Расчет нагрузка бетонное монолитное перекрытие. Нормативные документы

Частные строители в процессе возведения своего дома часто сталкиваются с вопросом: когда необходимо произвести расчет монолитной железобетонной плиты перекрытия, лежащей на 4 несущих стенах, а значит, опертой по контуру? Так, при расчете монолитной плиты, имеющей квадратную форму, можно взять в расчет следующие данные. Кирпичные стены, возведенные из полнотелого кирпича, будут иметь толщину 510 мм. Такие стены образуют замкнутое пространство, размеры которого равны 5х5 м, на основания стен будет опираться железобетонное изделие, а вот опорные площадки по ширине будут равны 250 мм. Так, размер монолитного перекрытия будет равен 5.5х5.5 м. Расчетные пролеты l 1 = l 2 = 5 м.

Схема армирования монолитного перекрытия.

Кроме собственного веса, который прямо зависит от высоты плиты монолитного типа, изделие должно выдерживать еще некоторую расчетную нагрузку.

Схема монолитного перекрытия по профнастилу.

Отлично, когда данная нагрузка уже известна заранее. Например, по плите, высота которой равна 15 сантиметрам, будет производиться выравнивающая стяжка на основе цемента, толщина стяжки при этом равна 5 сантиметрам, на поверхность стяжки будет укладываться ламинат, его толщина равна 8 миллиметрам, а финишное напольное покрытие будет удерживать мебель, расставленную вдоль стен. Общий вес мебели при этом равен 2000 килограммов вместе со всем содержимым. Предполагается также, что помещение иногда будет умещать стол, вес которого равен 200 кг (вместе с закуской и выпивкой). Стол будет умещать 10 человек, общий вес которых равен 1200 кг, включая стулья. Но такое предусмотреть чрезвычайно сложно, поэтому в процессе расчетов используют статистические данные и теорию вероятности. Как правило, расчет плиты монолитного типа жилого дома производят на распределенную нагрузку по формуле q в = 400 кг/кв.м. Данная нагрузка предполагает стяжку, мебель, напольное покрытие, людей и прочее.

Эта нагрузка условно может считаться временной, т. к. после строительства могут осуществляться перепланировки, ремонты и прочее, при этом одна из частей нагрузки считается длительной, другая – кратковременной. По той причине, что соотношения кратковременной и длительной нагрузок неизвестны, для упрощения процесса расчетов можно считать всю нагрузку временной.

Схема сборной плиты перекрытия.

По причине, что высота монолитной плиты остается неизвестной, ее можно принять за h, этот показатель будет равен 15 см, в этом случае нагрузка от своего веса плиты перекрытия будет приблизительно равна 375 кг/кв.м = q п = 0.15х2500. Приблизителен этот показатель по той причине, что точный вес 1 квадратного метра плиты будет зависеть не только от диаметра и количества примененной арматуры, но и от породы и размеров мелкого и крупного наполнителей, которые входят в состав бетона. Будут иметь значение и качество уплотнения, а также другие факторы. Уровень данной нагрузки будет постоянным, изменить его смогут лишь антигравитационные технологии, но таковых на сегодняшний день нет. Таким образом можно определить суммарную распределенную нагрузку, оказываемую на плиту. Расчет: q = q п + q в = 375 +400 = 775 кг/м 2 .

Схема монолитной плиты перекрытия.

В процессе расчета следует взять во внимание, что для плиты перекрытия будет использован бетон, который относится к классу В20. Этот материал обладает расчетным сопротивлением сжатию R b = 11.5 МПа или 117 кгс/см 2 . Будет применена и арматура, относящаяся к классу AIII. Ее расчетное сопротивление растяжению равно R s = 355 МПа или 3600 кгс/см 2 .

При определении максимального уровня изгибающего момента следует учесть, что в том случае, если бы изделие в данном примере опиралось лишь на пару стен, то его можно было бы рассмотреть в качестве балки на 2-х шарнирных опорах (ширина опорных площадок на данный момент не учитывается), при всем при этом ширина балки принимается как b = 1 м, что необходимо для удобства производимых расчетов.

Расчет максимального изгибающего момента

Схема расчета монолитного перекрытия.

В вышеописанном случае изделие опирается на все стены, а это означает, что рассматривать лишь поперечное сечение балки по отношению к оси х будет недостаточно, так как можно рассматривать плиту, которую отражает пример, так же как балку по отношению к оси z. Таким образом, растягивающие и сжимающие напряжения окажутся не в единой плоскости, нормальной к х, а сразу в 2-х плоскостях. Если производить расчет балки с шарнирными опорами с пролетом l1 по отношению к оси х, тогда получится, что на балку будет действовать изгибающий момент m 1 = q 1 l 1 2 /8. При всем при этом на балку с пролетом l2 будет действовать такой же момент m 2 , т. к. пролеты, которые отображает пример, равны. Однако расчетная нагрузка одна: q = q 1 + q 2 , а если плита перекрытия имеет квадратную форму, то можно допустить, что: q 1 = q 2 = 0.5q, тогда m 1 = m 2 = q 1 l 1 2 /8 = ql 1 2 /16 = ql 2 2 /16. Это значит, что арматура, которая укладывается параллельно оси х, и арматура, укладываемая параллельно z, может быть рассчитана на идентичный изгибающий момент, при этом момент окажется в 2 раза меньше, чем для той плиты, которая опирается только на 2 стены.

Схема кровли профнастилом.

Так, уровень максимального расчета изгибающего момента окажется равен: М а = 775 х 5 2 /16 = 1219.94 кгс.м. Но такое значение может быть использовано лишь при расчете арматуры. По той причине что на поверхность бетона станет действовать сжимающие напряжения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то значение изгибающего момента, применимое для бетона, следующее: М б = (m 1 2 + m 2 2) 0.5 = M а v2 = 1219.94.1.4142 = 1725.25 кгс.м. Так как в процессе расчета, который предполагает данный пример, необходимо какое-то одно значение момента, можно взять во внимание среднее расчетное значение между моментом для бетона и арматуры: М = (М а + М б)/2 = 1.207М а = 1472.6 кгс.м. Следует брать во внимание, что при отрицании такого предположения можно рассчитать арматуру по моменту, который действует на бетон.

Сечение арматуры

Схема перекрытия по профлисту.

Данный пример расчета монолитной плиты предполагает определение сечения арматуры в продольном и в поперечном направлениях. В момент использования какой бы то ни было методики следует помнить о высоте расположения арматуры, которая может быть разной. Так, для арматуры, которая располагается параллельно оси х, предварительно можно принять h 01 = 13 см, а вот арматура, располагаемая параллельно оси z, предполагает принятие h 02 = 11 см. Такой вариант верен, так как диаметр арматуры пока неизвестен. Расчет по старой методике проиллюстрирован в ИЗОБРАЖЕНИИ 2. А вот используя вспомогательную таблицу, которую вы увидите на ИЗОБРАЖЕНИИ 3, можно найти в процессе расчета: ? 1 = 0.961 и? 1 = 0.077. ? 2 = 0.945 и? 2 = 0.11.

Схема примера несъемной опалубки.

В таблице указаны данные, необходимые в ходе расчета изгибаемого элемента прямоугольного сечения. Элементы при этом армированы одиночной арматурой. А как производится расчет требуемой площади сечения арматуры, можно увидеть на ИЗОБРАЖЕНИИ 4. Если для унификации принять продольную, а также поперечную арматуру, диаметр которой будет равен 10 мм, пересчитав показатель сечения поперечной арматуры, приняв во внимание h 02 = 12 см, мы получим то, что вы сможете увидеть, взглянув на ИЗОБРАЖЕНИЕ 5. Таким образом, для армирования одного погонного метра можно применить 5 стержней поперечной арматуры и столько же продольной. В конечном итоге получится сетка, которая имеет ячейки 200х200 мм. Арматура для одного погонного метра будет иметь площадь сечения, равную 3.93х2 = 7.86 см 2 . Это один пример подбора сечения арматуры, а вот расчет удобно будет производить, используя ИЗОБРАЖЕНИЕ 6.

Все изделие предполагает использование 50 стержней, длина которых может варьироваться в пределах от 5.2 до 5.4 метра. Учитывая то, что в верхней части сечение арматуры имеет хороший запас, можно уменьшить число стержней до 4, которые расположены в нижнем слое, площадь сечения арматуры в этом случае окажется равна 3.14 см 2 либо 15.7 см 2 по длине плиты.

Основные параметры

Схема расчета бетона на фундамент.

Вышеприведенный расчет был простым, но, чтобы уменьшить количество арматуры, его следует усложнить, т. к максимальный изгибающий момент будет действовать лишь в центральной части плиты. Момент в местах приближения к опорам-стенам стремится к нулю, следовательно, остальные метры, исключая центральные, можно армировать, используя арматуру, которая имеет меньший диаметр. А вот размер ячеек для арматуры, которая имеет диаметр, равный 10 мм, увеличивать не следует, так как распределенная нагрузка на плиту перекрытия считается условной.

Следует помнить, что существующие способы расчета монолитной плиты перекрытия, которая опирается по контуру, в условиях панельных построек предполагают применение дополнительного коэффициента, который будет учитывать пространственную работу изделия, ведь воздействие нагрузки заставит плиту прогибаться, что предполагает концентрированное применение арматуры в центральной части плиты. Использование подобного коэффициента позволяет максимум на 10 процентов уменьшить сечение арматуры. Но для железобетонных плит, которые изготавливаются не в стенах завода, а в условиях стройплощадки, применение дополнительного коэффициента не обязательно. Прежде всего это обусловлено необходимостью дополнительных расчетов на раскрытие возможных трещин, на прогиб, на уровень минимального армирования. Более того, чем большее количество арматуры имеет плита, тем меньше окажется прогиб в центре и тем проще его можно устранить либо замаскировать в процессе финишной отделки.

Так, если использовать рекомендации, которые предполагают расчет сборной сплошной плиты перекрытия общественных и жилых зданий, тогда площадь сечения арматуры, которая принадлежит к нижнему слою, по длине плиты окажется равна примерно А 01 = 9.5 см 2 , что примерно в 1.6 раза меньше полученного в данном расчете результата, но в этом случае необходимо помнить, что максимальная концентрация арматуры должна оказаться посредине пролета, поэтому разделить полученную цифру на 5 м длины не допустимо. Однако это значение площади сечения позволяет приблизительно оценить, какое количество арматуры можно сэкономить после проведения расчетов.

Расчет прямоугольной плиты

Схема монолитного перекрытия своими руками.

Данный пример для упрощения расчетов предполагает использование всех параметров, кроме ширины и длины помещения, таких же как в первом примере. Бесспорно, моменты, которые действуют относительно оси х и z в прямоугольных плитах перекрытия, не равны. И чем больше окажется разница между шириной и длиной помещения, тем больше плита перекрытия станет напоминать балку, размещенную на шарнирных опорах, а в момент достижения определенного значения уровень влияния поперечной арматуры будет почти неизменным.

Существующие экспериментальные данные и опыт, полученный при проектировании, показывают, что при соотношении? = l 2 / l 1 > 3 показатель поперечного момента окажется в 5 раз меньше продольного. А в случае когда? ? 3, определить соотношение моментов допустимо, используя эмпирический график, который проиллюстрирован на ИЗОБРАЖЕНИИ 7, где можно проследить зависимость моментов от?. Под единицей подразумеваются плиты монолитного типа с контурным шарнирным опиранием, двойка предполагает плиты с трехсторонним шарнирным опиранием. График изображает пунктир, который показывает допустимые нижние пределы в процессе подбора арматуры, а в скобках указаны значения?, что применимо для плит с трехсторонним опиранием. При этом? < 0,5 m = ?, нижние пределы m = ?/2. Но в этом случае интерес представляет лишь кривая №1, которая отображает теоретические значения. На ней можно видеть подтверждение предположения, что уровень соотношения моментов равен 1 для плиты квадратной формы, по ней можно определить уровень моментов для остальных соотношений ширины и длины.

Формулы и коэффициенты

Схема монтажа перекрытия.

Так, для расчета плиты перекрытия монолитного типа используется помещение, которое имеет длину, равную 8 м, и ширину, равную 5 м. Следовательно, расчетные пролеты окажутся равны l 2 = 8 м и l 1 = 5 м. При этом? = 8/5 = 1.6, уровень соотношения моментов равен m 2 /m 1 = 0.49, а вот m 2 = 0.49m 1. По причине, что общий момент равняется M = m 1 + m 2 , то M = m 1 +0.49m 1 или m 1 = M/1.49, общий момент следует определять по короткой стороне, что обусловлено разумностью решения: М а = ql 1 2 /8 = 775 х 5 2 / 8 = 2421.875 кгс.м. Дальнейший расчет приведен на ИЗОБРАЖЕНИИ 8.

Так, для армирования одного погонного метра плиты перекрытия следует применить 5 стержней арматуры, диаметр арматуры в этом случае будет равен 10 мм, при этом длина может варьироваться до 5.4 м, а начальный предел может быть равен 5.2 м. Показатель площади сечения продольной арматуры для одного погонного метра равняется 3.93 см 2 . Поперечное армирование допускает использование 4 стержней. Диаметр арматуры плиты при этом равен 8 мм, максимальная длина равна 8.4 м, при начальном значении в 8.2 м. Сечение поперечной арматуры имеет площадь, равную 2.01 см 2 , что необходимо для одного погонного метра.

Стоит помнить, что приведенный расчет плиты перекрытия можно считать упрощенным вариантом. При желании, уменьшив сечение используемой арматуры и изменив класс бетона либо и вовсе высоту плиты, можно уменьшить нагрузку, рассмотрев разные варианты загрузки плиты. Вычисления позволят понять, даст ли это какой-то эффект.

Схема строительства дома.

Так, для простоты расчета плиты перекрытия в примере не было учтено влияние площадок, выступающих в качестве опор, а вот если на данные участки сверху станут опираться стены, приближая таким образом плиту к защемлению, тогда при более значительной массе стен данная нагрузка должна быть учтена, это применимо в случае, когда ширина данных опорных участков окажется больше 1/2 ширины стены. В случае когда показатель ширины опорных участков окажется меньше или будет равен 1/2 ширине стены, тогда будет необходим дополнительный расчет стены на прочность. Но даже в этом случае вероятность, что на опорные участки не станет передаваться нагрузка от массы стены, окажется велика.

Пример варианта при конкретной ширине плиты

Возьмем за основу ширину опорных областей плиты, равную 370 мм, что применимо для кирпичных стен, имеющих ширину в 510 мм. Этот вариант расчета предполагает высокую вероятность передачи на опорную область плиты нагрузки от стены. Так, если плита будет удерживать стены, ширина которых равна 510 мм, а высота – 2.8 м, а на стены станет опираться плита следующего этажа, сосредоточенная постоянная нагрузка окажется равна.

Более правильным в этом случае было бы брать во внимание в процессе расчета плиту перекрытия в качестве шарнирно опертого ригеля с консолями, а уровень сосредоточенной нагрузки – в качестве неравномерно распределенной нагрузки на консоли. Кроме того, чем ближе к краю, тем нагрузка была бы больше, но для упрощения можно предположить, что данная нагрузка равномерно распределяется на консолях, составляя 3199.6/0.37 = 8647, 56 кг/м. Уровень момента на шарнирных опорах от подобной нагрузки будет равен 591.926 кгс.м.

Это значит, что:

• в пролете m1 максимальный момент будет уменьшен и окажется равен m1 = 1717.74 – 591.926 = 1126 кгс.м. Сечение арматуры плиты перекрытия допустимо уменьшить либо и вовсе изменить остальные параметры плиты;
• изгибающий опорный момент вызовет в верхней части плиты растягивающие напряжения, бетон на это в области растяжения не рассчитан, значит, необходимо дополнительно армировать в верхней части плиты перекрытия монолитного типа или уменьшить значение ширины опорного участка, что позволит уменьшить нагрузку на опорные участки. На случай если верхняя часть изделия не будет дополнительно армирована, плита перекрытия станет образовывать трещины, превратившись в плиту шарнирно-опертого типа без консолей.

Данный вариант расчета загружения следует рассматривать вместе с вариантом, который предполагает, что плита перекрытия уже имеется, а стены – нет, что исключает временную нагрузку на плиту.

Комментариев:

• Этапы расчета монолитных перекрытий
• Пятый этап расчетов и расчетные допущения на последнем этапе
• На каких показателях номинальной плиты основаны правильные расчеты?

Очень важно с первого раза сделать правильный расчет монолитного перекрытия, поскольку монолитными в строительстве пользуются все чаще. Так как с применением плит от изготовителя нельзя выполнить планировку дома, которая будет наиболее совершенной, важным моментом на первоначальном этапе строительства монолитных перекрытий являются вычисления.

В будущем причиной проблем с перекрытиями может стать неправильно сделанный расчет, который вызовет определенные трудности уже на стадии монтажа перекрытий. В результате на последнее перекрытие может не остаться свободного места. Эти проблемы являются самыми безобидными из тех, с которыми можно столкнуться. Можно обратиться при этом за помощью к специалистам, если опыта в области расчетов недостаточно. Сущность вопроса становится понятной после того, как все цифры и формулы уже определены.

Этапы расчета монолитных перекрытий

Делать монолитные перекрытия доступно без применения соответствующей техники, то есть подъемных кранов. Многим свойственно отказываться от проведения соответствующих расчетов, так как они представляются им сложными. Если разобраться в системе расчета, то она станет доступной.

При осуществлении расчетов необходимо учесть следующие этапы:

1. Длины плиты.
2. Размера плиты.
3. Класса арматуры.
4. Класса бетона.
5. Нагрузки на монолитную плиту и опоры.

Расчеты оканчиваются выявлением необходимых расчетных допущений.

Полезным будет учесть опирание монолитного перекрытия. Вычислить его позволит достаточное количество факторов, включая тип кирпича либо блока, наружную ширину материала, внутреннюю, вид перекрытия.

Определять расчетную длину монолитной плиты на первом этапе необходимо с учетом различий между проектной длиной плиты и ее фактической длиной, которая может иметь любую величину. Следует брать во внимание и рассчитываемую от стен длину и ширину помещения. По факту длина плиты будет больше, поскольку будет происходить ее опирание на конструкцию стены.

Материалы, используемые для изготовления стен, куда будут опираться плиты, должны представлять собой: камень, пено- и газобетон, керамзитобетон, шлакоблок либо кирпич. Для данного материала должны быть проведены вычисления на имеющиеся типы нагрузок.

На этапе выявления классов арматуры, а также бетона, размеров плиты, без которых невозможно сделать какие-либо расчеты, следует самостоятельно задать все параметры. Пример показывает, что если высота плиты равна 10 см, а ее ширина – 100 см, то определяют величины показателей на 1 м. Если при расчетах опираются на этот факт, то при использовании плиты 4х6, для любого из 6 м ширины берутся во внимание параметры, определяемые на 1 м расчетный.

На третьем этапе при определении опор следует учитывать тип стен, показатель их тяжести. Учитывают и ширину опирания на них плит перекрытий. В расчетах несущий элемент рассматривается в качестве шарнирно-опертой бесконсольной балки.

Вернуться к оглавлению

Пятый этап расчетов и расчетные допущения на последнем этапе

Выявить размеры, которые будет иметь монолитное перекрытие, следует уже на этапе планирования.

Все размеры имеют прямую зависимость от длины и ширины пролета. При строительстве стандартного дома с применением номинальных величин можно воспользоваться теми размерами, которые указываются в СНиПе. Полученные после этого цифры помогут правильно подобрать величину пролетов, стен и нагрузки на фундамент.

Рисунки 1-7. Формулы для расчетов монолитного перекрытия.

Для определения находящегося по центру максимального изгибающегося момента монолитной плиты, которая опирается на стены, используется формула (рис. 1). На основании СНиПов 52-101-2003 и 52-01-2003 можно принять во внимание указанные ниже виды операций.

Бетон имеет сопротивление растяжению, которое принимают равным нулю, так как арматуре присущ уровень сопротивления растяжению больше в сотню раз, чем у бетона. Значение, показывающее уровень сопротивления строительного материала, нельзя принять, если оно больше расчетного сопротивления Rb, а Rs должно быть не больше значения растяжения, которое является максимальным.

Если нет достаточного опыта в проведении данных расчетов, а также если расчеты проводят в первый раз, следует изучить какой-либо пример. Он необходим для получения детального отчета обо всех параметрах и результатах. Это позволит выйти из ситуации более выгодно.

Вернуться к оглавлению

На каких показателях номинальной плиты основаны правильные расчеты?

Рисунок 8. Таблица площади поперечного сечения арматуры.

Для устранения появления эффекта пластичного шарнира для сжатой зоны бетона ξ, а также расстояния h 0 от центра тяжести арматуры до самого верха балки ξ = y/h 0 будет находиться в соотношении, которое вычисляется по формуле на рис. 2, где Rs – это величина расчетного сопротивления арматуры, имеющая единицу измерения МПа.

Полученный показатель должен быть не больше предельного значения ξ R .

Величины граничных параметров относительной высоты, которые берутся для сжатой зоны бетона, находят по таблице (рис. 2). При проведении расчетов не слишком опытными проектировщиками, которые не имеют достаточного уровня квалификации, рекомендуется занизить полученный параметр ξ R , определяющий сжатую зону, в 1,5 раза.

Рисунок 9. Таблица диаметров арматуры.

Если в сжатой зоне нет арматуры либо ξ <= ξ R , то уровень прочности бетона требуется проверять по формуле на рис. 3. Данная формула имеет смысл, связанный с тем, что появляется сила, которая работает с плечом. Поэтому данное условие применяют в отношении бетона.

Это же условие ξ <= ξ R , определяющее прочность сечения прямоугольной формы, при наличии одиночной арматуры предполагает использование формулы на рис. 4.

Смысл, который скрывается в ней, связан с тем, что арматура и бетон должны выдерживать одинаковую нагрузку в соответствии с вычислениями. Расчет монолитной плиты перекрытия нельзя считать единственным, если учитывать центр тяжести сечения.

Рисунок 10. Таблица расчета укладочного шага для арматуры.

Комментариев:

• Важнейшие аспекты при работе по армированию
• Армирование плитного фундамента

Одним из решающих этапов в строительстве является расчет арматуры плиты перекрытия. При ее расчете следует опираться на данные о масштабах бетонного изделия и его будущем применении. Плита перекрытия по праву считается важнейшим элементом в железобетонных конструкциях современного градостроительства. При помощи такого рода изделий перекрываются уровни зданий как для жилого, так и для нежилого фонда. Чтобы обеспечить прочность конструкции, она обязательно проходит процедуру армирования посредством равномерной и выверенной протяжки металлического каркаса.

Металлопрокат нужно использовать целесообразно, потому что от него зависит прочность перекрывающих блоков. Прутья арматуры могут быть уложены двумя способами: в одном направлении, при этом располагаясь параллельно короткой стороне бетонной панели, либо в двух (перпендикулярно друг к другу под углом в 90°). Второй способ является более предпочтительным, так как он сокращает толщину изготавливаемого строительного перекрытия при условии одинаковой площади поверхностей.

Важнейшие аспекты при работе по армированию

Толщина плиты рассчитывается в соотношении 1:30 к размерам пролета. В качестве примера: если расстояние, разделяющее несущие конструкции (стены, колонны) равняется 6 м, то непосредственная толщина монолитного продукта должна будет равняться 200 мм. Расчет арматуры для перекрытия вычисляется непосредственно из показателей нагрузки на плиту перекрытия. Исходя из этих данных, для перекрытия берется требуемый объем металлического прута сечением 8-14 мм. Также должны быть соблюдены следующие условия:

1. В случае когда толщина изделия исчисляется 150 мм, то традиционно металлопрокат укладывают в один слой.
2. При толщине плиты больше 150 мм упрочняющие элементы требуют двухслойной укладки, соответственно, в верхней и нижней ее части.

При выполнении армирования прутья арматуры протягивают в виде решетки. Сечение прутьев металлопроката одинаково, а каждая из сторон ячеек арматурной сетки составляет 150 или же 200 мм. Прутья скрепляют между собой специальной соединительной проволокой.

Для укрепления участков, требующих увеличения прочности (участки с наибольшим давлением, а также с наличием множества отверстий), используется дополнительное армирование. Оно выполняется посредством отдельных металлических прутьев, длина которых 400-1500 мм, исходя из показателей нагрузки, а также протяженности пролетов:

1. В верхней металлической решетке должна быть расположена на опорах.
2. В нижней – по центру .

Главной функцией опорной арматуры является укрепление пристенных участков плиты, во избежание ее деформации. Не менее важная деталь перекрытия – венец. Он должен быть проложен через все несущие блоки возводимого здания, в нем сходятся все прутья армирующего каркаса.

Толщина продукта в итоге должна составлять не менее 60 мм. Арматурная конструкция в монолитном бетонном блоке прочно укреплена и защищена от искривления.

От толщины перекрывающей платформы напрямую зависят показатели прочности и звукоизоляции помещений.

Вернуться к оглавлению

Армирование плитного фундамента

Для плитного фундамента требуется большое количество бетона и металла. При его возведении используется ребристая арматура. Рассмотрим пример расхода арматуры на фундамент дома размерами 6 х 6 м. Каркас данного фундамента состоит из сетки, имеющей шаг 20 см в длину и ширину. Чтобы ее сформировать, следует уложить в ряд 31 отрезок ребристого армирующего сырья. Сверх того под углом 90° уложить еще один ряд, состоящий из 31 отрезка. Первый пояс готов (62 отрезка). Каркас фундамента имеет в своей основе два пояса: нижний и верхний, соответственно, количество металлических отрезков возрастет до 124 штук.

Имея длину одного отрезка, получаем расчет требуемой арматуры для обоих поясов: 6 х 124 = 744 м металлического сырья. Верхний арматурный пояс, как правило, соединяется с нижним армирующим поясом. Соединительные узлы производятся в районе стыков поперечных и продольных отрезков стального стержня. В итоге получаем следующее количество узлов: 31 х 31 = 961.

Длина данной перемычки рассчитывается непосредственно исходя из будущей толщины железобетонного изделия.

Если толщина плиты фундамента составляет 20 см, то слой арматуры пролегает в 5 см от верха и низа плиты. Следовательно, расчет длины отрезка будет таким: 20 – 10 = 10 см.

Итоговый объем металлического сырья приблизительно будет исчисляться 96 м, и если на возведение поясов потребовалось 744 м, общая длина всего металлопроката рассчитывается следующим образом: 744 + 96 = 840 м.

Строительство высотных и малоэтажных зданий невозможно представить без элементов перекрытия. При устройстве многоэтажных строений в основном используются уже готовые плиты, а при возведении небольших домов на частных участках мастера практикуют самостоятельное изготовление перекрытий. При выполнении такой работы необходимо правильно осуществить армирование монолитной плиты перекрытия.

Особенности конструкций

Бетонная конструкция, усиленная металлическими стержнями, обладает более высокими качественными характеристиками, нежели плита, полностью отлитая из бетона. Кроме того, пруты являются связующими деталями, поэтому создание монолита всегда осуществляется с использованием арматуры.

Усиление цельных плит перекрытия посредством арматуры выполняется при помощи стержней диаметром от 8 мм до 14 мм, учитывая, что толщина такой плиты не будет превышать 15 см. При этом, сечение стержней может варьироваться в зависимости от типа конструкции.

Если было решено приобрести готовые плиты, следует учесть, что существует несколько типов таких элементов:

• Цельные (сплошные);
• Ребристые;
• Пустотелые.

Однако следует понимать, что при укладке любых готовых плит всегда образуются стыки, а это пагубно сказывается на ровности поверхности. Если же изготовить плиту перекрытия собственноручно, о данной неприятности можно забыть.

Плюсы железобетонных элементов перекрытия

Для выполнения кровли или горизонтального перекрытия между этажами используется монолитная плита перекрытия. Межэтажное армирование плит позволяет добиться от готовой конструкции множества положительных качеств, среди которых:

• Качественная шумовая изоляция;
• Хорошая теплоизоляция;
• Небольшое давление на базис;
• Равномерное распределение нагрузки на стены постройки;
• Возможность выдерживать значительную массу.

Помимо достоинств непосредственно плиты перекрытия следует также отметить плюсы технологии выполнения:

• Работу можно выполнить собственноручно, отказавшись от услуг профессиональных подрядчиков;
• Для изготовления плиты не придется нанимать тяжелую строительную технику;
• Возникает возможность построить здание с необычной геометрией, так как опорой для плиты могут служить не только стены, но и колонны.

Основные расчеты и подбор материалов

Для начала следует рассмотреть самый распространенный пример армирования монолитной плиты перекрытия: рабочие пруты в нижней части плиты, рабочие прутья в верхней части элемента, стержни, перераспределяющие нагрузку, катанки и подставки. Естественно, существуют и другие проектные схемы.

Какой бы чертеж не был выбран, необходимо позаботиться о грамотном расчете планируемой нагрузки на бетонную конструкцию. Толщина плиты перекрытия вычисляется исходя из пропорции 1 к 30, следовательно, чтобы рассчитать толщину бетона, следует поделить длину пролета на 30.

Если толщина бетонной конструкции будет превосходить 15 см, придется выполнять двойное армирование. Сетки арматуры должны располагаться одна на другой и связываться специальной проволокой. Минимальный размер ячеи – 15х15 см, максимальный – 20х20 см.

Для того чтобы обеспечить плите хорошую стойкость, лучше всего использовать металлические стержни одинакового диаметра. Дополнительное усиление можно осуществить прутами длинной 0,4-1,5 м. Схема армирования предполагает, что основная нагрузка приходится на нижний ряд стержней, а сжимающая – на верхний ряд. Арматурный каркас для цельной плиты перекрытия необходимо изготавливать на полную длину конструкции, а не на ее часть.

Также не стоит забывать, что требуется использовать опалубку – важный элемент при бетонировании плиты. Для изготовления опалубки можно применять дерево (доски размером 5х15 см) или дешевую фанеру. Главное – надежно зафиксировать опалубочный каркас, так как масса бетонного раствора, применяемого при заливке, может равняться 300 кг на квадратный метр плиты. Наиболее подходящими опорами для такой опалубки считаются телескопические стойки, с которыми очень легко работать. Они обладают высокой несущей способностью (могут выдержать до 2 т), в отличие от деревянных балок, в которых нередко бывают сучки или микроскопические трещины.

Самостоятельное армирование конструкции

Как упоминалось ранее, при выполнении перекрытия особо важным является грамотный расчет армирования. Для создания арматурного каркаса своими руками лучше всего использовать горячекатаные металлические стержни класса А3. Их сечение может равняться от 8 до 14 мм – выбор обуславливается расчетной нагрузкой.

Если осуществляется армирование монолитной плиты перекрытия, СНиП предполагают двухслойный каркас. Обе металлические сетки обязаны размещаться в толще бетона. Минимальная защитная прослойка, создаваемая опалубочным коробом, должна быть равна 1,5 см. Для того, чтобы изготовить сетку, прутья нужно соединить вязальной проволокой. Нельзя забывать, что размер ячеек может быть исключительно 15х15 см или 20х20 см.

Стержни, используемые для выполнения сетки, обязательно должны быть цельными, на них не может быть трещин или разрывов. Если длина прутьев недостаточна, к ним с нахлестом (длина его должна равняться 40 диаметрам используемой арматуры) подвязываются дополнительные стержни. То есть, если в работе применяются пруты D12, то нахлест будет равен 480 мм. Стыки стержней размещаются в шахматном порядке. Края арматуры в двух получившихся сетках соединяются усилением П-образной формы.

Технология изготовления предполагает, что рабочей основой является нижняя металлическая сетка, принимающая нагрузку на растяжение. Что касается верхней части каркаса, то она принимает сжимающие нагрузки.

При расчетах и проектировке обязательно учитываются дополнительные усиления арматуры, однако существуют и стандартные нормы, которые следует учитывать:

• При выполнении нижней арматурной сети усиления укладываются между несущими стержнями в центре;
• При подготовке верхней сетки дополнительные прутья устанавливаются над опорами-основами;
• Усиление понадобится в точках скопления выемок и нагрузок: оно осуществляется посредством отдельных стержней длиной 0,4-2м (выбор длины обуславливается шириной пролетов).

Если выполняется нетрадиционный образец армирования монолитной плиты перекрытия (с колонной), то в точках пересечения металлического каркаса с опорами армирование будет совершенно другим. В местах пересечения создаются особые пространственные усиления.

Готовый каркас перекрытия заливается бетонной смесью при помощи специального приспособления. После укладки раствор утрамбовывается посредством глубинного вибратора. Процесс созревания монолита предполагает его усадку. Чтобы избежать растрескивания плиты, первые 3-4 суток после заливки конструкцию необходимо увлажнять. Бетон наберет мощность через 28 суток.

Видео об армировании монолитной плиты перекрытия:

Наиболее используемым перекрытием при строительстве индивидуальных малоэтажных строений являются железобетонные изделия с пустотной структурой. Однако для их монтажа необходима подъемная техника, что сказывается на общей стоимости работ. К тому же готовые платформы применяются для домов с простыми формами.

Некоторые застройщики предпочитают выполнять своими силами перекрытия из армированного бетона. Такой способ оптимально подходит для объектов с неправильной геометрией. Что, в свою очередь, позволяет отойти от стандартов и возводить сложные в плане архитектуры строения.

Армирование плиты перекрытия фото

Преимущества армирования плиты перекрытия

Армированная платформа, выполненная с учетом технологических тонкостей, прослужит не один десяток лет. При заливке получаются ровные (без швов) потолки и такие же полы, которые не нуждаются в дорогостоящих и трудоемких работах по внутренней отделке.

Среди преимуществ можно отметить:

• вес. Такая конструкция весит заметно ниже по сравнению с готовыми железобетонными плитами, однако, на ее прочность данный фактор не влияет. Зато позволяет снизить нагрузку на фундамент и использовать более легкие строительные материалы;
• прочность. Удивительный тандем таких разных материалов, как бетон и железо создает надежное основание. Платформа находит свое применение для перекрытия большепролетных и сильно нагруженных конструкций;
• надежность. Бетонные конструкции обладают высокой устойчивостью к разнонаправленным нагрузкам за счет применения арматуры. Они выдерживают нагрузки от 500 до 800 кг на квадратный метр;
• огнестойкость. Применяемые материалы сами по себе негорючие. Монолитная плита не поддерживает горение и способна выдержать воздействие открытого пламени длительное время;
• стоимость. Затраты на перекрытие однозначно не превысит стоимость заводского изделия. Окончательную цену определяет обустраиваемая площадь.

Что представляет собой армирование плиты перекрытия

• Применение данной технологии дает более широкие возможности в плане планировки внутренних помещений. При этом платформа получается очень прочной. Она без труда выдерживает высокие нагрузки, не подвержена горению и не способствует развитию насекомых, грибков и других болезнетворных бактерий.

• Работы проводятся по определенным правилам. Строительные материалы приобретаются от известных поставщиков, потому как наличие брака недопустимо. Только придерживаясь технологии можно говорить о соответствующей расчетной прочности готовой платформы. В противном случае перекрытие может деформироваться и привести к разрушению не только межэтажной плиты, но и всей постройки.
• Заливка перекрытий осуществляется посредством съемной опалубки, в которой располагают рабочую арматуру. Металлические стержни связываются между собой вязальной проволокой или соединяются сварочным аппаратом.
• Жесткий металлический каркас располагают таким образом, чтобы он оказался полностью утопленным в бетонной массе. Таким образом, арматура максимально примет всю нагрузку на себя, а раствор, в свою очередь, предотвратит поступление кислорода пагубно влияющего на металл.

При составлении схемы армирования плиты перекрытия учитывается монтаж вспомогательной арматуры для усиления участков:

• в центре будущей платформы;
• касания монолита с колоннами, внутренними стенами, арками и т.д.;
• где происходит сосредоточение нагрузок (при установке камина, тяжелого оборудования и пр.);
• соприкосновения перекрытия с отверстиями (выход для лестницы на верхний этаж, проход для вентиляционных или дымоотводных труб и других систем).

• Расчет толщины армирования перекрытия зависит от его длины. Если расстояние между несущими опорами равно 5 м, то толщина бетонной платформы должна составлять 170 мм. То есть при вычислениях используется соотношение 1/30. Однако конструкция толщиной менее 150 мм не допускается к эксплуатации.

Армирование плиты перекрытия чертеж

• При минимальной толщине перекрытия металлические элементы укладываются в один слой. Если этот параметр больше, тогда в два.
• Для раствора используется бетон М200 (не ниже). Такая марка сочетает в себе хорошие характеристики и доступную цену. Класс прочности на сжатие составляет 150 кгс/см.кв.
• Диаметр стальных прутьев варьируется от 8 до 14 мм. При двухслойном расположении металлических стержней диаметр металлопроката нижнего ряда должен быть больше верхнего. Здесь можно использовать сетку в заводском исполнении с ячейками 150х150 мм или 200х200 мм.

• Опалубка сооружается из досок и/или влагостойкой фанеры. Подпорки надежно закрепляются, ведь вес заливаемой конструкции может достигать 300 кг на кв.м. В качестве опорных элементов лучше использовать телескопические стойки-домкраты, позволяющие устанавливать необходимую высоту с высокой точностью. Каждая опора способна выдержать нагрузку до 2-2,5 кг.

Армирование плиты перекрытия своими руками

Опалубка

• Эта конструкция является съемной, поэтому рекомендуется применять те материалы, которые могут использоваться в дальнейшем. Здесь подойдут обрезные доски 150х25 мм. Однако они не обеспечат идеально ровную поверхность будущего потолка, так как в толщине данного пиломатериала допускается некая погрешность. Все неровности легко будет скрыть под штукатурным слоем, тем более, если планируется монтаж подвесных потолков.
• В случаях, когда принципиально важно наличие ровной поверхности, тогда вместо досок используют ламинированную фанеру толщиной 22 мм. Но такая опалубка обойдется в приличную сумму. Намного экономнее выйдет следующий вариант: в качестве основы выступают те же обрезные доски, а поверх них укладывается фанера толщиной 8-10 мм.
• Опалубку обустраивают посредством досок (150х50 мм), которые крепятся по периметру помещения. Поперечные бруски монтируются с шагом 600-800 мм, именно под них устанавливаются строго по уровню вертикальные подпорки или телескопические стойки.

• Поверх каркаса плотно выкладываются доски размерами 150х25 мм. Крепить к основе или друг к другу не нужно, иначе по окончанию работ (после заливки и высыхания бетона) при разборке опалубки возникнут большие трудности. При необходимости сверху досок настилаются листы фанеры.
• Чтобы материал, используемый для опалубки, можно было задействовать в других целях, конструкцию застилают плотной полиэтиленовой пленкой. Полотна укладываются внахлест (не менее 200 мм) только на основу опалубки без захода на торцы, при работах важно не допускать замятий материала.
• Если плита будет служить настилом под кровлю, тогда вместо боковых досок лучше выложить борта из кирпича или ячеистых блоков высотой соответствующей толщине слоя бетона.

После изготовления плиты опалубка демонтируется, а не ломается. В связи с чем все крепежные элементы должны располагаться с внешней стороны конструкции.

Арматура

• Для формирования плиты для небольших пролетов можно связать сетку собственноручно. Желательно укладывать стержни по длине без разрывов. Если возникает необходимость в подвязке, то металлические элементы монтируются внахлест не менее полуметра.
• Точки пересечения перпендикулярно расположенных стержней скрепляются посредством проволоки или сварочного аппарата. Точечная сварка актуальна при использовании арматуры большого диаметра. Тонкие прутья в процессе сварки истончаются, что приводит к уменьшению прочности металла, а значит, и к потере несущих способностей готовой плиты.

• Для вязки можно применить специальный крючок. Однако здесь потребуются определенные навыки, к тому же скрутки из проволоки все равно придется подкручивать. Поэтому в рамках строительства частного дома можно обойтись обычными пассатижами.
• Готовые металлические карты способны значительно облегчить процесс. Их укладка осуществляется внахлест - как минимум на 2 ячейки, то есть получаются те же 400 мм. В обязательном порядке их фиксируют друг к другу посредством проволоки.
• Металлический каркас не должен лежать непосредственно на дне опалубки. Его устанавливают на камни, битую плитку толщиной не менее 40-50 мм. Если проектная толщина железобетонной плиты составляет более 150 мм, то таким же методом вяжется еще одна решетка. Второй армирующий слой должен находиться на расстоянии от первого, но при этом сверху полностью перекрываться бетонным раствором.
• Места с повышенной нагрузкой усиливаются дополнительными прутьями. Загиб арматуры выполнять следует механическим способом. Нагрев металла меняет его структуру, что приводит к потере пластичности, и как следствие - растрескиванию заготовки.

• Скрутки из вязальной проволоки заготавливаются довольно простым способом. Бухта предварительно скрепляется скотчем в 3-5 равноудаленных точках, расстояние между которыми должно соответствовать удобной длине для скручивания. Посредством болгарки бухта разрезается по отмеченным скотчем участкам.

Бетонный раствор

• Значительно облегчает процесс заливки опалубки специальная техника. На заводе в бетонный раствор добавляются пластификаторы, гидрофобизаторы и другие добавки, которые улучшают физико-технические характеристики готового раствора.
• Однако не всегда есть место для заезда бетономешалки, да и заказывать ее для небольшой площади нецелесообразно. Поэтому в некоторых случаях приходится производить замес раствора ручным способом. Плита должна заливаться в один прием, здесь понадобиться помощь 2-3 человек.
• Для замеса на одну часть бетона берется: 3 части просеянного песка; 5 частей щебня или гравия; воды 20% от общего объема сыпучих компонентов.
• Сначала перемешиваются все сухие составляющие, затем добавляется необходимый объем воды. Ручным способом это сделать проблематично, поэтому здесь применяют бетономешалку, которая берется у соседей по участку или арендуется у строительных фирм.
• После замеса раствор используется сразу. Подсохшую смесь нельзя разбавлять водой, к сожалению ее придется выбросить. Поэтому важно провести все подготовительные работы в нужном объеме и непосредственно перед заливкой произвести замес бетонного раствора.

• В процессе заливки обязательно используют вибратор. Если таковой отсутствует, то можно обойтись равномерным постукиванием молотка по открытой сетке и деревянным элементам опалубки.
• Затвердевая, бетонная масса усаживается, при быстром процессе в плите могут образоваться микротрещины. Во избежание их появление поверхность регулярно увлажняют и закрывают полиэтиленовой пленкой, которая замедляет испарение влаги. Смачивание осуществляется посредством не прямой струи, а разбрызгиванием.
• Своей прочности бетон достигнет через 4 недели. Чтобы убедиться в полном высыхании плиты на небольшой участок выкладывают кусок рубероида и оставляют на сутки. Темное пятно под листом гидроизоляционного материала говорит о том, что плита не просохла, а значит не готова к эксплуатации.

Следуя простым правилам и используя качественные материалы можно добиться потрясающих результатов даже начинающему строителю. Такое перекрытия для частного дома, гаража или иной постройки - оптимальный вариант. Особенно если нет подъезда к строящемуся объекту для спецтехники. Тем более армированное перекрытие предоставляет больше возможностей, чем готовые ЖБИ. Заводские изделия стандартных размеров используют для сооружений, в основе которых лежат прямые углы. А данная технология идеально подходит в тех случаях, когда хочется уйти от типовых решений и построить дом без привязки к квадратным или прямоугольным формам.

Армирование плиты перекрытия видео