Кіріспе
Қазіргі заманғы ғимараттардың жазық, көлденең бетон элементі.
Бетон плитасы – қазіргі заманғы ғимараттардың кең таралған құрылымдық элементі, құйма бетоннан жасалған жазық, көлденең беттен тұрады. Көбінесе 100-ден 500 мм-ге дейін қалыңдығы бар, темір торлы плиталар едендер мен төбелерді салу үшін қолданылады, ал жұқа бетон қабаттары сыртқы төсемелерге пайдаланылуы мүмкін. Көптеген тұрғын және өндірістік ғимараттарда, қалың бетон плитасы негіздерге немесе тікелей топыраққа тіреліп, бірінші қабатты салу үшін қолданылады. Бұл плиталар негізінен жерге тірелетін немесе аспалы болып жіктеледі. Егер плита тікелей негізге сүйенсе, ол жерге тірелетін плита болып саналады, әйтпесе – аспалы. Көп қабатты ғимараттар үшін бірнеше кең таралған плиталық конструкциялар бар: Арқалықты және блокты (қабырғалы және блокты деп те аталады) плиталар көбінесе тұрғын үйлер мен өнеркәсіптік құрылыстарда қолданылады. Бұл типтегі плиталар алдын ала кернеуленген арқалықтар мен қуыс блоктардан тұрады және бекітілгенге дейін уақытша тіреулермен қамтамасыз етіледі, әдетте 21 күннен кейін. Биік ғимараттар мен көкжиектерде әр қабаттағы едендер мен төбелерді құру үшін жұқа, зауытта құйылған бетон плиталар болаттық қаңқаларға ілінеді. Биік ғимараттарда, ірі сауда орталықтарында және үйлерде құрылыс алаңында құйылған плиталар да қолданылады. Бұл плиталар құрылыс орнында қалыптар мен темір арматураны пайдаланып құйылады. Техникалық сызбаларда темір бетон плиталар көбінесе "т.б.п." немесе жай ғана "т.б." деп қысқартылады. Есептеулер мен сызбаларды көбінесе құрылымдық инженерлер CAD бағдарламалық жасақтамасында жасайды.
In many domestic and industrial buildings, a thick concrete slab supported on foundations or directly on the subsoil, is used to construct the ground floor. These slabs are generally classified as ground bearing or suspended. A slab is ground bearing if it rests directly on the foundation, otherwise the slab is suspended. For multi story buildings, there are several common slab designs :
Beam and block, also referred to as rib and block, is mostly used in residential and industrial applications. This slab type is made up of pre stressed beams and hollow blocks and are temporarily propped until set, typically after 21 days. A hollow core slab which is precast and installed on site with a crane
In high rise buildings and skyscrapers, thinner, pre cast concrete slabs are slung between the steel frames to form the floors and ceilings on each level. Cast in situ slabs are used in high rise buildings and large shopping complexes as well as houses. These in situ slabs are cast on site using shutters and reinforced steel. On technical drawings, reinforced concrete slabs are often abbreviated to "r. c. c. slab" or simply "r. c.". Calculations and drawings are often done by structural engineers in CAD software.
Жылулық өнімділігі
Энергия тиімділігі жаңа ғимараттар құрылысында маңызды мәселеге айналды, ал бетон қабаттардың кең таралғандығы энергияның ысырап болуын азайту үшін оның жылулық қасиеттерін мұқият қарастыруды қажет етеді. Бетонның жылулық қасиеттері кірпіш және тас сияқты құрылыс материалдарына ұқсас, себебі оның жылу сыйымдылығы жоғары және жылуды жақсы өткізеді. Кейбір арнайы жағдайларда бетонның жылулық қасиеттері қолданылған, мысалы, атом электр станцияларында жылуды сіңіретін құрылғы ретінде немесе өнеркәсіптік тоңазытқыштарда жылу буфері ретінде.
Жылу өткізгіштігі
Бетон плитасының жылу өткізгіштігі қатты дене арқылы жылудың өткізгіштікпен берілу жылдамдығын көрсетеді, әдетте жерге жылу беру немесе жерден жылу алу ретінде қарастырылады. Жылу өткізгіштігінің коэффициенті, k, бетонның тығыздығымен қатар, басқа да факторларға пропорционалды. Дегенмен, бұл зерттеу қуысты бетон блоктарына қатысты, ал нәтижелері бетон плиталары үшін расталмаған. k-ның нақты мәні практикада айтарлықтай өзгереді және әдетте 0,8 мен 2,0 Вт м−1 К−1 аралығында болады. Бұл басқа материалдармен салыстырғанда жоғары, мысалы, ағаштың жылу өткізгіштігі 0,04 Вт м−1 К−1 дейін төмен болуы мүмкін. Жылу өткізгіштіктің әсерін азайтудың бір жолы – жылу оқшаулауды қолдану.
Жылу массасы
Екінші мәселе – бетон плиталарының жоғары жылу сыйымдылығы, бұл қабырғалар мен едендерге, немесе жылу қаптамасының ішінде бетон қолданылатын басқа да жерлерге де қатысты. Бетонның салыстырмалы түрде жоғары жылу сыйымдылығы бар, яғни ауа температурасының өзгеруіне ден қою үшін көп уақыт керек. Бұл бөлмелер үзіліс-үзіліспен жылытылатын және жылдам әрекет етуді қажет ететін жағдайларда кемшілік болып табылады, себебі барлық ғимаратты, плитаны қоса алғанда, жылыту үшін көбірек уақыт талап етіледі. Дегенмен, күндізгі температураның үлкен өзгерістері болатын климатта жоғары жылу сыйымдылығы артықшылыққа айналады, онда плита температураны реттегіш ретінде жұмыс істейді, күндіз ғимаратты салқын, ал түні салқын ұстайды. Әдетте, бетон плиталарының өнімділігі оның R көрсеткішінен жоғары болады. Бұл жақсырақ жылу оқшаулауға ғана емес, плитаның салмағын азайтуға да мүмкіндік береді, бұл жүк көтеретін қабырғалар мен негіздерге жағымды әсер етеді.
Жерге төзімді тақталар
Жерге төсемелі плиталар, сондай-ақ "жердегі" немесе "жер бетіндегі плита" деп те аталады, тұрғын және кейбір коммерциялық объектілердің бірінші қабаттарында кеңінен қолданылады. Бұл реакцияға түспейтін топырақ пен аз көлбеулі жерлерде салудың экономикалық тиімді және жылдам әдісі болып табылады. Жерге арқаулайтын плиталар үшін плитаны топырақтың түріне сәйкес жобалау маңызды, себебі кейбір топырақтар, мысалы, саз, плитаны бүкіл ауданы бойынша тұрақты түрде қолдауға тым динамикалық. Бұл жарықтар мен деформацияларға алып келуі мүмкін, нәтижесінде еденге бекітілген құрылымдық элементтердің, мысалы, қабырға тіректерінің зақымдануына соқтыруы мүмкін. Еңісті жағын толтырудан өзге, плитаның бұл бөлігі жерге сіңірілген бетон тіреулерге сүйене алады. Мұндай жағдайда, плитаның өлі салмағы тіреулермен қамтамасыз етілгендіктен, толтыру материалының құрылымдық маңызы азаяды. Дегенмен, толтыру материалы бетонның қатаю кезінде және оның арматурасын қолдау үшін қажет. Толтырудың екі кең таралған әдісі бар: бақыланатын толтыру және тығыздалған толтыру. Жерге төсемелі плиталар көбінесе арматурамен, әдетте болат арматурамен күшейтіледі. Алайда, кейбір жағдайларда, мысалы, бетонды жолдарда, егер дұрыс есептелген болса, арматурасыз плитаны қолдануға болады.
Аспаптан жасалған плиталар
Аспалы плитаның салмақ пен беріктік арақатынасын жақсарту үшін бірнеше конструкциялар бар. Барлық жағдайларда жоғарғы беті тегіс болады, ал төменгі жағы өзгертіледі: Толқынды плита бетонды көбінесе «декинг» деп аталатын толқынды болатты қалыпқа құйғанда жасалады. Бұл болатты қалып плитаның беріктігін арттырады және плитаның өз салмағынан иілуін сақтайды. Толқындар бір бағытта ғана жүреді. Қабырғалы плита бір бағытта айтарлықтай артық беріктік береді. Бұл бетонды тіреулер немесе бағаналар арасында жүктеме көтеретін арқалықтармен және перпендикуляр бағыттағы жұқа, біртұтас қабырғалармен жүзеге асырылады. Ағаш өңдеудегі аналогы – тақталар мен қабырғалардан тұратын еден асты. Қабырғалы плиталар толқынды немесе жалпақ плиталарға қарағанда жоғары жүктемеге төтеп бере алады, бірақ вафли плиталарынан нашар. Вафли плита плита астындағы ойыс сегменттердің матрицасын пайдаланып, екі бағытта да қосымша беріктік береді. Бұл принцип жерге тірелетін нұсқада, вафли плиталық іргетаста да қолданылады. Вафли плиталары әдетте бірдей беріктіктегі қабырғалы плиталардан тереңірек болады, сондықтан ауыррақ, демек, күштірек іргетас қажет. Дегенмен, олар екі өлшемде механикалық беріктікті арттырады, бұл дірілге төзімділік және топырақ қозғалысы үшін маңызды қасиет.
A corrugated slab is designed when the concrete is poured into a corrugated steel tray, more commonly called decking. This steel tray improves strength of the slab, and prevents the slab from bending under its own weight. The corrugations run in one direction only. A ribbed slab gives considerably more strength in one direction. This is achieved with concrete beams bearing load between piers or columns, and thinner, integral ribs in the perpendicular direction. An analogy in carpentry would be a subfloor of bearers and joists. Ribbed slabs have higher load ratings than corrugated or flat slabs, but are inferior to waffle slabs. A waffle slab gives added strength in both directions using a matrix of recessed segments beneath the slab. This is the same principle used in the ground bearing version, the waffle slab foundation. Waffle slabs are usually deeper than ribbed slabs of equivalent strength, and are heavier hence require stronger foundations. However, they provide increased mechanical strength in two dimensions, a characteristic important for vibration resistance and soil movement.
Қосалқы бөлшектер
Құрылымдық темірленбеген немесе "қарапайым" плиталар сирек кездеседі және қолданылуы шектеулі, бірақ сазды плиталар – олардың бір ерекшелігі. Бұрын АҚШ-та кең таралған болса, қазір темірленген топыраққа тірелетін плиталардың экономикалық тиімділігі көптеген инженерлерге көбірек ұнайды. Темірленбеген бетонның кернеуге төзімділігі өте төмен болғандықтан, реактивті топырақтан, желдің көтерілуінен, жылулық кеңеюден және жарықтардың пайда болуынан туындайтын кернеудің әсерін ескеру маңызды. Темірленбеген плиталардың ең көп қолданылатын салаларының бірі – бетонды жолдар.
Екі жақты плиталар
Екі бағытты плита екі бағытта да моментке қарсы тұратын арматураға ие. Бұл ауыр жүктеме, дірілге төзімділік, плита астындағы қашықтық немесе басқа да факторлар сияқты қолдану талаптарына байланысты болуы мүмкін. Дегенмен, екі бағытты плитаның қажеттілігін анықтайтын маңызды ерекшелік – екі көлденең өлшемнің арақатынасы. Егер қысқа өлшем болса және ұзын өлшем болса, онда екі бағыттағы моменттерді есептеу кезінде ескеру қажет. Басқаша айтқанда, егер осьтік қатынас екіден жоғары болса, екі бағытты плита талап етіледі. Егер плита екі көлденең осьте де тіреліп тұрса, ол екі бағытты болып саналады.
Құрылыс
Бетон плитасы заводта дайындалып (құйылып) немесе құрылыс алаңында орналастырылуы мүмкін.
Алдын ала жасалған
Алдын ала дайындалған бетон плиталар зауытта жасалып, болат немесе бетон арқалықтар арасына орнатуға дайын күйде құрылыс алаңына тасымалданады. Олар зауытта алдын ала керілген, құрылыс орнында кейін керілген немесе керілмеген болуы мүмкін. Арматураны қалыптың төменгі және бүйір жақтарынан қашықтатып ұстау үшін пластик ұштармен жабдықталған металл немесе пластик тіреуіштер қолданылады, соның нәтижесінде бетон қатып қалғанда арматураны толығымен жабады. Бұл қабаттама деп аталады. Жерге төселетін плита үшін қалып тек жерге бекітілген бүйір қабырғалардан тұруы мүмкін. Ілмелі плитаның қалыбы табақ сияқты болып жасалады және бетон қатып қалғанша уақытша тіреулермен қолдау көрсетіледі. Қалыптар көбінесе ағаш тақтайлар, пластик немесе болаттан салынады. Ірі құрылыс алаңдарында еңбек шығындарын үнемдеу үшін пластик пен болат жиі қолданылады. Шағын бюджеттік немесе кішкентай жұмыстарда, мысалы, бетон бақша жолын төсеу кезінде ағаш тақтайлар кеңінен таралған. Бетон қатып қалғаннан кейін ағаш алынып тасталады. Қалыптар тұрақты болуы мүмкін және бетон құйылғаннан кейін өз орнында қалуы мүмкін. Ірі плиталар немесе бөліктерге құйылған жолдар үшін мұндай тұрақты қалыптар бетонның кеңеюі немесе қозғалысынан туындаған жарықтардың пайда болуын азайту үшін бетон плиталарында оқшаулағыш тігіздер ретінде де қызмет ете алады. Кейбір жағдайларда қалып қажет болмайды, мысалы, тығыз топырақпен немесе кірпіш немесе блок қабырғалы негізбен қоршалған жер плитасы, онда қабырғалар қалыптың бүйірлері ретінде, ал қиыршық тас (ұсақ топырақ) негіз ретінде қызмет етеді.