Армирование плиты перекрытия — монолитной и сборно-монолитной

Перекрытие из монолитного железобетона выполняется там, где проектируются здания с нетрадиционной по геометрии планировкой. Это позволяет не «подстраивать» стены дома и его внутреннюю планировку под размеры сборных плит перекрытия.

Виды монолитного перекрытия из железобетона

Балочное перекрытие представляет собой плиту и балки (ребра). При больших пролетах (более 6 м) необходимы промежуточные опоры, которые выполняют в виде прогонов или колонн, выполненных из монолитного железобетона.

Кессонные перекрытия – одна из разновидностей балочного перекрытия. Оно представляет собой плиту и две взаимно перпендикулярных по направленности балки, находящиеся в нижней зоне. Такая конструкция создает снизу прямоугольные углубления, именуемые кессонами.

Если коротко сказать, то при расчете этого вида перекрытия производится перераспределение арматуры и бетона в конструкции (плита – ребра). Это позволяет получить экономию материала, осуществлять перекрытие больших пролетов. Но это тема уже другой статьи.

Кессонные перекрытия распространены в основном за рубежом при возведении зданий общественного назначения с подвесными потолками.

Монолитные безбалочные перекрытия из железобетона – это сплошная плита, опирающаяся на стены или колонны, которые находятся друг от друга на расстоянии 5 – 6 метров.

Толщина плиты принимается по расчету и варьирует в пределах 120 – 250 мм. Применение этих железобетонных перекрытий, опирающихся на колонны, позволяет добиться гораздо большего разнообразия объемно – планировочных решений.

Балконные плиты, выполненные совместно с монолитным перекрытием и являющиеся его частью, обладают большей прочностью и долговечностью по сравнению с их сборными аналогами.

Все элементы обоих видов перекрытий связаны едино между собой. Размеры сечения каждого элемента, потребное количество арматуры определяется расчетным путем в каждом отдельном случае.

Конструктивные особенности

Железобетонные изделия сочетают в себе свойства твердого бетона (камня) и металла, обладающего упругостью. Бетон лучше воспринимает сжимающие нагрузки, а металл – растягивающие. В строительных конструкциях нагрузка на перекрытия во всех случаях будет направлена вертикально вниз и в основном равномерно распределяться по всей площади. Нагрузка складывается из собственного веса и всех предметов, конструкций, людей, которые будут там находиться.

Двойное армирования перекрытия: 1. рабочие стержни нижней зоны; 2. стержни верхней зоны (их диаметр принимается меньшим или равным диаметру стержней нижней зоны); 3. арматура, перераспределяющая нагрузки; 4. подставки из катанки.

Перекрытия работает на изгиб и армируется с таким расчетом, чтобы воспринимать именно такую нагрузку. В ней всегда делают две сетки из арматуры, верхнюю и нижнюю. Стержни арматуры в сетках располагают вдоль пролета и поперек пролета. Шаг арматуры (расстояние между параллельными стержнями) в промышленности определяется с помощью инженерных расчетов, исходя из расчетных нагрузок. В индивидуальном строительстве, при самостоятельном изготовлении перекрытия шаг берут обычно 150-200 мм.

Арматурная сетка должна находиться в толще бетона на расстоянии 25-30 мм от поверхности. Стержни арматуры перевязываются между собой вязальной проволокой во всех пересечениях. Также можно использовать готовую арматурную сварную сетку. Самостоятельное армирование монолитного перекрытия с использованием сварки не рекомендуется, поскольку в местах сварки образуется концентрация напряжений, что впоследствии приведет к разрывам. В производственных условиях сварная сетка подвергается технологической операции для снятия напряжений.

Компоненты монолитного перекрытия: бетон, опорная арматура, венец, перекрытие.

Между верхней и нижней арматурными сетками устанавливаются разделители – вертикальные элементы арматуры (своеобразные фиксаторы), предназначенные для того, чтобы расстояние между верхней и нижней арматурными сетками были одинаковы по всем направлениям. Разделитель сеток может быть различных видов: согнутый крюк, петля – на что хватит фантазии. Они должны располагаться с определенным шагом. Представленный здесь чертеж отражает схематичное распределение арматуры.

Края перекрытия должны быть усилены дополнительной арматурой – П-образными и Г-образными элементами (см. чертеж). Особенно требуют усиления места опирания. Если плита опирается по всему контуру, то и усиление нужно делать по всему периметру.

Давайте посмотрим на чертеж сечения. Верхняя часть будет работать на сжатие, а нижняя – на растяжение. Основная растягивающая нагрузка приходится на нижнюю арматуру, поэтому ее нужно делать толще, чем верхнюю.

Чертеж-схема армирования монолитного перекрытия.

Чем больше пролет, то есть расстояние между опорами, тем больше требования к ее прочностным характеристикам. Рекомендуемый пролет – до 6 м. Свыше этого размера, скорее всего, понадобятся дополнительные арматурные усиления. Более точно сказать о том, нужны они или нет, можно только после расчетов на прочность. Но есть общая закономерность: непосредственно над опорой усиливается верхний слой арматуры, а в середине между опорами усиливается нижний слой арматуры. Принцип расположения усилений отражает представленный чертеж.

Стержни арматуры должны быть неразрывными. Если они состоят из отдельных элементов, то нахлест должен быть не менее 40*d, где d – диаметр арматуры. Например, для арматуры диаметром 10 мм нахлест должен составлять 400 мм. Для плит перекрытий используют горячекатаную арматуру из стали, класс А3. Рекомендуемый диаметр – от 8 до 14 мм. Приняв эти рекомендации во внимание, вы можете уточнить свой чертеж.

Для жилых помещений с пролетом до 6 м, опертых по контуру, при любом соотношении сторон можно рекомендовать толщину плиты 200 мм, шаг арматуры 200 х 200, диаметр стержней нижней сетки 12 мм, диаметр стержней верхней сетки 8 мм.

Читайте также:  Плиты перекрытия: размеры, виды, назначение

Схема армирования

Для сборки арматурного каркаса используют стальные прутки различного сечения. Применение слишком толстого материала нежелательно — он только прибавляет вес сооружению, не влияя ощутимо на прочность. Самый приемлемый вариант — специальные стержни с рифленым профилем.

Армирование одномаршевой лестницы

Такая лестница самая простая, нагрузку выдержит каркас, выполненный в 1 слой. Сначала укладывают продольные прутья диаметром 10-12 см. По правилам при длине пролета 2 м расстояние между ними 19 см. С увеличением на каждый 1 м шаг уменьшают на 2 см. Поперечные стержни располагают через 20 см, образуя прямоугольные ячейки.

Все элементы надежно скрепляют между собой. Используется сварочный аппарат или связывание мягкой проволокой. Считается, что сварка ослабляет металл. Это верно только по отношению к высокопрочным арматурным стержням, простым строительным она не вредит. Существует альтернативный вариант — в магазинах встречаются специальные хомуты из пластика, которыми фиксируют арматуру.

Длины прутов может не хватать на весь пролет, их необходимо состыковать. При сварке нахлест должен составлять 12-15 см. Если используется вязка проволокой, его увеличивают до 0,5-0,6 м.

Расстояние от каркаса до днища опалубки должно составлять 3 см. Важно, чтобы оно было одинаковым по всей конструкции. Наиболее легко добиться этого, если каркас устанавливается на специальные фиксаторы, продающиеся в магазинах. Они выполнены из пластика в форме стула. Их равномерно выставляют под всем каркасом, обязательно — в местах сваривания или связывания.

Встречаются советы о заделке концов арматурных стержней в отверстия, высверленные в стенах. Для одномаршевой лестницы без площадки это необязательно, но такой вариант укрепляет конструкцию.

Монолитная лестница укрепляет здание.

Армирование двухмаршевой лестницы

Сооружение каркаса для бетонной лестницы с 2 пролетами сложнее. Возникает большая нагрузка на верхнюю и нижнюю части под собственным весом, что требует большего усиления, особенно площадок. Для этого на их уровне в стенах пробивают углубления на 20 см, куда заводят концы арматуры. Если дом из монолитного бетона, в процессе строительства закладывают блоки, которые при возведении лестницы выбивают. Если невозможно сформировать ниши, делают опорную колонну.

Армируют пролеты и лестничные площадки. Для усиления конструкции формируют двухслойный каркас — лестница будет надежной и прочной. Расстояние между сетками в 15 см выдерживают вертикальными фиксаторами из прутков диаметром 8 мм.

Схема армирования

Инструкция

При сборке каркаса выполняются однотипные операции после установки опалубки.

Он собирается в такой последовательности:

  1. Укладывают продольные пруты с одинаковым шагом, если не хватает длины, стыкуют. В местах перехода на верхнюю площадку изгибают, концы заводят в стену.
  2. Подкладывают фиксаторы, привязывают поперечные стержни. На верхней площадке они не нужны — вместо них заводят продольную арматуру со второго марша.
  3. Принимаются за нижнюю площадку. Сгибают стержни и привязывают к продольным на пролете. Укладывают поперечные пруты, скрепляют.

Усиливать ступени арматурной сеткой необязательно — они почти совсем не испытывают напряжения.

Чертежи

Бетонную лестницу в частном доме необходимо рассчитать, составить схему.

Можно воспользоваться стандартными размерами: пролет шириной 1 м, лестничная площадка — 1,1 м. Длина марша зависит от угла наклона лестницы: чем он больше, тем короче пролет.

Этот параметр важен для определения необходимого метража, расчета и подбора арматуры. Подсчитывают, сколько стержней потребуется для продольной и поперечной укладки, какая общая длина. Учитывают, что на стыковку уходит часть метража.

Рисуют чертеж, на котором указывают расположение арматуры, расстояние между прутами. По этому эскизу выполняют всю дальнейшую работу. Она несложная, наиболее важный момент — правильно рассчитать расстояние и придерживаться его. Специалисты считают, что арматурный каркас из стержней диаметром 12 мм с ячейками 20×20 см — лучший из возможных вариантов для монолитной конструкции в частном доме.

Расчет диаметра и количества арматуры

Сечение арматурного материала, используемого для устройства армированного ленточного монолитного фундамента, считается важным показателем, и определять его следует заблаговременно.

Для этого существует определенная методика:

  • длина плиты умножается на ее высоту, чтобы определить ее сечение;
  • вычисляется допустимый диаметр прута, для чего сечение плиты следует разделить на минимальный показатель армирования (в процентах);
  • определяется площадь прутьев в ряду;
  • имея данные по длине плиты и шагу размещения арматурных стержней, определяется их минимальное значение сечения.
Расчет диаметра и количества арматуры

Имея данные по сечению прута. Диаметр его можно уточнить в действующем ГОСТе 5781.

Чтобы выполнить расчет количества арматуры, необходимой для армирования, пользуются несложной схемой.

Зная параметры плиты, их делят на значение стандартной ячейки, чтобы уточнить количество стержней. К полученному числу прибавляют дополнительный прут.

Чтобы получить каркасную сетку, потребуется укладка поперечного материала для армирования, так что полученное значение увеличивается в два раза.

Каркас состоит из двух рядов, так что окончательный результат вновь увеличивается вдвое, и у нас получается искомое количество стержней.

Расчет диаметра и количества арматуры

Как правило, стальные прутья поставляются шестиметровыми отрезками, поэтому легко определить, сколько погонных метров материала потребуется.

Элементы вертикального соединения определяются аналогично. Для уточнения параметра длины соединительного элемента необходимо знать высоту плиты, от которой отнимаются два расстояния, отделяющие концы арматуры от верхней и нижней поверхности. Остается подсчитать общую длину, сложить все данные и получить окончательный результат.

Какая арматура нужна для плитного фундамента

Любой пруток, использующийся в каркасе фундамента, должен соответствовать требованиям ГОСТ 5781 от 1982 года. Однако у арматуры, как и у большинства конструкционных материалов, существует классификация:

  • AIII – соответствует маркировке A400, имеет переменное сечение, в народе именуется «рифленкой»;
  • AII – соответствует действующему классу A300, сечение периодическое, разряженное;
  • AI – новая маркировка A240, профиль гладкий.
Читайте также:  Схема и чертеж арматуры плиты перекрытия

Стержни класса A500С (для сварных сеток, каркасов) либо A500 стоят дороже, индивидуальными строителями используются редко. Их делают из легированных сталей, в отличие от обычной арматуры первых трех классов, для которой применяются 32Г2Рпс, 25Г2С либо 35ГС стали.

Ввиду сложности расчетов и небольших габаритов зданий в малоэтажном строительстве рекомендуется упрощенная схема. Две сетки на расстоянии 10 см по вертикали минимум с одинаковыми ячейками. Если застройщик хочет сэкономить на заливке плиты, расчет следует заказать специалистам, которые сделают расчет минимально необходимого армирования, применят тонкую арматуру в центре фундамента, усилят периметр, места прохождения внутренних стен.

Если размеры фундамента больше 3 м по любой стороне плиты, рекомендуется использовать прутки минимум 12 мм. Для определения минимально возможного сечения применяется методика:

  • расчет сечения плиты – длина, умноженная на толщину (например, 6 м х 0,3 м);
  • вычисление минимально допустимой площади прутка в сечении – предыдущая цифра делится на процент армирования минимальный (0,3% для бетона В20, 0,15% для марки В22,5, 0.1% для марки В15), для этого примера 1,8 м²/0,15 = 27 см²;
  • расчет площади арматуры в каждом ряду – полученный результат делится пополам (в примере 27/2 = 13,5 см²);
  • определение минимально допустимого сечения прутка в зависимости от шага сетки (13,5 см²/ 31 стержень через 20 см для плиты длиной 6 м = 0,42 см²;

В ГОСТ 5781 имеется таблица сортаментов с сечениями арматуры разного диаметра. Например, для диаметров прутка 14 мм, 12 мм, 10 мм это значение составит 1,54 см², 1,13 см², 0,785 см², соответственно. Таким образом, даже 10 мм арматура обеспечивает вдвое большее значение процента армирования в сравнении с минимальным. Вязка производится в пятне застройки после раскладки порядно.

Затем необходимо правильно подсчитать общее количество сортамента металлопроката каждого диаметра. Стержни продаются 11,7 м длины, нахлест при продольной анкеровке составляет 40 – 60 см. Длина заготовки для каждого П-образного хомута равна 5 размерам толщины плиты, их количество совпадает с общим числом продольных, поперечных прутков в одной сетке. Пересчитать длину в килограммы можно по таблицам из того же ГОСТ, однако на каждом строительном рынке имеются аналогичные таблицы перевода.

Устройство опалубки для изготовления монолитной плиты перекрытия

Монтаж опалубки под монолитное перекрытие.

Монтаж опалубки (палубы) включает несколько последовательных этапов. Вначале по всей площади помещения выставляются опорные вертикальные стойки заданной высоты. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Расстояние между ними не должно превышать 1 м, причем те из них, что находятся ближе к стене, должны располагаться не далее 20 см от нее.

Для удержания опалубки сверху на стойки кладут деревянный брус (двутавровую балку или швеллер), после чего на смонтированные ригели укладывают горизонтальную палубу. При этом необходимо следить, чтобы края горизонтальной опалубки плотно упирались в стены (щели недопустимы).

Устройство опалубки для изготовления монолитной плиты перекрытия

Далее доступным способом следует отрегулировать высоту опорных стоек. Необходимо убедиться в том, что верхний срез горизонтальной палубы точно совпал с верхним краем стеновой кладки.

Затем монтируются все требуемые вертикальные элементы опалубки. При этом от внутренних краев стен вертикальное ограждение делается на удалении 150 мм, так как именно на такую длину монолитная плита своими краями заходит на стену.

По завершении устройства палубы с помощью нивелира необходимо тщательно проверить, насколько ровно и горизонтально располагаются ее элементы.

Составляющие элементы монолитной конструкции

Чтобы плита получилась максимально надежной, её составляющие должны отвечать необходимым требованиям:

Элемент конструкции Характеристика
1 Бетон Марка раствора, используемого при устройстве монолитных горизонтальных перекрытий, должна быть не ниже В25.
2 Армирование В зависимости от способа фиксации узлов используется рифленая арматура класса АIII: А 400 – в случае, если перекрытие должно выдерживать некоторую подвижность здания, А 500С – если армирующая конструкция будет сварной.
3 Опалубка Материал опалубки не должен впитывать влагу, иметь высокую прочность.

Опалубка для монолитного перекрытия – важная конструкционная деталь здания.

Составляющие элементы монолитной конструкции

От её технических характеристик зависит надежность и безопасность будущего строения, поэтому к её устройству предъявляются повышенные требования:

  • конструкция должна выдерживать высокие динамические нагрузки;
  • монтаж опалубки производится строго горизонтально;
  • материал не должен поддаваться прогибу.

При установке съемной конструкции необходимо учитывать простоту монтажа и демонтажа всей системы. Для несъемной опалубки важным является срок службы несущего материала.

Выбор арматуры

Перед началом работ следует определиться, какая арматура потребуется. Для устройства арматурного каркаса используют прутья различных типов:

  • А1 — металлические прутья с гладкой поверхностью. Прутья класса А1 обычно имеют небольшой по сравнению с другими диаметр и используются в основном для создания основы под каркас в местах без больших нагрузок.
  • А3 – прутья с рифленой поверхностью. Это прочная арматура, обладающая хорошим сцеплением с бетоном. Для нее существует 3 типа профилей: кольцевидный — повышенное сцепление с бетонной основой, серповидный – устойчивость к нагрузкам растяжения и смешанный, объединяет достоинства обоих типов.

При выборе следует также обратить внимание на то, как вы планируете армировать монолитную плиту фундамента. Если это будет сварка, стоит выбирать арматуру с маркировкой «С», это означает, что она пригодна для сварки.

При попытке скрепить с помощью сварки прутья для этого не предназначенные, могут возникнуть негативные последствия. И в будущем такая арматура будет более подвержена коррозии и менее устойчива к воздействию других разрушительных факторов.

Читайте также:  Как класть шифер самому: видео инструкция по монтажу

Конструирование плиты

По результатам расчета арматуры плита перекрытия армируется двумя вязанными сетками.

У нижней грани стержни сетки С1:

  • вдоль цифровых осей — 14А500 с шагом S=200 мм,

  • вдоль буквенных осей — 12А500 с шагом S=200.

У верхней грани укладывается такая же сетка С1 (вдоль цифровых осей укладываются стержни 14А500 с шагом S=200 мм, стержни сетки вдоль буквенных осей -12А500 с шагом S=200).

Сетки дополнительного армирования устанавливаются в надопорной зоне плиты арматурные стержни принимаются следующие::

  • вдоль цифровых осей -16А500,

  • вдоль буквенных осей — 14А500

Конструирование монолитной плиты перекрытия включает в себя:

  • назначение толщины защитного слоя (для конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях, принимается 20 мм);

  • раскладку арматурных стержней (lmax=11700 мм) с учетом длины перепуска арматурыllпри выполнении стыка стержней. Стержни арматурных стержней стыкуются в разбежку (см. ). В отсутствии запаса по арматуре, при коэффициенте=1,2, длина перепуска арматуры для ds=12 мм составляет соответственно 600 мм, ds=14мм составляет 700 мм, ds=16 мм составляет 800 мм Длина перепуска вычисляется по формуле:

конструирование стальных фиксаторов вязаной сетки из арматурных стержней у верхней грани монолитной плиты перекрытия;

  • установку П-образных элементов у свободного края плиты;

  • усиление поперечной арматурой зоны сопряжения плиты и колонны;

  • обрамление отверстий в плите;

  • определение длины анкеровки арматуры lanдля организации сопряжения монолитной плиты перекрытия со стенами лестнично-лифтовой шахты. Длина анкеровки арматурыlanопределяется аналогично определению длины перепуска арматурыllс назначением коэффициента=1 для сжатой арматуры и=0,75 для сжатой арматуры.

В приведенном примере монолитная плита перекрытия сопрягается с воображаемыми колоннами по периметру поперечного сечения колонн. При включении плиты в объемную модель здания плита будет опираться на точечные опоры-колонны. В этом случае поперечное сечение колонны можно моделировать жесткими вставками.

На рисунке 13 приведена последовательность включения в расчетную схемы плиты жестких вставок. На рисунке 14 показана деформированная схема фрагмента

Рис. 12. Перепуск арматурных стержней при стыковании

Последовательность включения в расчетную схему плиты жестких вставок: а — поперечное сечение колонны (1,2,36,37 — узлы периметра поперечного сечения колонны), б — кнопка вызова и диалоговое окно добавить элемент(используется закладка 1 и закладка 5), в — добавление стержней в поперечное сечение колонны (вводится стержень между уздами 1 и 37 с последующим разделением стержня на две части, вводится стержень между узлами 2 и 36 при установленном флажкеучитывать промежуточные узлы), г — направление местных осей введенных стержней (жесткие вставки — по оси Х1), кнопкаинформация о размерахи диалоговое окножесткие вставки стержней(жесткие вставки 1227-36, 1227-37 задаются в 1-м узле при Х1=0,28 м, жесткие вставки 1227-1 и 1227-2 задаются во 2-м узле при Х1=-0,28 м), е — жесткие вставки в сечении колонны

На рисунке 14 показана деформированная схема фрагмента объемной расчетной схемы здания колонной конструктивной системы

Деформированная схема фрагмента объемной расчетной схемы здания колонной конструктивной системы

При конструировании плиты должен вычерчиваться узел армирования в зоне сопряжения колонны и плоской плиты перекрытия. На рисунке 15 представлен узел сопряжения плоской плиты перекрытия и колонны. На участке плиты непосредственно вокруг колонны могут появляться трещины в следствии продавливания плиты перекрытия. Продавливание возникает из-за сдвига плиты относительно нагруженной области непосредственно вокруг колонны. Продавливающая сила Fпринимается равной нагрузке, передаваемой от перекрытия на колонну(). На рисунке 15б приведена схема расположения поперечной арматуры в зоне стыка колонны с плоской плитой перекрытия. Продавливающая плиту перекрытия сила F воспринимается бетоном плиты Fb,ultи установленной в зоне стыка поперечной арматурой Fs,ult. Если условие прочности плиты по непродавливанию не выполняется, то на верхней поверхности плиты в зоне стыка с колонной по периметру продавливания возникают трещины (, вид А).

Армирование плиты в зоне сопряжения колонны и плоской плиты перекрытия:

а— условная модель стыка (С1 — сетка верхнего армирования плиты, С2 — сетка нижнего армирования плиты), б — установка поперечной арматуры в зоне сопряжения колонны и плиты

Другие узлы армирования монолитной плиты перекрытия смотри в .

Минимальный защитный слой бетона промышленных сооружений

  • плоских и ребристых плит, стенок, стеновых панелей – 20 мм;
  • балок, ферм, колонн – 25 мм;
  • фундаментов, фундаментных балок – 30 мм;
  • подземных сооружений – не менее 20 мм.

Для защиты торцов арматуры рекомендуют слой бетона в 10 мм для изделий длиной до 9 м, 15 мм – длиной до 12 м, 20 мм – свыше 12 м.

Для каркасов и хомутов с поперечными стержнями учитываю высоту сечения: менее 250 мм – защитный слой 10 мм, более 250 мм – слой защиты 15 мм.

Прежние нормы толщины защитного слоя предлагались для конструкций в нормальных погодных условиях. Но бывают и другие варианты:

  • при наличии бетонной подготовки фундамента – не менее 40 мм;
  • при постоянном контакте бетона с землей – 76 мм;
  • при контакте с землей и под воздействием негативных погодных явлений для арматуры d18-d40 – 52 мм, для арматуры d10-d18 – от 25 мм;
  • на открытом воздухе – от 30 мм;
  • в помещениях с повышенной влажностью – от 25 мм.

Для проверки толщины защитного слоя бетона используют магнитный метод, по принципу которого созданы специальные измерители.