України, в середовищі з неагресивним ступенем впливу при статичній дії навантаження. Також можливе виготовлення склепінь з легкого бетону міцністю на стиск не нижче В12,5 (ГОСТ 26633). Легкі бетони проектних класів за міцністю на стиск В7,5 та В10 допускається застосовувати лише у суміщених просторових конструкціях покриттів.

Для відповідальних просторових конструкцій покриттів, що експлуатуються без зовнішньої гідроізоляції, рекомендується застосовувати важкі бетони марки водонепроникності не нижче W8. В інших випадках для конструкцій, схильних до атмосферних впливів при розрахунковій негативній температурі зовнішнього повітря вище -40°С, марку бетону по водонепроникності не нормують.

Марку бетону за морозостійкістю призначають залежно від вимог, що пред'являються до конструкцій, режиму їх експлуатації та умов навколишнього середовища: для конструкцій, що піддаються атмосферним.впливам навколишнього середовища при розрахунковій негативної температури зовнішнього повітря в холодний період від -5°С до -40°С, приймають марку бетону за морозостійкістю не нижче F75, а при розрахунковій температурі зовнішнього повітря вище -5°С марку бетону по морозостійкості не нормують. В інших випадках необхідні марки бетону за морозостійкістю встановлюють залежно від призначення конструкцій та умов навколишнього середовища (СНіП 23-01).

Монолітні конструкції, у тому числі з попередньо напруженим армуванням, повинні бути розраховані по міцності та тріщиностійкості при розморожуванні. Збірно-монолітна конструкція після досягнення бетоном замонолічування проектної міцності повинна бути розрахована в цілому як монолітна з включенням у роботу збірних елементів, якщо для цього передбачені відповідні конструктивні та технологічні заходи. замонолічування) повинні бути перевірені за міцністю та тріщиностійкістю на зусилля від дії власної ваги, монтажних навантажень та реактивних зусиль від тимчасових опор, затяжок та інших пристосувань. Збірні конструкції після досягнення бетоном замонолічування стиків проектної міцності та після розкручування розраховують за міцністю, жорсткістю, тріщиностійкістю на дію власної ваги, монтажних навантажень та попередньої напруги арматури з урахуванням зміни на даній стадії напружено-деформованого стану конструкції від видалення всіх або частини тимчасових зв'язків.

Відповідно до серії 1.266.1-2 «Уніфіковані конструкції хвилястих склепіньпрольотами до 42 м з армоцементних елементів для громадських будівель», маркування збірних залізобетонних склепінь, що складаються з секцій, включає наступні дві групи, що складаються з буквено-цифрових індексів.

Перша група характеризує тип секції склепіння та величину прольоту в метрах, де:

• СП - склепіння проміжне,
• СК - склепіння крайнє.

Друга група характеризує несучу здатність склепінь та позначається цифрами.