Монолитные перекрытия: особенности проектирования и строительства

Для создания надежного перекрытия необходимо правильно сделать армирование, которое обеспечит прочность при нагрузках на изгиб и равномерно распределит давление на фундамент. Монолитные плиты перекрытия будут стоить дешевле, потому что не требуют наличия на участке грузоподъемной техники. Сделать предварительные расчеты для небольших пролетов можно самостоятельно по формулам нормативных документов

Нюансы монолитного строительства

Все основные требования к процессу создания монолитных конструкций из железобетона – в том числе и перекрытий, изложены в своде правил 52*103*2007.

На заметку: Эти правила относятся только к конструкциям из тяжёлого бетона, заливаемым без предварительного напряжения арматуры.

Возведение монолитного каркаса здания

  • При проектировании любого здания выбирается КС (конструктивная система), в которой все несущие элементы увязываются так, чтобы обеспечить строению максимальную устойчивость и прочность.
  • Определяющим фактором здесь является применяемый массово строительный материал: дерево, металл, сборный или монолитный железобетон. Так как темой данной публикации является монолит, именно о нём и будем вести речь.
  • Монолитное перекрытие может устраиваться и по сборным ЖБ стенам, и по каменной кладке. Тут многое зависит от типа конструктивной системы, и основные из них представлены ниже:
    1. Колонная система, где основным несущим элементом являются колонны;
    2. Стеновая система, где все нагрузки воспринимают стены;
    3. Смешанная, где нагрузки распределяются между колоннами и стенами.

Варианты конструктивных систем

На заметку: При строительстве многоэтажных зданий, перекрытия для нижних этажей нередко проектируют в одной системе, а для верхних – в другой.

Какими бывают перекрытия в монолите

Монолитные перекрытия могут быть:

  • Плоскими. Их обычно проектируют для зданий с пролётами между колоннами или стенами менее 8 метров. Это обычный, наиболее часто применяемый, вариант для гражданского строительства;

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

  • Ребристыми. Применяют при пролётах до 12 метров, чаще в промышленном строительстве.

Ребристое перекрытие в административном здании

  • Кессонными. Их рекомендуется устраивать в помещениях зального типа – как производственных, так и жилых. За счёт углублений в перекрытии улучшается акустика помещений, и появляются широкие возможности для дизайна потолка.

Перекрытие кессонного типа

  • Пустотными. Применяют там, где необходимо максимально снизить вес конструкции. Чаще всего это перекрытия большой площади в одноэтажных зданиях.

Вариант монолитного пустотного перекрытия

Необходимую конфигурацию перекрытие принимает за счёт использования при заливке специальных форм:

Общие требования к плитам

Главными параметрами, от которых зависит прочность и надёжность заливаемого перекрытия, являются:

  1. Габариты в поперечном сечении – а именно, толщина плиты;
  2. Класс применяемого бетона, который определяет его прочность на сжатие;
  3. Содержание в плите продольной арматуры, количество которой определяется, исходя из длины пролётов и предполагаемых нагрузок на перекрытие.

Стандартная плита со сплошным сечением обычно имеет толщину не менее 160, но не более 250 мм. Бетон для заливки должен применяться класса В20, не ниже. Толщина всех прочих плит варьируется от 250 до 500 мм, с применением бетона класса В25.

Нюансы монолитного строительства

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Нюансы монолитного строительства

Армирование

Нюансы монолитного строительства

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства
  1. Продольно, в два ряда — вдоль верхней и нижней плоскостей;
  2. Поперечно, с распределением арматуры по всей площади и усиления в местах опирания плиты на стены или колонны;
  3. На участках в концах плит должна устанавливаться арматура в виде П-образных хомутов, позволяющих произвести анкеровку концов продольных стержней.
Нюансы монолитного строительства

Более подробно об армировании монолитных плит вы можете узнать из пособия по проектированию, изданным НИИЖБ в 2007г. В нём подробно излагается информация по сортаменту применяемой арматуры, её расчёту, выполнению соединений, гибке, анкеровке.

Читайте также:  Как утеплить бетонный потолок теплоизоляционными материалами

Способы анкеровки

Анкеровка железобетонных плит друг с другом и с наружными стенами предполагает два варианта:

  1. С помощью арматуры, она прикрепляется к монтажным петлям железобетонных изделий. Таким образом, происходит соединение между стенами с использованием Г-образных прутков. Если монтажных петель нет, то арматурные стержни крепятся к пластине при помощи сварки, пластина находится в швах меж рядом расположенными железобетонными плитами, швы потом заполняются бетоном.
  2. С помощью изготовления кольцевого анкера – железобетонные плиты зажимают по всей длине железобетонным поясом, напоминающим армопояс. В частности возводится опалубка ширина, которой 100-150 мм по длине выложенных плит, в опалубку помещают арматурный каркас, затем заливают бетонным раствором. Для сооружения каркаса присоединение арматуры друг с другом по длине должно быть сделано внахлест на 400-500 мм с помощью вязальной проволоки.

Натяжение напрягаемой арматуры

При изготовлении плит (дорожных, перекрытия, аэродромных) применяют метод, называемый натяжение на упоры. Он заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в форму до заливки бетона, подвергают растяжению. Его осуществляют двумя способами:

  • механическим;
  • электротермическим;
  • комбинированным, сочетающим оба предыдущих.

При механическом способе стержни анкеруют и растягивают гидравлическими домкратами. Заливают в форму бетон, уплотняют его и выдерживают до набора 70 %-й прочности. Затем зажимы снимают, и сила натяжения стержней через анкеры и рифление передаётся на бетон. Изделие становится плитой с предварительно напряжённой арматурой.

Электротермический способ заключается в пропускании через стержни тока большой силы. От его действия они разогреваются и удлиняются по оси. В этот момент заливают бетон. После его схватывания и упрочнения ток выключают, стержни остывают, но укорачиваться им мешает сцепление с бетоном, поэтому арматура напрягается.В промышленности чаще используют электротермический метод, как более простой.

Виды плит

Перекрытия классифицируют по разным признакам. По конструкции каркаса их делят на монолитные и другие. Готовые плиты выделяются меньшим весом, так как во время заливки внутри создавались полости. По форме строения их подразделяют на:

Виды плит
  • Пустотные. Узкие плиты с фигурными панелями. Они применяются в качестве вставок.
  • Многопустотные. Оснащены круглыми продольными отверстиями.
  • Ребристые. Имеют сложную форму поверхности.
Виды плит

На армированных плитах указывают маркировку, поясняющую тип, характеристики и допустимую нагрузку. Распространены следующие обозначения: ПНО (облегченная плита настила), НВ (внутренний настил) и ПК (плита перекрытия). После сокращений помещаются показатели высоты, длины, ширины и толщины изделия. Последней идет цифра, которая указывает, столько сотен килограмм выдержит метр плиты. Так единица обозначает допустимую нагрузку в 100 кг, а семерка – 700 кг.

Из существующих вариантов покупатели чаще обращаются к пустотным, так как они меньше весят. Такой материал делят по видам пустот. Они могут быть вертикально расположенными, овальными и круглыми. А также используется классификация по способу выполнения. Наиболее распространена гладкая плита, которая производится из двух армопоясов. Их толщина составляет 20 см.

Виды плит

Конструктивная схема балкона

Достаточно надежный и правильный конструктивный вариант балконной плиты указан на рисунке. Толщину балконной плиты следует принять не больше 120 мм, так как значительное утолщение, создает лишнюю нагрузку от собственного веса. При консольном варианте плиты это чревато большими усилиями.

Основная рабочая арматура балконной плиты укладывается в верхнем поясе, при этом ее в обязательном порядке необходимо загнуть и завести в монолитный пояс. Армирование монолитного пояса и балконной плиты лучше всего осуществлять вместе. Чем глубже будет заведена арматура – тем лучше. Минимальная длина анкера составляет 320 мм от низа балконной плиты. Если необходимый габарит выдержать не получается, на краях анкера необходимо наваривать квадратные шайбы.

Армирование необходимо выполнять согласно расчету, в идеальном случае, у Вас должен быть проект с рабочей документацией. Предварительно могу рекомендовать сетку с арматуры А400С ∅ 12 с шагом 200 мм. Нижняя арматура в балконной плите используется только для предотвращения появления трещин при затвердевании бетона. Здесь можно использовать сетку с арматуры А240С ∅ 6. Бетон для плиты возьмите класса С20/25 (В25).

Читайте также:  подложка на деревянный пол под линолеум

В обязательном порядке балконная плита должны быть сверху пригружена кирпичной кладкой, не убирайте опалубку с плиты, пока не будет полностью выполнена кладка, и бетон не наберет своей проектной прочности. Не забывайте соблюдать надлежащие защитные слои.

Выход на одну отметку чистого пола помещения и балконной плиты достигается за счет создания конструктивного пирога пола по пустотным конструкциям и монолитной плите. Визуальная схема указана на рисунке конструктивного решения.

Я надеюсь, Ваш вопрос полностью освещен в этом материале. Хочу напомнить, что все наши рецензии несут рекомендательный характер, ввиду отсутствия полной информации по строению и условиям застройки. Если у Вас остались вопросы – прошу писать в комментарии или через обратную форму связи.

При необходимости, Вы можете заказать выполнение нашими специалистами полной рабочей документации с выполнением всех необходимых расчетов. Удачного Вам строительства.

Особенности расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов

Под действием продольной сжимающей силы , приложенной с эксцентриситетом , гибкие сжатые элементы с гибкостью , а для прямоугольных сечений с гибкостью начинают изгибаться (рис. 2). Это вызывает перемещение верха колонны, вследствие чего продольная сила действует уже с большим эксцентриситетом . Таким образом, снижается несущая способность элемента посредством увеличения изгибающего момента до величины . Влияние изгиба на несущую способность сжатых элементов необходимо учитывать расчётом по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие свойства бетона и арматуры и наличие трещин в элементе. Из-за сложности такого расчёта нормы допускают расчёт конструкции производить по недеформированной схеме, а расчёт влияния прогиба учитывать при помощи коэффициента η (), который определяют по формуле:

Случай больших эксцентриситетов имеет место, если (рис ).

Предельные усилия, воспринимаемые бетоном и арматурой:

; ; .

Плечи внутренних пар сил, согласно чертежа на рис. 11.3:

; .

Случай 2 (малых эксцентриситетов), когда ξ >ξR

Этот случай имеет место при загружении элемента с малым экс­центриситетом продольной силы, либо при очень сильной арматуре Аs. Сечение может быть полностью сжато или сжата его большая часть, находящаяся ближе к продольной силе, а остальная часть сечения испытывает относительно слабое растяжение. Расчёт несущей способности, как и для случая 1, производится из условия

где е = е0 + 0,5h -а.

При этом высота сжатой зоны сечения опре­деляется из совместного решения уравнения и линейной зависимости

Формула расчета арматуры

Имеется плита габаритами 6х10 метров. Используется арматура диаметром 10 миллиметров, шаг сетки 20 сантиметров. Произведем расчет количества арматуры, которую необходимо уложить: (6/0,2+1) + (10/0,2+1)= 31 (прутки по 6 метров) + 51 (прутки по 10 метров) = 82 прутка. Необходимо использовать два пояса армирования, поэтому количество арматуры удваивается. В итоге получается 82 *2 = 164 прутка, в том числе 62 прутка по 6 метров и 102 прутка по 10 метров. Итого 62*6+102*10= 1392 метров арматуры для армирования плиты.

Требования СНиП (Строительные Нормы и Правила)

Согласно СНиП II-22-81 анкеровка плит к разным конструкциям элементам зданий должна производится в определённом порядке: Каменные стены строения и опоры монтируются с  анкерами перекрытий, с площадью сечения  более 0,5 см2 .Предельно разрешённый  промежуток между анкерами из плит, со стеновой опорой допустимо не более 6 м.

Расчет анкерных элементов крайне необходим  – при несимметричном изменении толщины опорных стен, на которые укладываются  плиты, а также при расстоянии от анкера до  анкера более 6 м. Обычно анкерные связи делаются из металлической арматуры диаметром 10 мм и более, а длина анкеровки 500 мм более.

Читайте также:  Как сделать стяжку деревянного пола

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

  • сплошное;
  • ребристое:
  • по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Укладка арматуры

Схема армированной плиты перекрытия.

При установке такого перекрытия достаточно важным будет правильный расчет армирования плиты перекрытия. Для подобных конструкций в домашних условиях необходимо применять стальную горячекатаную арматуру, которая имеет класс А3. Диаметр подобной арматуры будет составлять приблизительно 8-14 мм в зависимости от нагрузки, расчет которой производится.

Плита обязательно должна армироваться в 2 слоя. Первая сетка прокладывается в нижней части плиты, а вторая – в верхней. Сетки будут располагаться в середине бетона. Защитный слой, который создается опалубкой, должен быть не менее чем 15-20 мм. Арматура в сетку связывается при помощи вязальной проволоки. Размеры ячеек должны быть 200×200 мм либо 150×150 мм.

Арматура в сетке должна быть цельной, без каких-либо разрывов. В случае если будет не хватать длины арматуры, дополнительная арматура должна быть подвязана с нахлестом, который равняется 40 диаметрам арматуры. Если планируется армировать перекрытие арматурой d-10, то понадобится сделать нахлест в 400 мм. Стыки арматуры должны быть расположены в шахматном порядке, в разбежку. Края верхней и нижней арматуры в сетках необходимо связывать между собой при помощи П-образного усиления.

Нагрузки на железобетонную плиту будут передаваться сверху вниз и распределяться полностью на всю площадь покрытия. Следовательно, можно сделать следующий вывод: основной рабочей арматурой будет нижняя, которая испытывает растягивающие нагрузки. Верхняя будет получать нагрузки на сжатие. Инженерный расчет должен учитывать дополнительные арматурные усиления, однако есть и некоторые общие правила.

В процессе выполнения процедуры армирования нижней сетки дополнительную арматуру следует прокладывать в середине между несущими опорами. При связке верхней сетки над несущими опорами прокладываются усиления. Помимо того, необходима дополнительная арматура в местах скопления нагрузок и отверстий. Отдельными хлыстами делается дополнительное армирование, при этом они должны иметь длину 400-2000 мм в зависимости от ширины пролетов. Нижняя сетка усиливается в проеме между стенками.

Схема утепленной армированной плиты.

Верхняя сетка должна усиливаться над несущими стенами. Армирование подобных конструкций своими руками в местах, в которых они опираются на колонны. Оно будет сильно отличаться от традиционного армирования. Данные участки требуют дополнительного создания объемных усилений.

Плита перекрытия заливается при помощи бетононасоса. При заливке в обязательном порядке необходимо уплотнить бетон, для чего чаще всего применяется глубинный вибратор. Процесс твердения бетона сопровождается его усадкой, которая будет возрастать при высыхании бетонного раствора. На его поверхности могут появляться микротрещины.