Максимальная длина монолитного перекрытия
Alkstroy.ru

Строительный портал

Максимальная длина монолитного перекрытия

Часторебристые и монолитные перекрытия

Застройщики выбирают проект в первую очередь по архитектуре и планировке, порой забывая обратить внимание на конструкционные решения. И совершено напрасно, ведь успех строительства зависит именно от них. Особенно ответственный момент – перекрытия. Чем их конструкция проще, тем меньше вероятность допущения ошибок исполнителями, особенно если те не имеют высокой квалификации.

Технологий выполнения перекрытия достаточно и каждая из них влияет на свойства готовой конструкции. Выбирая тип перекрытия, желательно учесть не только конфигурацию здания, но и предпочтения будущих обитателей дома. Этим в первую очередь должен быть озабочен конструктор. В общем же есть несколько критериев, влияющих на выбор типа перекрытия.

Пролетом перекрытия называют расстояние между опорами, включая отрезок опирания. Перекрытие может опираться на наружные и внутренние несущие стены, колонны и балки. Расстояние между опорами определяет свободное пространство в интерьере. При этом, чем это расстояние больше, тем большая потребуется ширина пролета.

Максимальная ширина монолитных перекрытий зависит от толщины плиты и диаметра используемой арматуры. Однако для увеличения ширины нельзя самостоятельно увеличивать сечение арматуры. Более толстые стержни могут привести к обратному эффекту – чрезмерной усадке и растрескиванию плиты.

При часторебристом перекрытии максимальная ширина пролета зависит в первую очередь от длины балки (1,2-8,6 м). Но очень длинные балки применять не рекомендуется, т.к. возникает необходимость проектировать дополнительное армирование.

Толщина перекрытия находится в зависимости от ширины пролета и нагрузки. Так, для 6-метровых пролетов толщина часторебристого перекрытия составляет 19-29 см, а монолитного – 10-16 см. Нельзя забывать, что при одинаковой ширине пролета монолитная плита с армированием в двух направлениях тяжелее, чем с армированием в одном направлении.

Рассчитывая высоту помещения, необходимо учитывать толщину отделки, которая может зависеть от типа перекрытия. Если монолитное достаточно отделать тонким слоем гипса, то часторебристое перекрытие потребует оштукатуривания либо подвесной потолочной конструкции.

Теплоизоляция перекрытия очень важна, если оно расположено над неотапливаемыми помещениями, террасой, подвалом или гаражом. Степень утепления выбирается, исходя из нормативов для конкретной климатической зоны, но не менее 3,5 м²•К/Вт. Чтобы выйти на минимальный показатель монолитное перекрытие потребуется утеплить 8 см минеральной ваты, а часторебристое – 5-6 см.

Немаловажно позаботиться и о звукоизоляции. В этом отношении первенство принадлежит монолитной конструкции, благодаря ее массивности. Вес 1 м² перекрытия толщиной 14 см приближается к 350 кг. Такая масса способна погасить довольно сильные звуковые колебания, что позволяет укладывать напольное покрытие без звукоизоляционной прослойки. Однако при меньшей толщине звукоизоляция требуется, равно как в случае с часторебристыми перекрытиями. Конструкция пола должна быть плавающей, на слое из плотной минеральной ваты или пенопласта. При этом рекомендуемая толщина стяжки – не менее 4 см.

Считается, что среди часторебристых перекрытий наилучшими звукоизоляционными свойствами обладают керамические покрытия. Однако и они не снимают вопрос дополнительной звукоизоляции. Наименьшей звукоизоляцией обладают часторебристые перекрытия с применением пустотелых пенополистирольных блоков.

Особенности перекрытий

Монолитные перекрытия:

  • при выполнении требуют сооружения сплошной опалубки;
  • в частном домостроении используются плиты толщиной 6-16 см;
  • наиболее тяжелый вид перекрытий. В зависимости от толщины имеет массу 220-450 кг/м²;
  • отличаются хорошими звукоизоляционными характеристиками;
  • подходит для любой формы дома и для любой ширины пролета;
  • могут выполненяться только квалифицированными строителями;
  • после сборки опалубки и укладки армирующего каркаса, следует сразу переходить к бетонированию, иначе придется чистить опалубку от нанесенного мусора;
  • не требуют массивной отделки снизу.

Часторебристые перекрытия:

  • опалубка предусмотрена только по краям перекрытия;
  • толщина зависит от высоты заполнения; при использовании пустотелых блоков составляет 21-26 см;
  • относительно легкие – 268-400 кг/м², в зависимости от вида используемых пустотелых блоков;
  • дополнительная звукоизоляция обязательна;
  • пролет перекрытия ограничен длиной балок;
  • ширина зависит от размеров пустотелых блоков;
  • выполнение не требует высокой квалификации. Перекрытие полностью может быть сделано силами двух рабочих;
  • во время работы возможны паузы, если они необходимы;
  • требуют толстого отделочного слоя снизу либо устройства подвесных потолочных конструкций;
  • над перегородками выполняются спаренные балки.

Перекрытие и форма дома

Для квадратных и прямоугольных домов, без сложной архитектуры фасадов подойдут часторебристые перекрытия. Особенно это выгодно при большой площади, поскольку часторебристая конструкция меньше будет прогибаться, чем монолитная. Соответственно для домов со сложной формой идеальным решением будет железобетонная плита, которая обеспечит постройке необходимую жесткость. Часторебристое перекрытие в данном случае менее выгодно еще и потому, что сложная форма дома потребует трудоемкого заполнения неудобных участков.

Поскольку балки часторебристого перекрытия опираются на несущие стены либо венцы, редко удается запроектировать планировку таким образом, чтобы внутреннее пространство было открытым и не разделялось несущими стенами. Можно, конечно, соорудить каркас из балок над всем первым этажом, но это дорогое и трудное дело, а потому невыгодное.

Монолитные перекрытия проектируются индивидуально для каждого здания, чем способны обеспечить неограниченные возможности планировки. При необходимости можно спроектировать их таким образом, чтобы внутри дома не было ни единой несущей стены.

Перекрытие под нагрузкой

При неравномерной нагрузке на участки часторебристого перекрытия, например, при устройстве ванной на этаже или установке перегородки, его балки могут работать независимо. Данное явление называется «клавишированием». Вследствие этого на обратной стороне перекрытия (потолке нижнего этажа) образуются продольные трещины. Риск их появления пропорционален удлинению пролета перекрытия. Чтобы предостеречься от «клавиширования» в больших перекрытиях предусматривают распределительные ребра. Прогибы также могут появляться и в результате, выполнения набетонки частями: балки прогибаются под весом мокрой смеси, а по мере ее высыхания уменьшают прогиб, но их несущая способность ослабляется. Новый слой мокрого бетона снова нагрузит балки, но они уже прогнуться сильнее, чем это предусмотрено проектом. В итоге, снизу перекрытия вдоль балок образуются трещины, которые нужно будет шпаклевать.

Если в доме, где устраивается часторебристое перекрытие, работы на втором этажа откладывают на определенный срок, то отделка потолка первого этажа может повредиться, только когда наверху станут монтировать пол и нагружать перекрытие. В таком случае оправдано выполнение натяжных потолков, которые не связаны с перекрытием. Монолитному перекрытию такое не грозит, поскольку его прогиб учитывается в проекте с большим запасом.

Стоимость перекрытий

Правильность выбора типа перекрытия – это, кроме всего прочего, еще и оптимизация расходов на строительство. Итоговая стоимость перекрытия зависит от формы и площади дома, планировки, количества проемов. Если сравнивать часторебристые и монолитные железобетонные перекрытия по материалоемкости и стоимости работы усредненно, без учета сложности геометрии, то цена единицы их площади окажется примерно одинаковой – около 1450 руб/м². Однако в большом доме простой формы часторебристая конструкция может оказаться на 20-30% дешевле монолитной. При сложной форме дома, наоборот, стоимость часторебристого перекрытия превысит стоимость монолитного. Дело в том, что в таких домах сборными элементами удается перекрыть не более половины площади. Внутренние и наружные венцы, плита лестничной клетки, пояса у дымоходов, распределительные ребра, перепады уровней, балконы – все это придется выполнять монолитом. Отсюда следует, что экономически выгоднее использовать часторебристые перекрытия в домах простой формы, а в остальных случаях – перекрытия монолитные.

Что касается сроков, то перекрытия из сборных элементов, как правило, выполняются в 1,5 раза быстрее.

Основные правила устройства монолитных перекрытий

Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье. Разбор характеристик видов и применения, устройства монолитных перекрытий.

В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.
Читать еще:  Как правильно класть плиты перекрытия на фундамент?

Определение требуемой толщины монолитного перекрытия

Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение — отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.

Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.

НДС перекрытий

Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.

Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.

Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

Разница в подборе нижнего армирования по У.

Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.

Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.

Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура — на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями — это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.
В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть — именно здесь возникают наибольшие напряжения.

Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).

В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила «среза») воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор — стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.

Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.

Монтаж арматуры перекрытия.

Заливка перекрытия бетоном.

Расчет монолитного перекрытия пример

Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами. Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?

В расчёте приняты следующие нагрузки:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Полезная нагрузка 300 кг/м2.
  4. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Подбор верхнего армирования по Х.

Подбор верхнего армирования по У.

Подбор нижнего армирования по Х.

Подбор нижнего армирования по У.

Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:

Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.

Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.

Толщина монолитного перекрытия

В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать, для устройства монолитных перекрытий, в частных домах толщину перекрытия 150мм, для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.

Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).

При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов, применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя. Потребуется расчет для соответствующих значений.

Видео: Основные правила устройства монолитных перекрытий

Железобетонные плиты перекрытия и их виды

Железобетонные плиты перекрытия называют конструкции, которые формируют пол и потолок помещений. В частном домостроении перекрытия нередко выполняют из древесины, но если речь идет о капитальных постройках из кирпича, других штучных материалов или монолитного бетона, то многие отдают предпочтение готовым ЖБ изделиям.

При этом следует знать, какие типы железобетонных плит перекрытий предлагают производители, по каким критериям выбирают конструкции для монтажа на объекте.

Классификация плит перекрытий

Согласно ГОСТ 26434-2015 «Плиты перекрытий железобетонные для жилых зданий. Типы и основные параметры», производители предлагают следующие варианты ЖБ конструкций для монтажа перекрытий:

  • сплошные однослойные (1П и 2П);
  • многопустотные (1ПК, 2ПК, ПБ).

Широкий спектр изделий представлен в ГОСТе 9561-91 «Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений. Технические условия».

Пустоты круглой, полукруглой или овальной формы располагаются по длине панели. Конструкции имеют ровную поверхность и рассчитаны на высокие эксплуатационные нагрузки. Многопустотные железобетонные плиты перекрытий имеют ряд достоинств, включая:

  • экономичность в изготовлении – из-за наличия пустот используется меньше бетона, экономится цемент;
  • высокие шумо- и теплоизоляционные показатели – воздушные прослойки внутри конструкции частично гасят звуковые волны и вибрации, плохо пропускают тепло;
  • практичность – внутренние пустоты в панелях можно использовать для прокладки инженерных коммуникаций – электрокабелей, слаботочной проводки, труб систем кондиционирования и т.д.

Наряду с плитами ПК используются панели ПКТ и ПКК, от базового варианта они отличаются по количеству сторон опирания, что видно из таблицы, приведенной выше.

Выбирая материалы для строительства, следует принять во внимание толщину, длину и ширину железобетонной плиты перекрытия.

Тип плиты
Координационные размеры плиты (мм)
Длина Ширина
1ПК
2ПК
3ПК
От 2400 до 6600 включ. с интервалом 300, 7200, 7500 1000, 1200, 1500, 1800, 2400, 3000, 3600
1ПКТ 9000 1000, 1200, 1500
1ПКТ
2ПКТ
3ПКТ
От 3600 до 6600 включ. с интервалом 300, 7200, 7500 От 2400 до 3600 включ. с интервалом 300
1ПКК
2ПКК
3ПКК
От 2400 до 3600 включ. с интервалом 300 От 4800 до 6600 включ. с интервалом 300, 7200
4ПК От 2400 до 6600 включ. с интервалом 300, 7200, 9000 1000, 1200, 1500
5ПК 6000, 9000, 12000 1000, 1200, 1500
6ПК 12000 1000, 1200, 1500
7ПК От 3600 до 6300 включ. с интервалом 300 1000, 1200, 1500, 1800
ПГ 6000, 9000, 12000 1000, 1200, 1500
Читать еще:  Замена балок перекрытия в деревянном доме

Помимо размеров сборных железобетонных плит перекрытия учитывается диаметр пустот – чем меньше данный показатель, тем выше прочность панели. Также на максимальные показатели прочности (и на вес) влияют характеристики бетона (легкий или тяжелый) и толщина железобетонной плиты перекрытия.

На этапе проектирования постройки важно обратить внимание на несущие способности панелей, из которых планируется смонтировать перекрытие. Стандартные пустотные плиты, которые подходят для жилого строительства, способны выдержать нагрузку порядка 800 кг/м 2 . Для многоэтажных зданий с повышенными нагрузками, в том числе промышленных, предпочтительнее выбрать плиты с предварительно напряженным армированием – они выдерживают около 1200 кг/м 2.

Популярность пустотных железобетонных плит перекрытия ПК во многом базируется на большом выборе типоразмеров плит – практически всегда можно подобрать подходящий вариант для использования в рамках конкретного проекта.

Панели ПБ

Новый вид пустотных плит отличается от классической серии ПК технологией производства и принципами армирования. Метод непрерывного формования и отсутствие поперечных связей в арматурном каркасе позволяет изготавливать панели любой удобной длины под заказ.

Причем резать их можно не только поперек, но и под углом, чтобы использовать в постройках оригинальной формы. Панели ПБ максимально удобны для частных застройщиков – не требуется подгонять проект под стандартные типоразмеры плит перекрытий.

Панели ребристые

Ребристые железобетонные плиты перекрытий имеют П-образную конфигурацию благодаря продольным ребрам на нижней поверхности плиты. За счет этих ребер-балок и армирования плиты отличаются жесткостью и устойчивостью к нагрузкам на изгиб при относительно небольшой толщине.

В частном домостроении данная серия железобетонных плит перекрытия практически не используется, поскольку возникают сложности с эстетичной отделкой потолка.

Плиты ребристые
Изделие Размер (мм) Масса (кг)
Длина Ширина Высота
ПРТм-1 1170 390 90 65
ПРТм-2 1370 390 90 76
ПРТм-3 1570 390 90 87
ПРТм-4 1770 390 90 100
ПРТм-5 1970 390 120 128
ПРТм-6 2170 390 120 141
ПРТм-7 2370 390 120 154
ПРТм-8 2570 390 120 167
ПРТм-9 2770 390 120 180
ПРТм-10 2970 390 150 197
ПРТм-11 3170 390 150 206
ПРТм-12 3370 390 150 227
ПРТм-13 3570 390 150 240

Заводы ЖБИ выпускают плиты перекрытий с ребрами жесткости высотой:

  • 300 мм – для построек общественного назначения, для чердачных перекрытий жилых зданий;
  • 400 мм – для крупных построек промышленного и коммерческого назначения.

Стандартная длина железобетонной плиты перекрытия с ребрами составляет 6 или 12 метров, могут изготавливаться изделия длиной 18 метров.

Сплошные плиты

Панели без пустот обычно используются в качестве доборных элементов при монтаже перекрытий. Из-за отсутствия воздушных прослоек они не обеспечивают тепло- и шумозащиту, но характеризуются высокой прочностью – способны выдерживать нагрузку от 1000 до 3000 кг/см 2 . Панели подходят для перекрытия кладовок, санузлов, коридоров.

Стандартная высота сплошной железобетонной плиты перекрытия – 120 или 160 мм, длина – 1800-5000 мм. Сплошные панели отличаются солидным весом при небольших габаритах – 600-1500 кг.

Монолитные плиты

Монолитная железобетонная плита перекрытия создается непосредственно на месте в ходе строительных работ. Данный вариант обычно используется, если весь дом или его каркас возводится по монолитной технологии.

Преимущество – отсутствие необходимости привязывать размеры и конфигурацию помещений к стандартным габаритам сборных плит перекрытия. Недостатков у монолитных плит несколько:

  • низкая шумо- и теплозащита по причине отсутствия пустот;
  • трудоемкость монтажа – упростить работы поможет несъемная опалубка, если она предусмотрена проектом;
  • высокая себестоимость конструкции.

Принципы расчета перекрытий

Чтобы постройка прослужила не одно десятилетие, необходимо правильно подобрать сборные железобетонные плиты перекрытия или грамотно рассчитать монолитную конструкцию.

При этом учитывается длительная нагрузка (от выше расположенных строительных конструкций, мебели, техники и т.д.), а также кратковременная (люди, оборудование для строительства и ремонта и т.д.). В расчет берется статические и динамические воздействия на перекрытие, сосредоточенная и распределительная нагрузка, прочность опорных конструкций, собственный вес плиты.

Расчеты следует доверить профессионалам, особенно если речь идет о монолитных перекрытиях. При самостоятельном строительстве небольшого частного дома проще самостоятельно выбрать стандартные плиты перекрытия, так как их несущая способность известна. Если самостоятельные расчеты оказались не верны, или дом получил повреждение в результате землетрясения, пожара или иных внешних воздействий, можно выполнить усиление плит перекрытия.

Заключение

Сборный железобетон существенно упрощает монтаж перекрытий, широкий выбор панелей позволяет выбрать подходящий вариант для любой постройки. При этом важно, чтобы расчетная нагрузка на железобетонные плиты перекрытия соответствовала реальной.

Монолитные перекрытия

Значительное применение в строительстве получили монолитные безригельные перекрытия в виде плоских плит сплошного сечения, опирающихся непосредственно на вертикальные несущие конструкции зданий. Пролеты ненапряженных плит могут быть от 6 до 12 м ; толщина, в зависимости от пролета и расчетных нагрузок, от 15 до 25 см , а в пределах технических этажей до 30 см . На рис. ниже приведен график оптимальных толщин плит, подсчитаных А.С. Залесовым и А.И. Ивановым.

Значительное распространение получили преднапряженные конструкции перекрытий, особенно при пролетах более 6 м . Предварительное напряжение позволяет достичь увеличения пролетов перекрытий при меньшей толщине, повышения трещиностойкости и уменьшения деформативности. При устройстве преднапряженных монолитных ригельных перекрытий пролетами 9- 18 м высота ригелей составляет 60- 90 см , толщина плит 10- 13 см . При устройстве преднапряженных ригельных перекрестно-ребристых перекрытий пролетом 7- 10 м высота ребер составляет 30- 60 см , толщина собственно плиу 10- 20 см , шаг ребер 150- 200 см .

В качестве напрягаемой арматуры в монолитных преднапряженных перекрытиях чаще всего применяют арматурные канаты. Армирование перекрытий (рис. ниже) может осуществляться разными способами:

  • напрягаемые канаты располагают вдоль осей колонн в одном направлении, а между колоннами перпендикулярно канатам укладывают ненапрягаемую арматуру;
  • напрягаемые канаты размещают по осям колонн в двух направлениях;
  • напрягаемые канаты располагают преимущественно по осям колонн в одном направлении с размещением аналогичных канатов между колоннами;
  • напрягаемые канаты размещают равномерно по всему полю плиты и по осям колонн в двух направлениях.

График изменения толщины перекрытий в зависимости от величины пролетов

а- график изменения толщины перекрытий в зависимости от величины пролетов: 1- ненапрягаемые плиты и балки перекрытий; 2 – преднапряженные плиты и балки перекрытий; 3 – ненапрягаемое безбалочное перекрытие; 4- преднапряженное безбалочное перекрытие; б- график оптимальной высоты сечения h плиты перекрытия в зависимости от пролета и нагрузки q при классе бетона В25

Схемы размещения арматуры при армировании преднапряженных монолитных перекрытий

1 – напрягаемая арматура; 2- ненапрягаемая арматура

После достижения бетоном прочности, составляющей половину проектной, с помощью гидравлических домкратов выполняют натяжение арматуры на бетон. Предварительное напряжение монолитных плит перекрытий может осуществляться как с обеспечением совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном, так и без этого. При устройстве преднапряженных монолитных плит перекрытий без обеспечения совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном арматуру покрывают смазкой ингибитором коррозии и заключают в полимерную защитную оболочку из полиэтилена или полипропилена с минимальной толщиной 1 мм . Это обеспечивает надежную антикоррозионную защиту арматуры, существенно повышает долговечность конструкций, а также снижает трение между арматурой и бетоном по сравнению с традиционным армированием примерно на одну треть. Защитная оболочка должна быть водостойкой, сопротивляться механическим воздействиям и перепадам температур в диапазоне от -20 до +70 °С. Кроме того, она не должна иметь в своем составе химических добавок, которые могут явиться причиной коррозии бетона.

К достоинствам данного способа преднапряжения монолитных перекрытий можно отнести: обеспечение равномерной работы бетона по толщине плит; равномерное распределение арматурных канатов по всей плите; максимальное использование свойств напрягаемой арматуры; осуществление надежной защиты арматурных канатов от коррозии; значительное уменьшение толщины перекрытий; уменьшение расхода бетона и арматуры.

К недостаткам преднапряжения монолитных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном можно отнести: увеличение затрат на обеспечение антикоррозионного покрытия и устройство защитной полимерной оболочки; необходимость увеличения силы натяжения примерно на 27% по сравнению с натяжением при сцеплении арматуры и бетона. Следует отметить, что устройство монолитных преднапряженных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном предъявляет повышенные требования к качеству выполнения строительных работ. Такие монолитные перекрытия без сцепления арматуры с бетоном в последние годы нашли широкое применение.

Наряду с этими конструкциями применяются монолитные перекрытия с напряжением арматуры и ее сцеплением с бетоном. Примером являются перекрытия, выполняемые термореактивным способом преднапряжения железобетонных конструкций, идея которого была впервые предложена в 50-х гг. XX в. Харьковским инженерно-строительным институтом. Арматура, покрытая термореактивной полимерной смазкой, помещается в бетон, а после набора бетоном определенной прочности подвергается электронагреву по предварительно заданной программе. При достижении температуры 100 °С происходит размягчение смазки и свободная деформация арматуры. После дальнейшего нагрева арматуры до температуры около 350 °С происходит расплавление и полимеризация обмазки, обеспечивающая в дальнейшем совместную работу арматуры с бетоном. На этом электронагрев прекращают, после чего происходит охлаждение и преднапряжение бетона.

Читать еще:  Расстояние опирания плиты перекрытия

К достоинствам данного метода можно отнести: возможность бетонирования конструкции без инъецирования, простоту оборудования и технологии преднапряжения (отсутствие устройств для механического натяжения арматуры).

Как произвести расчет монолитной плиты перекрытия

Плита перекрытия — это горизонтальная строительная конструкция, которая разделяет этажи друг от друга. Эта конструкция является несущей, она распределяет нагрузки и обеспечивает жесткость здания. Монолитная плита перекрытия — это конструкция, изготовленная на месте строительства здания путем заливки арматуры бетонной смесью.

Нельзя изменять проект дома без согласования с архитектором, потому что эти плиты проектируются специально для конкретного здания, так как для них нужно определить расположение арматуры и способ опоры.

Сталь намного прочнее бетона, именно потому арматурная сетка находится внизу плиты. Эта сетка не должна быть впритык к опалубке, расстояние между арматурой и опалубкой должно быть больше 3 см. Арматуру используют сечением 8−12 мм. Бетон должен иметь толщину не менее 10 см. Плита должна быть забетонирована за один раз. Опалубка выполняется в виде дна и стен будущей плиты. Для долговечности, прочности и надежности перекрытия используют бетона марки М200 и выше. Для этого лучше покупать готовую бетонную смесь на заводе.

Этот тип перекрытий имеет преимущества перед готовыми железобетонными плитами:

  • монолитное перекрытие используют в тех случаях, когда сложно организовать работу подъемного крана на стройплощадке, а также если здание имеет нестандартные размеры и архитектурные формы;
  • благодаря прочной связи элементов плиты обеспечивается высокая жесткость конструкции;
  • экономия денежных средств на электроэнергию, погрузочно-разгрузочные работы, сварочные работы по устранению стыков, меньшие затраты на материалы;
  • все необходимые материалы есть в свободной продаже;
  • нижняя поверхность плиты гладкая и ровная, поэтому проводить штукатурные работы легче;
  • отсутствие стыков повышает звукоизоляцию здания;
  • материал не горит и не подвержен гниению;
  • такой метод построения здания позволяет делать выносные конструкции (балконы), основание которых — единая плита с межэтажным перекрытием. Это повышает прочность и надежность балкона.

Главный недостаток такого типа перекрытия состоит в повышенной сложности работ в холодное время года. Необходимая прочность достигается через 28 дней. Из-за высокой влажности и пониженной температуры бетон будет застывать дольше, что увеличивает сроки строительства. Для исполнения монолитного перекрытия требуются специалисты высокого класса, так как плиты надо усиливать дополнительными опорами.

Еще один недостаток заключается в том, что перед тем, как заливать арматуру бетоном, нужно сделать опалубку. Обычно это занимает много времени и древесного материала. В настоящее время этого недостатка можно избежать. На рынке стройматериалов продают или сдают в прокат готовые элементы щитовой опалубки (фанерные плиты).

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.

Расчет параметров монолитной плиты перекрытия

Проект стоит доверить проверенным специалистам, которые грамотно его составят. В проекте приведены расчеты максимальной нагрузки на поперечное сечение плиты. Расчеты будут производиться с учетом индивидуальных предпочтений хозяина будущего здания. Помимо расчетов, в проекте специалисты предоставят свои рекомендации, какие материалы использовать.

Очень важно не допустить ошибку в проекте, поскольку от прочности перекрытия зависит надежность строения. Перекрытие может выдержать определенную нагрузку, выраженную в килограммах на один квадратный метр. Поэтому важно не изменять самостоятельно проект без согласования с архитектором. Любой перенос внутренних перегородок может негативно повлиять на распределение нагрузки на плиту перекрытия. Если превысить нагрузку, то бетон может не выдержать и треснуть, и появится риск обрушения основания этажа. Поэтому в расчетах учитываются характеристики используемых материалов, их общий вес, а также закладывается запас прочности монолитного перекрытия.

В случае усиления монолитного перекрытия железобетонными балками, которые пропускают под перекрытием, рассчитывают такие параметры, как высота, длина и ширина. Для расчетов параметра плиты необходимо знать толщину и площадь заливки бетона.

Расчеты монолитного перекрытия состоят из расчетов его отдельных элементов. В первую очередь делается опалубка. Она должна быть качественной с ровным дном и боковыми стенками. Лучше всего использовать толстую ламинированную фанеру. Для подпорок используют брус сечением 10 на 10 см.

На втором этапе делается армирующая сетка. Для нее используют металлические прутки сечением 8−12 мм, которые перевязывают проволокой. Размер ячеек должен быть 20 см. Ячейки не должны быть частыми, поскольку это увеличивает массу плиты.

Запас прочности рассчитывается исходя из характера эксплуатации здания: нагрузка на перекрытие у частного дома и промышленного здания совершенно разная.

Разработаны специальные компьютерные программы для расчета перекрытий. Однако они не учитывают характеристик используемых материалов. Поэтому прибегнуть к помощи проектировщика придется в любом случае. Это позволит правильно сделать все расчеты и не переплатить за строительство.

Прочность перекрытия рассчитывается исходя из двух факторов: нагрузки плиты и прочности арматуры. Причем прочность арматуры должна быть больше нагрузок на плиту.

Нагрузка на 1 квадратный метр перекрытия рассчитывается исходя из следующих данных:

  • собственный вес перекрытия;
  • временная нагрузка на перекрытие.

В качестве наглядного примера будут приведены расчеты для жилого помещения размерами 6 на 10 метров. Балки расположены на расстоянии 2,5 метра друг от друга. Толщина перекрытия будет равна 80 мм, что отвечает требованиям формулы L/35 (где L — шаг балок): 2,5/35=0,071 (71 мм).

Временная нагрузка для жилого дома по нормативам составляет 150 кг/м 2 . Коэффициент запаса 1,3. Итого получается нагрузка 195 кг/м 2 .

Нагрузка от собственного веса перекрытия рассчитывается таким образом: толщина плиты 20 см умножается на величину 2500 — получается 500 кг/м 2 .

Максимальная нагрузка на монолитную плиту будет равна q=195+500=695 кг/м 2 .

После получения этих данных просчитывается шаг балок. Это необходимо для оптимального использования материалов (бетона и металла) и правильного распределения нагрузок на балки. Балки должны укладываться через равные расстояния. Обязательно надо выполнять следующее условие: L 1 /L 2 >2, где L 1 — это длина балки, а L 2 — расстояние (шаг) между балками. Длина балок 6 метров. Условие выполнено: 6/2,5=2,4.

Для расчета максимального изгибания плиты необходимы такие данные:

  • расчетное сопротивление бетона R b = 7,7 МПа;
  • арматура класса А400С;
  • расчетное сопротивление арматуры R s = 365 МПа.

Расстояние от арматуры до края плиты 35 мм.

Максимальный изгибающий момент рассчитывается так:

Перекрытие с нижней армированной сеткой должно выполнять следующее условие: a m

b — ширина перекрытия 6 м,

h 0 — расстояние от края плиты до центра тяжести арматуры, 0,08−0,035=0,045 м.

В противном случае, когда a m >a r, надо повышать марку бетона или увеличивать сечение арматуры.

При значении am=0,042 коэффициент, а равен 0,98.

Площадь рабочей арматуры

Аs = М/(R s * а*h 0) = 395/(36500000*0,98*0,045) = 0,000245 м 2 =2,45см 2 .

На один метр монолитной плиты приходится 5 стержней диаметром 80 мм и площадью 2,45см 2 .

Погонная нагрузка на балку

Балки опираются на стену на 20 см. Расчетная длина балки 6+2*0,2=6,4 м.

Максимальный момент в сечении балки

Требуемый момент сопротивления

Для такого сопротивления подходит двутавр № 27 с моментом сопротивления W=371 см 3 и инерцией I=5010 см 4 .

Прочность балки проверяется таким образом:

Расчетная R равна нормативной, что говорит о хорошей прочности балки.

Все константы и формулы можно найти в пособии к СНиП 2.03.01−84 «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры».

Как видно, все формулы достаточно сложные и требуют определенных знаний, поэтому правильным решением будет обратиться к проверенной фирме, которая имеет высококвалифицированных специалистов в области проектирования и строительства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector