Бесплатные программы для вычислений и расчетов плит перекрытия

Рубрика: Технические науки

Пошаговое армирование плиты перекрытия своими руками

Вначале давайте определим, для чего в принципе используется метод армирования плиты. Этот способ позволяет расширить круг выбора вариантов в сфере планировки помещения. Вдобавок он помогает сделать платформу прочнее, препятствует развитию различных вредоносных бактерий, насекомых и грибков, не склонен к горению и может выдерживать большие нагрузки.

Для того чтобы конструкция получилась прочной, покрытие в скором времени не деформировалось и не привело к негативным последствиям, в ходе работы необходимо придерживаться определенных правил.

Материал, который используется при стройке, должен быть высокого качества, без наличия брака.

Сам процесс включает в себя такую последовательность:

  1. Производится заливка перекрытия при помощи съемной опалубки, в которой будет расположена арматура. Далее металлические стержни соединяются между собой сварочным аппаратом либо связываются вязальной проволокой.
  2. После жесткий металлический каркас располагается так, чтобы он оказался полностью погружен в бетонный раствор. Применяя такой способ, вы всю нагрузку максимально перенесете на арматуру, а сам раствор предотвращает попадание кислорода, который, в свою очередь, может разрушительно влиять на металл.

Основные аспекты работ по армированию

Толщина плиты принимается в соотношении 1:30 к величине пролета. Например: если пролет между несущими конструкциями (стенами, колоннами) равен 6-и метрам, то толщина монолитного изделия будет 200 мм.

В зависимости от расчетных нагрузок на плиту, для ее армирования применяется металлическая арматура сечением от 8 до 14 мм. При этом, если:

  • толщина изделия меньше 150 мм, возможна однослойная укладка усиливающих элементов;
  • более 150 мм – металлопрокат укладывается в два слоя: в нижней и верней части плиты.

Армирование производится сетками, состоящими из прутьев одинакового сечения с размером ячеек 150 х 150 мм или 200 х 200 мм, прутья связываются вязальной проволокой.

Дополнительное армирование отдельных напряженных участков (мест повышенной нагрузки и присутствия отверстий) производится отдельными металлическими прутьями длиной от 400 – 1500мм, в зависимости от нагрузок и длины пролетов:

  • нижней сетки посредине плиты;
  • верхней – на опорах.

Используемый металлопрокат оказывает влияние на несущую способность перекрытия, прутья укладываются в двух или одном (параллельно короткой стороне) направлениях. Преимуществом сетчатого усиления является возможность уменьшение толщины готового изделия при одинаковых площадях.

Опорная арматура предохраняет плиту от растрескивания в пристенных местах.

Венец является обязательным элементом перекрытия, в него заводят арматуру, он проходит сквозь все несущие стены строения.

Толщина готового изделия должна быть не меньше 60 мм толщиной, бетон играет защитную роль для металлопроката. При этом, чем толще плита, тем выше ее прочность и лучше звукоизоляция.

Проведение расчетов

Прежде чем начинать работы, необходимо выполнить расчет армирования монолитной плиты перекрытия. При этом можно учесть площадь постройки, которая в примере будет равна 6 x 6 м. Здесь учитываются поперечные стены.

Проведение расчетов

Толщина плиты будет равна 160 мм. Сечение перекрытия с учетом стальной арматуры равно 14 см2. В основе конструкции будет лежать бетон марки В200. При этом расчет армирования плиты перекрытия будет выглядеть следующим образом: Rb = 117 кг/см2, Rbin = 14,3 кг/см2, Eb = 3,1*10 ‘5 кг/см. Используемая арматура соответствует классу А-500С. Дальнейшие расчеты таковы: Rs = 4500 kg/cm2, E2 = 5,5*10 ‘5 кг/см. Если же использовать в работе арматуру из стеклопластика класса АКП-СП, расчеты будут выглядеть по-другому: Rs = 12 000 кг/см2, E = 5,5*10 ‘5 кг/см.

Читайте также:  Утепление торцов плит перекрытия /инструкция с фото

Достоинства и недостатки монолитного перекрытия

Преимущества, благодаря которым монолитное перекрытие пользуется большой популярностью в строительстве.

  1. Надёжность. Обладает прочностью и несущей способностью, способной выдерживать механические нагрузки, воздействие температур, влаги, с которыми не могут справиться другие виды перекрытий.
  2. Форма плиты может быть любой!
  3. Целостность конструкции.
  4. Распределение нагрузки.
  5. Пожаробезопасность. Обладает высокой огнестойкостью.
  6. Срок службы.
  7. Самостоятельное строительство.

Достоинства и недостатки монолитного перекрытия

К недостаткам строительства монолитного перекрытия можно отнести.

  1. Стоимость.
  2. Трудоёмкость строительных работ.
  3. Время строительства.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

В принципе здесь все интуитивно понятно. Заполняйте графы исходных данных, не забывая смотреть на представленный рисунок.

Пояснения же здесь требует лишь графа «Запас», которая учитывает запас арматуры на обрезки и нахлест. Обычно для этого хватает 5%, но вы можете установить любое другое значение.

Результат

С таблицей результатов аналогично. В ней отдельно представлены требуемый объем бетона и его стоимость, а также общая длина, масса и стоимость каждой из позиций арматуры в отдельности. В случае с позицией 3 можно еще и количество стержней узнать, но только для типов 1 и 3. Замыкает таблицу графа, где указываются общие затраты на возведение конструкции.

Какая бывает арматура

Для разного типа оснований с различной степенью нагрузки используется необходимый тип арматуры. Давайте разбираться, из каких материалов может быть арматура. Дальше будет много СНиПов, цифр и технических обозначений, но вы не пугайтесь. Просто примите, что все эти данные необходимы, если хотите, чтобы ваше здание имело долгую жизнь.

Стальная арматура

Изготавливается из углеродистой (состоит из железа и углерода, легирующие элементы присутствуют в очень малых количествах) и низколегированной стали (сплав железа и легирующих элементов, таких как никель, медь, титан, ванадий и т.д. Содержат до 0,25% легирующих элементов). Низколегированная сталь обладает лучшими механическими характеристиками и более устойчива к коррозии.

По типу производства арматура бывает:

  • Холодного проката. Производится холодным методом, для этого нужна более пластичная сталь. В классовом делении имеет маркировку В.
  • Сталь горячего проката. Проходит обработку на высоких температурах, отлично сваривается. Маркируется буквой А. Чаще всего используется в частном домостроении.
  • Канатная сталь. Маркируется буквой К. Это свитый арматурный канат, состоит из группы проволок. Чаще всего используется семипроволочный канат. Отличная сцепка с бетоном.
Какая бывает арматура

По типу поверхности арматура делится:

  • Гладкая. Не подходит для возведения фундамента, так как из-за гладкой поверхности хуже сцепляется с бетоном. Можно использовать для стяжки пола или для возведения стен.
  • Ребристая арматура с кольцевым профилем. Отлично сцепляется с бетоном, но постепенно теряет прочность сцепления при многократном нагружении.
  • Ребристая арматура с серповидным профилем. Хуже сцепляется с бетоном, нежели чем с кольцевым профилем. Но из-за особенности профиля выносливость конструкции выше, так как лучше восприимчивость к периодически повторяющимся нагрузкам.
  • Ребристая арматура с комбинированным профилем. Профиль разработан для арматуры А500СП.

Виды арматуры

Классы прочности арматуры:

Устаревшие маркировки класса арматуры по ГОСТ 5781-82: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI.

Современные обозначения класса арматуры: А240, А300, А400, А500, А600, А800, А1000.

  • Буква А в начале маркировки указывает на стержневую арматуру
  • Маркировка буквой В в начале означает, что это проволока
  • Буква К в начале означает, что это канатная арматура
  • Маркировка буквами Ат в начале – это термически упрочненная арматура. У такой арматуры повышена прочность и стойкость к коррозии.
  • Буква К после цифр означает, что арматура устойчива к коррозии
  • Буква С в конце после цифр говорит о том, что эту арматуру можно сваривать

Классы прочности арматуры

Более подробные маркировки можно посмотреть в ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций.

Композитная полимерная арматура (АКП)

Какая бывает арматура

Виды АКП:

  • стеклокомпозитная (АСК);
  • базальтокомпозитная (АБК);
  • углекомпозитная (АУК);
  • арамидокомпозитная (ААК);
  • комбинированная (АКК)

Вид АКП следует выбирать с учетом условий эксплуатации конструкции, характера их нагружения и экономических показателей. Более подробно можно изучить Изменение №1 к СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции.

АКП изготавливается на основе пластиков. Стоит дороже стальной арматуры. Из плюсов композита можно выделить то, что она не проводит ток, значительно меньше весит, абсолютно не боится коррозии. В частном домостроении пока используется редко. Но так ли важны эти плюсы в частном домостроительстве?

В видео сравнение композитной арматуры со стальной

Этап 4: Определение предполагаемой нагрузки на плиту

Балка может испытывать самые разнообразные нагрузки. Строительная механика «гласит», что все неподвижное, прибитое, приклеенное или другим способом устроенное на плите перекрытия становится статистической и в тоже время постоянной нагрузкой. А все что движется (что передвигается разными способами) по балке становится динамической (как правило временной) нагрузкой. Все это к тому, что в данном примере нами будут убраны различия между этими видами нагрузок.

Читайте также:  Как сделать фундамент из плиты

Сосредоточенная нагрузка измеряется в килограмм-силах (кгс или кг) либо в Ньютонах. Распределительная нагрузка измеряется в килограмм-сила-метр (кгс/м).

Расчет плиты перекрытия в жилых домах, как правило, нацелен на определение распределительной нагрузки q1=400 кг/м². Вес плиты высотой 100 мм добавит к этому типу нагрузи около 250 кг/м². А стяжка и чистовое покрытие (возьмем керамическую плитку) приплюсуют сюда еще дополнительных 100 кг/м².

В приведенной выше распределительной нагрузке учитывается большая часть из тех нагрузок, которые имеют отношение к перекрытиям в жилых домах. Однако это ни в коей мере не означает, что расчет конструкции с учетом более значимых нагрузок не может иметь место. Отнюдь, просто в нашем случае взятые значения являются усредненными. В тоже время мы в любом случае подстрахуемся и умножим итоговое значение нагрузки на так называемый коэффициент надежности γ=1.2.

q=(400+250+100)1.2=900 кг/м²

Поскольку наши расчеты опираются на плиту шириной 1 м, то нагрузка являющаяся распределительной, может быть рассмотрена как плоская (работающая на плиту перекрытия по оси «y» и измеряемая в кг/м).

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.

Читайте также:  Монтаж плит перекрытия: инструкция по укладке

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.

Расчет требуемой толщины и общей нагрузки

Здание – это система взаимосвязанных между собой элементов, рассчитанных на определённые нагрузки и построенных на физических законах. На перекрытие действует деформация изгиба, верхняя грань конструкции при этом сжата, нижняя растянута.

Принцип работы железобетона основан на сочетании физических свойств двух материалов. Бетон хорошо работает на сжатие, растяжение воспринимает арматура.

Недостаточная толщина, ошибки в работе, неверный расчет проектирования приводят:

  • к растрескиванию бетона;
  • провисам;
  • прогибам;
  • разрушению перекрытия.

Слишком большая толщина, увеличение количества и диаметра арматурных стержней сверх расчётного приведёт к неоправданным затратам, увеличит собственный вес конструкции. Возрастёт нагрузка на несущие стены или элементы каркаса здания. Конструкции, не рассчитанные на подобную нагрузку, деформируются вплоть до разрушения. Срок эксплуатации строения снижается.

Монолитное перекрытие заливают вточном соответствии с проектными значениями. При определении толщины перекрытия и сечения арматуры учитывают:

Расчет требуемой толщины и общей нагрузки
  • общую нагрузку на перекрытие, складывающуюся из собственного веса перекрытия, веса мебели, людей, оборудования;
  • повышающий коэффициент для запаса прочности по расчётной нагрузке;
  • изгибающий момент, действующий на арматурные стержни.

Рекомендуем: Как армировать монолитное перекрытие и сделать это правильно. Какая нужна арматура, расход на 1 м2 перекрытия

Для индивидуального жилого строительства рекомендовано толщину перекрытия рассчитывать от максимальной длины пролёта, по соотношению 1:30, но не менее 150 мм.

При определении веса квадратного метра перекрытия толщина элемента умножается на вес материала. Удельный вес железобетона, согласно справочной литературе, равен 2500 кг/м2.

Полезная нагрузка для жилых зданий составляет 150 кг/м2.

Умножив полезную нагрузку на повышающий коэффициент 1,3 и сложив обе цифры, можно узнать общую нагрузку на перекрытие. Более подробно на видео ниже:

Арматура

Описываемый в статье пример армирования монолитной плиты перекрытия предусматривает использование сетки, которая связывается самостоятельно. Стержни должны быть уложены по длине, при этом следует исключить разрывы. Если в подвязке возникает необходимость, металлические элементы необходимо уложить с нахлестом в 0,5 м. В том месте, где стержни пересекаются, их необходимо закрепить проволокой или сварочным аппаратом. Точечная сварка рекомендована при использовании арматуры внушительного диаметра. Тонкие прутья в процессе этого могут истончиться, что снизит прочность металла и приведет к потере несущей способности плиты.

Арматура

Рассмотрев чертеж армирования плиты перекрытия, вы можете приступать к работам. Однако важно запастись инструментами и материалами, среди которых следует выделить специальный крючок. Его используют для вязки. Но его применение потребует определенных навыков. В рамках строительства своего дома можно обойтись и пассатижами. Металлические карты облегчат процесс. Их укладывают с нахлестом в 2 ячейки. Фиксация осуществляется с помощью проволоки.

Стальной каркас не должен лежать на дне опалубки. Его устанавливают на бой плитки, камни или кирпич. Если толщина железобетонной плиты больше 150 мм, то осуществляется вязка еще одного слоя решетки. Второй слой должен располагаться на некотором удалении от первого, при этом сверху слои прикрываются бетонным раствором.