Кессонное перекрытие: краткое описание и применение

Что нужно знать об армировании перекрытий

Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.

Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.

При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.

Схема армирования монолитной бетонной плиты перекрытия

Монолитное перекрытие своими руками: расчёт, подготовка и установка опалубки

Специфика сборной опалубки в том, что она состоит из ригелей, на которые опираются балки. Шаг ригелей — не более 1,2 м, их располагают вдоль помещения. Шаг балок — 400–600 мм, и они обычно идут поперёк. Количество линий опорного ригеля будет равно ширине помещения, делённой на шаг. В нашем случае:

Итого по две линии ригелей в каждом помещении. Это 10 балок по 2,8 м.

Поперечные балки рассчитываются, исходя из ширины помещений. В нашем случае — 10 шт. по 3,6 м и 10 шт. по 2,4 м.

по теме

Виды перекрытий

В зависимости от конструкции каркаса перекрытия монтируются деревянные и железобетонные. Последние в свою очередь делятся на:

• стандартные железобетонные плиты различных конструкций;
• монолитное перекрытие.

Преимущество готовых армированных плит в профессиональном изготовлении согласно требованиям СНиП: меньший вес за счет наличия сформированных при заливке полостей. По количеству и форме внутреннего строения плита бывает:

• многопустотной – с круглыми продольными отверстиями;
• ребристой – сложный профиль поверхности;
• пустотной – узкие, фигурные панели используются как вставки.

Уже готовые плиты перекрытия оправдывают свое применение при крупном строительстве, например при возведении высотных домов. Но они имеют свои недостатки при укладке:

• наличие стыков;
• использование грузоподъемной техники;
• подходят только под стандартные размеры помещений;
• невозможность создавать фигурные перекрытия, отверстия для вытяжек и др.

Монтаж перекрытий из плит обходится дорого. Надо оплачивать транспортировку спецавтомобилем, загрузку и монтаж подъемным краном. Чтобы дважды не вызывать спецтехнику, желательно с машины плиты сразу монтировать на стены. Если рассматривать индивидуальное строительство небольших коттеджей и домов, то специалисты рекомендуют самостоятельное изготовление перекрытий. Заливка бетонным раствором производится непосредственно на месте. Предварительно сооружается опалубка обвязки и армированная сетка.

Краткое описание системы СМП

Сборно-монолитные перекрытия (СМП) – это балки с тригонами (особыми треугольными каркасами, выполненными из арматуры), которые находятся на определенном расстоянии друг от друга, а между ними размещены блоки. Именно они после того, как сверху будет залит бетон, становятся единым целым. В качестве материала изготовления блоков, как правило, используют керамзитобетон или пенобетон, чтобы конечный вес перекрытия был не слишком большой.

Полезная информация! Отметим, что чем пористее вы используете материал, тем в конечном итоге будет прочнее монолит. При этом вес будет снижен до 35%, что поможет уменьшить нагрузку на фундамент строения.

Преимущества и недостатки СМП

Если говорить о недостатках конструкции, то скажем сразу, что они на самом деле незначительные. Их даже можно отнести не к минусам, а скорее к небольшим издержкам строительного процесса. К примеру, если балки достаточно большой длины, то на время установки следует предусматривать опоры через каждые 1,5 метра. Когда работы будут окончены, их следует убрать. Еще в некоторые моменты доставляет неудобство то, что длина арматуры больше 5 метров (стыковать отдельные отрезки ни в коем случае нельзя).

А вот достоинств более, чем достаточно. К основным отнесем:

• Наличие строительной техники практически не требуется, разве что на этапе установки балок. Остальные работы можно легко выполнить в ручном режиме.
• Темпы монтажа ускоренные.
• Не требуется высокая квалификация – хватит и одного человека, который хорошо знаком с технологией.
• Для монтажа опалубки не потребуются большие затраты.
• Небольшая бригада – создать перекрытие с площадью 100 м2 можно за пару-тройку дней втроем.

Если просуммировать все плюсы, станет понятно, что при подобном строительстве экономия получается значительной.

Расчетная схема второстепенной балки (а) и огибающая эпюра изгибающих моментов (б)

Нагрузки на главную балку считаются приложенными в виде сосредо­точенных сил от веса второстепенных балок, плит g и временной нагрузки Р, собираемой с соответствующих грузовых площадей. Для упрощения рас­чета собственный вес главных балок также приводят к сосредоточенной нагрузке, приложенной в осях второстепенных балок. Расчетная схема главной балки также представляет собой неразрезную конструкцию с рас­четными средними пролетами, принимаемыми равными расстоянию между осями опор (рис. ниже, а). Расположение временной нагрузки (через пролет или в смежных пролетах) рассматривается в нескольких комбинациях с целью выявления максимальных пролетных и опорных изгибающих момен­тов в сечении главной балки (рис. ниже, 6).

Опалубка монолитной плиты. Монтаж верхнего горизонта

Монтаж нижнего горизонта плиты перекрытия

Как правило, ригеля нижнего горизонта имеют большую длину, чем ригеля верхнего и обеспечиваются дополнительными опорными стойками, которые уже выставляются после устройства всех основных элементов опалубки. Ригеля ставятся в пазы унивилки, с необходимым запасом стыков друг с другом, который, обычно составляет около 30 см., и обозначается в виде условных меток на ригеле производителем.

Несоблюдение этих, а также ряда других важных технологических моментов, может привести к аварийным ситуациям в виде утечек бетона при его приеме на горизонт, а в экстремальных случаях даже обрушению стола. Когда все направляющие ригеля нижнего горизонта установлены в свои пазы, то начинается подъем стоек на необходимую высоту перекрытия. Расстояние, на которое необходимо выдвинуть телескопическую стойку, вычисляется с учетом высоты ригеля первого и второго горизонта плюс толщина фанеры. Допустим, высота от нижнего перекрытия до верхнего составляет 3.5 м., высота ригеля м и толщина фанеры м, таким образом, расстояние которое должно быть компенсировано стойкой составляет 3,5 -(0,22х2)-0,02= 3,04 м.

У телескопических стоек хорошего качества, отверстия для удержания замка на нужной высоте располагаются на расстоянии 10 см друг от друга и пронумерованы от 0 до 9. Задача рабочего который выставляет стол — расположить замок в отверстии с тем номером, который обеспечит уровень стола в нужной отметке, плюс сантиметр запаса. А доведение отметки до идеального уровня берут на себя ИТР с геодезическими приборами. Поэтому на данном этапе, желательно давать запас по высоте, потому как подкручивать стойку по резьбе вверх под нагрузкой, не так удобно и смайнать ее будет более приемлемая задача. При этом важно подобрать высоту отверстия таким образом, чтобы замок в стойке не пришлось переставлять на одно отверстие ниже или выше, когда стол уже установлен.

Как создаются сборно-монолитные перекрытия

В том случае, если параметры строения позволяют применять для устройства межэтажного перекрытия стандартные плиты, следует позаботиться о наличии подъемной техники. Стандартная плита не превышает в длину 9 м. При большей длине пролета возводят дополнительные опоры или несущие стены.

Особенности монтажа сборно-монолитных межэтажных конструкций.

1. Перед укладкой плиты проверяются уровни несущих стен: перепад не должен превышать 10 мм.
2. В месте укладки плиты настилается подложка из цементно-песчаного раствора, что обеспечит более плотное прилегание к стене.
3. Плиты подаются к месту укладки с помощью системы строп.
4. При наличии закладная арматура сваривается.
5. Зазоры между соседними плитами заполняются раствором.
6. Отверстия пустотелых плит со стороны внешних стен частично заполняются раствором, чтобы не допустить образование «мостиков холода».
7. Поверх сборно-монолитного перекрытия выполняется выравнивающая стяжка.

Установка несъемной опалубки из профлиста

Опалубка, изготовленная из профилированного листа ― подходит для заливки бетонных перекрытий и плоских кровель. Это гарантирует высокую прочность и устойчивость к нагрузкам.

Перед строительным процессом важно подобрать материалы с учетом присущих им свойств. Неправильно выбранная опалубка для монолитных объектов спровоцирует сложности в работе и эксплуатации.

Конструкции бывают съемными и несъемными, причем второй вариант пользуется большей популярностью благодаря ускорению строительного процесса, повышению прочности, качества теплоизоляции и продлению срока эксплуатации постройки. Опалубку нередко делают из профлиста ― материала, способного выдерживать вес бетона с минимальными опорами и придавать дополнительную прочность конструкции.

Историческая справка

Раньше перекрытия представленного типа сооружали из древесины. Такие конструкции применяли также и в других странах, например в Древнем Египте. Потолки этого типа находили на фресках и древних мозаиках.

Кессонное монолитное перекрытие из железобетона стало настоящим прорывом в области архитектуры и строительства. Этот материал применяется в России с 1861 года. Чаще всего из него строили перекрытия и колонны.

Первое здание с кессонными перекрытиями из железобетона было построено в 1934 году. Это было здание Центрсоюза (архитектор Ле Корбюзье). Ребра у этого перекрытия были направлены вверх. Конструкция была выполнена по монолитной технологии.

Гораздо чаще представленную технологию применяют при строительстве в зарубежных странах. Так, например, подобные здания давно успели завоевать внимание строителей Испании, Германии, Англии, Италии и т. д. Чаще всего подобные конструкции применялись и ныне используются при возведении административных зданий.

Расчет прочности монолитной плиты перекрытия

Произвести расчет перекрытия поможет специальная компьютерная программа, но она не может учитывать абсолютно всех нюансов, таких как характеристики арматуры и бетона. В любом случае требуется непосредственное участие проектировщика. Если не произвести для монолитного перекрытия профессиональный расчет, оно рискует быть недостаточно прочным или непомерно затратным.

Однако если вы решили взять все в свои руки и не обращаться к специалистам, то ниже можете ознакомиться с тем, как правильно рассчитать монолитное перекрытие.

Как правило, прочностный расчет монолитного перекрытия сводится к сопоставлению двух факторов:

Для того чтобы рассчитать нагрузку на монолитную плиту перекрытия лучше всего обратиться за помощью к профессионалам или специальным программам.

1. Нагрузок, которые действуют в плите.
2. Прочности армированных сечений плиты.

Первое значение должно быть меньше второго.

Разберемся сперва, как рассчитать нагрузку на монолитное перекрытие.

Имеем следующие постоянные:

Собственный вес пола, толщина которого 50-100 мм (стяжка, к примеру) – 2,2 т/м2 × 1,2 = 2,64 т/м3 (если пол 50 мм – 110 кг/м3).

Свой вес с комплектом надежности по нагрузке 205 т/м3 × 1,2 = 2,75 т/м3 (если плита 200 мм – 550 кг/м3).

Приведем перегородки из кирпича к площади перекрытия. Вес одного погонного метра перегородки, высота которой 3 м: 0,12м × 1,2 × 1,8 т/м3 × 3 м = 0,78 т/м. При шаге перегородок, к примеру, 4 м получается приблизительно 0,78/4 = 0,2 т/м2, получим вес перегородок, равный 300 кг/м2.

Расчет временной нагрузки: 150 × 1,3 = 195 кг/м2.

Расчет полной (максимальный уровень) нагрузки выглядит так: 550+110+300+195=1150 кг/м2.

Таким образом, для эскизных расчетов примем нагрузку, равную 1,2 т/м2.

Далее необходим расчет моментных усилий в сечениях перекрытия. Моментных – потому что на 95% изгибающие моменты определяют армирование изгибных плит. Какие сечение испытывают нагрузку? Участок центра плиты (середина пролета).

Изгибающие моменты в квадратной плите в каждом направлении А и В приблизительно могут быть вычислены как Mа=Mb = ql^2/23. Можно рассчитать несколько значений для частных случаев:

Плита в плане 4 × 4 м – Mа=Mb = 0,8 т/м.

Плита в плане 5 × 5 м – Mа=Mb = 1,3 т/м.

Плита в плане 6 × 6 м – Mа=Mb = 1,9 т/м.