พื้นไม้และโลหะประกอบขึ้นด้วยฐานรองรับพิเศษเสมอ หลังเรียกว่าคาน พื้นคอนกรีตสามารถวางในช่วงของโครงอาคารโดยไม่ต้องใช้องค์ประกอบรองรับดังกล่าว ท้ายที่สุด แผ่นพื้นประเภทนี้มีความโดดเด่นด้วยความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการรับน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม
ประวัติศาสตร์เล็กน้อย
พื้นไร้แสงถูกนำมาใช้ครั้งแรกในการก่อสร้างอาคารในปี 1902 ในสหรัฐอเมริกาโดยวิศวกร Orlano Norcors ในรัสเซียการออกแบบดังกล่าวยังถูกใช้เมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมา บ้านหลังแรกในประเทศของเราถูกสร้างขึ้นในมอสโกในปี 1908 เป็นอาคารสี่ชั้นสำหรับโกดังผลิตภัณฑ์นม มันถูกสร้างขึ้นภายใต้การแนะนำของวิศวกร A. F. Lopeit ลักษณะเด่นของอาคารประเภทนี้คือเสาในนั้นมีส่วนบนที่ยื่นออกมา ดังนั้นพื้นที่สัมผัสระหว่างส่วนรองรับและเพลตเพิ่มขึ้นและความน่าเชื่อถือของการติดตั้งเพิ่มขึ้น ดังนั้นในตอนต้นของศตวรรษ เพดานประเภทนี้จึงถูกเรียกว่า "รูปเห็ด"
ใช้ที่ไหน
ชั้นดังกล่าวสามารถติดตั้งในอาคารได้แทบทุกประเภท บ่อยครั้งมากที่สามารถมองเห็นโครงสร้างที่ไม่มีแสงได้เช่นในอาคารสูงที่เป็นพื้นในเมืองที่อยู่อาศัย นอกจากนี้ ในหลายกรณี พื้นจะทำในลักษณะนี้ในเวิร์กช็อปการผลิต โกดัง โรงรถ ฯลฯ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โครงสร้างดังกล่าวมักถูกติดตั้งที่สถานประกอบการอุตสาหกรรมอาหาร สิ่งเหล่านี้อาจเป็นได้ ตัวอย่างเช่น โรงรีดนม เวิร์กช็อปสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป เป็นต้น กล่าวคือ ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งเพดานไร้คานซึ่งข้อกำหนดด้านสุขอนามัยที่เพิ่มขึ้น
ในการก่อสร้างที่อยู่อาศัยของเอกชน โครงสร้างส่วนต่อประสานประเภทนี้ไม่ค่อยได้ใช้ แต่บางครั้งอาคารที่พักอาศัยในเขตชานเมืองก็ถูกสร้างในลักษณะนี้
พันธุ์หลัก
ในการก่อสร้าง มีเพียงสามประเภทเท่านั้น:
- ทีมชาติ;
- เสาหิน;
- สำเร็จรูป-เสาหิน
โครงสร้างประเภทแรกประกอบด้วยสองส่วนคือแผ่นที่อยู่เหนือเสาและตัวพิมพ์ใหญ่ พื้นสำเร็จรูปแบบไม่มีคานมีรูปแบบที่ค่อนข้างง่าย แผ่นพื้นในกรณีนี้วางอยู่บนชั้นวางพิเศษที่จัดวางเหนือคอลัมน์ ในทางกลับกันจะถูกเก็บไว้ในเมืองหลวงและเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อม
โครงสร้างเสาหินและสำเร็จรูป-เสาหิน
ประเภทที่สองของพื้นไร้คานเป็นเสาหิน ใช้เมื่อต้องการเพดานเรียบ ตัวอย่างเช่น ใช้กันอย่างแพร่หลายในทางเดินใต้ดินและรถไฟใต้ดิน เพดานดังกล่าวเป็นแผ่นพื้นเรียบที่แยกออกไม่ได้ซึ่งรองรับโดยเสา หลังในกรณีนี้ก็มีตัวพิมพ์ใหญ่เช่นกัน
คุณลักษณะของเพดานไร้คานเสาหินสำเร็จรูปคือพวกเขาได้รับการออกแบบด้วยตารางตารางหรือสี่เหลี่ยมของคอลัมน์ ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งส่วนรองรับตามแบบแผนขนาด 6x6 ม. พื้นดังกล่าววางบนแผงสำเร็จรูป ช่วงและเหนือคอลัมน์
เพดานไร้ทุน
สิ่งก่อสร้างประเภทนี้ในหมู่ช่างก่อสร้างก็เป็นที่นิยมเช่นกัน ในกรณีนี้ องค์ประกอบของพื้นจะวางอยู่บนเสาและเสาของเฟรมโดยตรง แผ่นคอนกรีตในโครงสร้างดังกล่าวมักมีความหนาคงที่
เพดานดังกล่าวในการก่อสร้างอาคารเริ่มใช้ในปี พ.ศ. 2483 คุณสมบัติของโครงสร้างแบบไม่มีคานประเภทนี้คือพื้นที่ลดขนาดของแผ่นรองรับบนเสา สำหรับการรับรู้ของแรงเฉือนในกรณีนี้จะใช้เทคนิคการเสริมแรงตามขวางของพื้นไร้คานเพิ่มเติม แท่งเหล็กช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเพลตในบริเวณที่ติดกับส่วนรองรับได้อย่างมาก
นอกจากนี้ เมื่อออกแบบอาคารประเภทนี้ สามารถจัดเตรียมเสาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ เมื่อใช้องค์ประกอบดังกล่าวพื้นที่สัมผัสระหว่างส่วนรองรับและเพลตจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้โหลดไม่สามารถทำลายการทับซ้อนกันในพื้นที่ของคอลัมน์ได้
ประเภทของเฟรม
อาคารที่มีเพดานไร้คานสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน โครงของบ้านดังกล่าวคือ:
- เฟรม;
- ผู้ประสานงาน
- เฟรม-ประสานงาน
ในระบบของรุ่นแรก หน้าที่หลักบนเพดานจะดำเนินการโดยเสาและคานขวางที่ติดตั้งในสองทิศทาง องค์ประกอบเฟรมในอาคารดังกล่าวเป็นเฟรมแข็ง ฝ่ายหลังรับรู้ภาระทั้งหมดที่กระทำต่ออาคาร - ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน
ใน Tie frames โหลดหลักตกบนระบบของคอลัมน์และไดอะแฟรมหรือที่เรียกว่าเสา บทบาทของพื้นในอาคารดังกล่าวเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกเหนือจากการรับน้ำหนักตามแนวตั้งจริง ในกรณีนี้ โครงสร้างเหล่านี้ยังรับรู้ถึงโครงสร้างแนวนอน หลังจากนั้นจึงถ่ายโอนไปยังไดอะแฟรม
โครงค้ำยันมักใช้ในโครงสร้างรับน้ำหนักที่ทำจากเหล็กและคอนกรีตเสริมเหล็กเสาหิน ในกรณีนี้ ระบบไดอะแฟรมรับรู้ 85-90% ของโหลดในแนวนอน ในเวลาเดียวกันด้วยการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยพวกเขาสามารถต้านทานได้อย่างสมบูรณ์ที่ 100%
ผลประโยชน์
เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นแบบไม่มีคานแบบธรรมดามีข้อดีแบบไม่มีเงื่อนไขหลายประการ ข้อดีของโครงสร้างดังกล่าวรวมอยู่ที่:
- ความเข้มข้นของแรงงานต่ำในการตกแต่ง;
- ลดความสูงและความจุลูกบาศก์ของอาคาร
- ปรับปรุงสุขาภิบาล
การตกแต่งพื้นแบบไม่มีคานให้เรียบนั้นง่ายกว่าพื้นปกติมาก ในกรณีนี้คุณไม่จำเป็นต้องทำฝ้าเพดานด้วยซ้ำ สิ่งที่จำเป็นสำหรับการทับซ้อนกันดังกล่าวคือการฉาบพื้นผิวและทาสีเพิ่มเติม ยิ่งกว่านั้นการดำเนินการทั้งสองนี้จะใช้เวลาไม่มากเวลา
แผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กไร้คานมักจะบางกว่าแผ่นคอนกรีตทั่วไป ดังนั้นด้วยความจุลูกบาศก์เท่าเดิม ตัวอาคารจะต่ำกว่า
มีข้อดีอะไรอีกบ้าง
ดูแลพื้นผิวของพื้นไร้คานง่ายกว่ามาก อันที่จริง ในกรณีนี้ การออกแบบเพดานหรือพื้นไม่มีช่องที่เศษผงหรือฝุ่นอาจอุดตันได้ ดังนั้นจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคหลายชนิดจึงไม่เกิดขึ้นที่เพดานดังกล่าว จึงเป็นธรรมเนียมที่จะต้องติดตั้งโครงสร้างประเภทนี้ในร้านขายอาหารหรือในโรงพยาบาล
ข้อเสียคืออะไร
แน่นอนว่าข้อเสียของการทับซ้อนกันนั้นก็มีอยู่เช่นกัน ข้อเสียเปรียบหลักของโครงสร้างประเภทนี้เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างลำแสงคือน้ำหนักมาก ที่รองรับพื้นประเภทนี้ต้องติดตั้งให้แข็งแรงที่สุด
นอกจากนี้ ความกว้างของช่วงที่จำกัดถือเป็นข้อเสียของโครงสร้างแบบไม่มีคาน ระยะห่างระหว่างส่วนรองรับใต้แผ่นพื้นดังกล่าวไม่ควรใหญ่เกินไป คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุที่ทนทานมาก แต่ด้วยพื้นที่ขนาดใหญ่และการบรรทุกหนัก จานดังกล่าวจะยังคงเริ่มงอและอาจถึงกับยุบได้
ที่เป็นไปได้อย่างประหยัดคือการจัดพื้นแบบไม่มีคานที่มีความกว้างไม่เกิน 5x6 เมตร ที่โหลด 5 kN/m2 ในกรณีนี้ การออกแบบมักจะค่อนข้างน่าเชื่อถือ
การออกแบบพื้นไร้คานเป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีความรับผิดชอบสูง เฉพาะผู้ที่มีประสบการณ์เท่านั้นที่สามารถทำงานนี้ได้วิศวกรผู้ทรงคุณวุฒิ แน่นอนว่าความยากในการวาดภาพนั้นอาจเป็นผลมาจากข้อเสียของโครงสร้างดังกล่าวเช่นกัน
คุณสมบัติของการคำนวณพื้นไร้คาน
ออกแบบพื้นประเภทนี้จึงควรระมัดระวังให้มากที่สุด ในโครงสร้างทั่วไปของประเภทนี้ โหลดจะถูกถ่ายโดยความล่าช้าค่อนข้างสั้นจำนวนมาก ในทางกลับกัน เพลทมีพื้นที่ขนาดใหญ่จึงสามารถงอได้มากกว่า
คานไร้คานคำนวณอย่างไร? ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว โครงสร้างดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง โดยติดตั้งได้ในระยะสูงสุด 5-6 เมตร หากระยะห่างระหว่างฐานรองรับมากกว่า นักออกแบบมักจะมีปัญหาในการรับรองความแข็งแรงของเพลตสำหรับเจาะ
เพดานเริ่มยุบรอบเสาแบบนี้ คอนกรีตในสถานที่นี้สูญเสียความสมบูรณ์ซึ่งอาจนำไปสู่การพังทลายของแผ่นคอนกรีตได้ทันที มีหลายวิธีในการเพิ่มกำลังระเบิดของโครงสร้าง:
- โดยการเพิ่มความหนาของเพลท;
- โดยการเพิ่มพื้นที่แบริ่ง
- โดยการติดตั้งการเสริมแรงตามขวาง
มีหลายวิธีในการคำนวณแผ่นพื้นไร้คาน เสาหิน สำเร็จรูป หรือสำเร็จรูป-เสาหิน ตัวอย่างเช่น ในการก่อสร้าง มักใช้เทคโนโลยีการคำนวณโมเมนต์ดัดทั้งหมด
นอกจากนี้ การออกแบบแผ่นพื้นเสาหินแบบไม่มีคานสามารถทำได้โดยใช้เทคโนโลยีที่แม่นยำและทันสมัยมากขึ้น ตัวอย่างเช่น วิธีใดวิธีหนึ่งเหล่านี้เรียกว่าช่วงเวลา
เทคโนโลยีเก่า
เทคนิคนี้สำหรับการคำนวณเมื่อติดตั้งพื้นไร้คานนั้นมักใช้กันในสมัยของเรา ในกรณีนี้ สิ่งแรกที่วิศวกรใช้เป็นพื้นฐานคือ แรงที่อยู่บนตัวพิมพ์ใหญ่ถูกกระจายไปทั่วรูปสามเหลี่ยม ในกรณีนี้ ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์ถ่วงของส่วนหลังจะถูกนำมาเป็นช่วงที่คำนวณได้ของแผงหน้าปัด โมเมนต์ดัดทั้งหมดในกรณีนี้สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
M=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)
ที่นี่ W คือน้ำหนักรวมต่อเซลล์ของแผ่นพื้นแบบไม่มีคาน L คือระยะห่างระหว่างเสา c คือขนาดของตัวพิมพ์ใหญ่
สูตรนี้พัฒนาโดย J. Nichols ในปี 1914 แล้วในปี 1917 ก็ได้ถูกนำมาใช้เป็นหนึ่งในรหัสอาคาร ACI สูตรนี้ใช้ในการคำนวณพื้นด้วยคอลัมน์ตัวพิมพ์ใหญ่
การประมาณช่วงเวลา
เทคนิคที่ทันสมัยกว่านี้เล็กน้อยได้รับการพัฒนาโดยอาศัยทั้งข้อมูลทดลองและทฤษฎี ในประเทศของเรา V. I. Murashov และ A. A. Gvozdev มีส่วนร่วมในการพัฒนาในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา
สำหรับแผงสี่เหลี่ยม สูตรในกรณีนี้คือ:
M0=1/8 WL(1-2c/3L)(1-2c/3L)
เพื่อกำหนดช่วงเวลาในส่วนการออกแบบและในการออกแบบการเสริมแรง พื้นโดยใช้เทคนิคนี้จะแบ่งออกเป็นช่วงและแถบเกินคอลัมน์ในแผน นอกจากนี้ ยังทำในลักษณะที่ความกว้างของแต่ละส่วนนั้นเท่ากับครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างแกนของเสาในทุกทิศทาง
Bแต่ละแถบดังกล่าวระหว่างการทำงานของอาคารมีช่วงเวลาเชิงลบและบวก ในเวลาเดียวกัน พวกมันมักจะมีขนาดใหญ่กว่าในองค์ประกอบแบบคอลัมน์มากกว่าองค์ประกอบแบบขยาย จากความกว้างของสายรัด ช่วงเวลาจะถูกกำหนดจากส่วนโค้ง อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติจะใช้การวัดแบบเป็นขั้นตอน ในกรณีนี้ ช่วงเวลาจะถือว่าคงที่ตลอดความกว้างของแถบ
ด้วยการเปลี่ยนรูปพลาสติกประเภทต่างๆ การกระจายตัวของ M ก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน ดังนั้น ค่าของโมเมนต์ในส่วนการออกแบบทั้งสี่ของเพลตจะถูกกำหนดเพื่อให้ผลรวมของพวกมันเท่ากับลำแสง M0 ในที่สุด
คุณสมบัติของการติดตั้งเพลท
เทคโนโลยีการประกอบแผ่นพื้นไร้คานขึ้นอยู่กับความหลากหลายเป็นหลัก เมื่อใช้แผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก เทคนิคการก่อสร้างมีดังนี้
- การผลิตจานที่องค์กร
- บรรทุกขึ้นรถแล้วส่งถึงที่ก่อสร้าง
- ขนถ่ายแผ่นคอนกรีตโดยรถบรรทุกติดเครนที่ไซต์ก่อสร้าง
- ติดตั้งเพลทบนเสาและผนังอาคารด้วยเครนรถบรรทุก
เชื่อกันว่าแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กยาวไม่เกิน 9 ม.
การติดตั้งเพดานเสาหิน
โครงสร้างดังกล่าวเทลงในแบบหล่อไม้ที่ประกอบสำเร็จแล้ว ด้านล่างของแบบฟอร์มนี้ทำด้วยไม้กระดาน จากด้านล่างได้รับการสนับสนุนโดยตัวรองรับแบบยืดไสลด์แบบพิเศษ หลังจากนั้นให้กรอกดังนี้
- ติดตั้งอุปกรณ์บนขาตั้งแบบพิเศษ;
- เทส่วนผสมคอนกรีตลงในแบบหล่อ
ปูนถูกจัดทำขึ้นในสถานประกอบการที่มีการปฏิบัติตามเทคโนโลยีที่จำเป็นทั้งหมดอย่างเคร่งครัดในแง่ของสัดส่วนและความสม่ำเสมอ มันถูกป้อนเข้าแบบหล่อโดยใช้สายยางจากรถบรรทุกถัง
แบบฟอร์มจะถูกลบออกจากการทับซ้อนกันที่กรอกด้วยวิธีนี้หลังจากผ่านไปประมาณ 2 สัปดาห์ ตลอดเวลานี้ จานถูกรดน้ำทุกวันด้วยน้ำจากท่อเพื่อป้องกันการแตกร้าวบนพื้นผิว การก่อสร้างเพิ่มเติมของอาคารจะเริ่มไม่เร็วกว่าในอีกสองสัปดาห์ คอนกรีตต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งเดือนจึงจะได้รับความแข็งแรงเพียงพอ
