Πλάκες

Οι πλάκες είναι επίπεδοι επιφανειακοί φορείς που φέρουν τα φορτία κάθετα στο επίπεδό τους.

Οι πλάκες είναι φορείς, πολλές φορές υπερστατικοί, και γι’ αυτό μπορούν να ανακατανέμουν τις εντάσεις που εξασκούνται πάνω τους, με αποτέλεσμα η ασφάλειά τους, τόσο σε κάμψη, όσο και σε διάτμηση να είναι υψηλή. Εξαίρεση αποτελούν οι πλάκες πρόβολοι που συμπεριφέρονται σαν ισοστατικοί φορείς και γι’ αυτό χρειάζονται ιδιαίτερη προσοχή στην κατασκευή.

Ανάλογα με τον τρόπο στήριξης μιας πλάκας διακρίνονται οι παρακάτω κατηγορίες:

Αμφιέρειστες

Είναι οι πλάκες που στηρίζονται στις δύο, απέναντι, από τις τέσσερεις πλευρές τους, όπως η Π1 του παραδείγματος.

Τετραέρειστες

Είναι οι πλάκες που στηρίζονται και στις τέσσερεις πλευρές τους, όπως οι Π2, Π3 του παραδείγματος.

Πρόβολοι

Είναι οι πλάκες που στηρίζονται ακλόνητα σε μία μόνο από τις τέσσερεις πλευρές τους, όπως η Π4 του παραδείγματος.

Τριέρειστες

Είναι οι πλάκες που στηρίζονται στις τρεις από τις τέσσερεις πλευρές τους, όπως η Π5 του παραδείγματος.

Διέρειστες

Είναι οι πλάκες που στηρίζονται σε δύο παρακείμενες πλευρές, όπως η Π6 του παραδείγματος.

Η παραπάνω ταξινόμηση αφορά ορθογωνικές πλάκες και ισχύει απόλυτα, μόνο όταν οι στηρίξεις σε όλο τους το μήκος είναι συγκεκριμένες. Όταν μία πλάκα είναι γενικής πολυγωνικής μορφής, μπορεί να προσομοιωθεί, προσεγγιστικά, σε μία ανάλογη ορθογωνική.

Το αναγκαίο πάχος πλάκας προκύπτει από την ανάγκη αντοχής της σε κάμψη και διάτμηση και από την ανάγκη περιορισμένων βελών κάμψης. Συνήθως καθοριστικός είναι ο δεύτερος παράγοντας, διότι η ελαστική ευστάθεια μιας πλάκας έχει σημασία σε όλη την διάρκεια λειτουργίας του έργου και η έλλειψή της γίνεται αντιληπτή, ακόμα και με το περπάτημα ανθρώπων, που δημιουργεί παλμική κίνηση.

Ο ασφαλέστερος τύπος στήριξης μιας πλάκας είναι αυτός της τετραέρειστης και ο πιο ευάλωτος τύπος, είναι αυτός του προβόλου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός πως αν, για οποιοδήποτε λόγο, εκφυλισθεί μια στήριξη τετραέρειστης πλάκας, αυτή μεταπίπτει σε τριέρειστη, ενώ στην περίπτωση του προβόλου, ο εκφυλισμός της μοναδικής του στήριξης συνεπάγεται κατάρρευση.

Η συμπεριφορά μιας πλάκας είναι καλύτερη αν έχει μία γειτονική πλάκα, ή ακόμα καλύτερα αν έχει δύο γειτονικές πλάκες, και προς τις δύο διευθύνσεις.

Στην εικόνα που ακολουθεί, οι παραμορφώσεις είναι σε μεγάλη κλίμακα, αλλά σχετικές μεταξύ τους, για τις τρεις περιπτώσεις συνέχειας των πλακών. Εκεί φαίνονται πόσο μικρότερα βέλη, άρα καλύτερη ελαστική ευστάθεια έχουν οι πλάκες που έχουν συνέχειες.

Σύμφωνα με τον ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ 2, τα αναγκαία πάχη των πλακών εξαρτώνται κυρίως από τις διαστάσεις τους και δευτερευόντως από τα φορτία που φέρουν και την ποιότητα του σκυροδέματος. Σε συνήθη φορτία και υλικά, για πάχος πλάκας 150 mm, μπορούμε να έχουμε ανοίγματα πλακών από 3.6 m έως 6.0 m και ανοίγματα προβόλων μέχρι 1.5 m, ενώ για πάχος πλάκας 200 mm μπορούμε να έχουμε ανοίγματα πλακών από 4.8 m έως 8.0 m και ανοίγματα προβόλων μέχρι 2.0 m.

Στην πλάκα πάχους 150 mm, το ίδιο βάρος της είναι 0.150m*25 kN/m³=3.75 kN/m², ενώ το ωφέλιμο φορτίο ανθρώπων, επίπλων, κ.τ.λ. που καλείται να φέρει είναι μόλις 2.0 kN/m². Αν η πλάκα έχει πάχος 200 mm, το ίδιο βάρος της είναι 5.0 kN/m² και αν είναι 300 mm το ίδιο βάρος της είναι 7.5 kN/m², ενώ μπορεί να δεχθεί, το ίδιο ωφέλιμο φορτίο.

Γι’ αυτό, όταν έχουμε μεγάλα ανοίγματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν δοκιδωτές πλάκες (Zoellner, ή σάντουιτς), όπως στην επόμενη εικόνα. Μια δοκιδωτή πλάκα συνολικού πάχους 300 mm μπορεί να έχει ίδιο βάρος 3.75 kN/m², το οποίο αντιστοιχεί σε συμπαγή πλάκα πάχους μόλις 150 mm.

Τα πλεονεκτήματα των δοκιδωτών πλακών είναι ότι:

- έχουν μεγάλο ενεργό πάχος, άρα μεγάλη ελαστική ευστάθεια,

- μικρό ίδιο βάρος, άρα δίνουν σχετικά μικρή ένταση,

- δεν επιβαρύνουν με μεγάλα φορτία το σκελετό και τη θεμελίωση του κτιρίου,

- λόγω του μεγάλου ενεργού πάχους, έχουν ανάγκη αναλογικά λίγου οπλισμού,

Το μειονέκτημα των δοκιδωτών πλακών είναι ένα:

- είναι πιο δύσκολη κατασκευή και γι’ αυτό χρειάζονται επιμελημένη όπλιση.

Σε μια αμφιέρειστη δοκιδωτή πλάκα χρησιμοποιούνται κανονικές διαδοκίδες στην κύρια κατεύθυνση, ενώ στη δευτερεύουσα κατεύθυνση, εγκάρσιες, αραιές διαδοκίδες, για την ομαλή διανομή των φορτίων.

Τα κενά μεταξύ των διαδοκίδων, συνήθως καλύπτονται από ελαφρότατα σώματα πολυστερίνης πυκνότητας π.χ. 25 kg/m³ (σε σχέση με την πυκνότητα των 2500 kg/m³ που έχει το οπλισμένο σκυρόδεμα).

Σε τετραέρειστες δοκιδωτές πλάκες, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται τετραγωνικά φατνώματα, επειδή η ανάγκη σε κάμψη είναι ισοδύναμη και προς τις δύο κατευθύνσεις. Τα τετράγωνα φατνώματα δημιουργούνται, είτε με ελαφρά σώματα πλήρωσης π.χ. πολυστερίνη, είτε με πλαστικά καλούπια. Τα πλαστικά καλούπια έχουν σημαντικά κατασκευαστικά πλεονεκτήματα, ποιοτικά και ταχύτητας, με αποτέλεσμα να δίνουν και ανάλογα οικονομικές λύσεις.