Грамотное армирование монолитной ж/б плиты

Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.

Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами

1 — главная балка; 2 — второстепенная балка; 3 — колонна; 4 — плита

Все элементы перекрытия первого типа монолитно связаны между со­бой и предполагается, что работают по балочной неразрезной схеме. Глав­ные балки стремятся располагать по короткому шагу колонн как наиболее нагруженным элементам перекрытия. Второстепенные балки располагают с шагом, как правило, не более 2,7 м, с учетом того, чтобы ось одной из балок совпадала с осью колонн. При этом, чтобы плиты в коротком на­правлении работали по балочной схеме, соотношение короткой к длинной стороне ячейки в плане должно отвечать неравенству 11/12 < 0,5. При соот­ношении сторон плиты 11/12 >0,5 необходимо учитывать работу в двух на­правлениях.

Толщины плит рекомендуется принимать от 40 до 80 мм с градацией

10 мм, от 80 до 200 мм — с градацией 20 мм, а выше — с градацией 50 мм. Высота второстепенных и главных балок принимается, как правило, в зави­симости от величины пролета — (1/12-1/20)/,! и (l/8-l/15)L2.

В современных условиях, когда получили развитие численные методы расчета, реализуемые в программных комплексах на ЭВМ, «ручные» спосо­бы расчета для оценки напряженно-деформированного состояния монолит­ных перекрытий применяются реже. Однако своей актуальности не потеряли, поскольку практически незаменимы при предварительном предпроектном анализе конструктивных решений и выборе оптимальной конструктивной системы. Кроме того, инженерные методы расчета остаются основой для конструирования плит в части установления рационального расположения арматуры и учета различных эксплуатационных факторов.

Одним из особенностей расчета монолитных перекрытий, представляю­щих систему пластин и перекрестных ребер, является перераспределение уси­лий. По существу, это означает, что результаты расчета по упругой схеме су­щественно отличаются от фактических значений усилий в элементах перекры­тий. Поэтому не отпадает актуальность дополнительного инженерного анализа результатов расчета неразрезных систем на основе инженерных методов, с це­лью коррекции полученных результатов упругого расчета и даже расчета с учетом физической нелинейности, поскольку сам процесс учета физической нелинейности не позволяет полностью перераспределять усилия. Кроме того, при расчете средних пролетов следует иметь в виду фактор распора, влияющий на несущую способность неразрезных конструкций (повышение несущей спо­собности может достигать 20%), деформирующихся в стесненных условиях.

Инженерный метод расчета элементов монолитного перекрытия, кон­структивная схема которого показана на рис. , основан на определенной последовательности: расчет плиты перекрытия, расчет второстепенной бал­ки и расчет главной балки. Нагрузки на плиту и второстепенную балку принимаются как равномерно распределенные. Расчетный пролет для пли­ты принимается: для средних пролетов — расстояние в свету между второ­степенными балками; для крайнего пролета — от грани крайней балки до оси опорной зоны на стену (см. рис. выше). Вырезается условная полоса ши­риной 1 м, и плита рассматривается как неразрезная балка с распределени­ем изгибающих моментов по схеме рис. выше. При этом учтен фактор вы­равнивающего перераспределения усилий в неразрезной системе.

Второстепенные балки рассчитывают так же, как и балочные плиты, по неразрезной многопролетной схеме {рис. ниже). За расчетные средние про­леты принимаются расстояния в свету между гранями главных балок, край­ние — расстояние между крайней главной балкой и осью опирания на под­держивающую конструкцию. Нагружение временной нагрузкой рассматри­вается в двух комбинациях: 1) полная временная Р в нечетных пролетах и

условная, равная 0,25Р — в четных; 2) полная временная в четных пролетах и условная 0,25Р — в нечетных (рис. ниже, а). Огибающая эпюра изгибающих моментов для второстепенной балки показана на рис. ниже, б. Координаты огибающей эпюры моментов можно определять по специальным таблицам.

Согласно СП Нагрузки и воздействия

Согласно п 5.4 СП Нагрузки и воздействия вес временных перегородок относится к длительным нагрузкам (Pl).

В соответствии с п.8.2.2 СП нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. Коэффициент надежности (γf) , согласно п.8.2.7, для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

  • 1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;
  • 1,2 — при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с 7.2 СП

п.7.2 СП Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Читайте также:  Как производят демонтаж плит перекрытия?

Таблица 7.1 СП

(таблица отредактирована порталом , удалены коэффициенты надежности для грунтов)

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Конструкции

Металлические, за исключением случаев, указанных в 7.3

1,05

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

1,1

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

  • в заводских условиях

1,2

  • на строительной площадке

1,3

Примечание: п.7.3 СП При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf =0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

Ознакомится с плотностью изоляционных, выравнивающих и отделочных слоев.

Вес 1 м2 различных строительных материалов (плитка, рулонные и листовые материалы с учетом заводской толщины)

Геометрические параметры плиты, класс бетона и арматуры

Для расчета перекрытия нужно определить ее геометрические параметры: класс бетона и арматуры

Вышеперечисленные параметры пока являются неизвестными для нас, но с целью проведения расчета можно их предварительно задать.

Пусть высота плиты будет h = 0.1 м, а условная ширина b = 1 м. Условность в рассматриваемом случае будет означать, что плита перекрытия расценивается как балка высотой 0,1 м и шириной 1 м и получившиеся результаты расчета будут применяться для всей ширины плиты. То есть если расчетная длина плиты будет 4 м и ширина 6 м, то для каждого ее метра будут применяться параметры, которые определялись для нашего расчетного 1 метра.

Итак, принимаемое значение высоты – 0.1 м, ширины – 1 м, класс арматуры – A400, класс бетона – В20.

Выбор перекрытия: сборное железобетонное перекрытие

Сборным железобетонным перекрытием называется перекрытие, которое изготавливается из уже готовых железобетонных плит.

Плиты производят на специализированном заводе с применением бетона марок не ниже М200 (В15) и стальной арматуры.

Последняя, в свою очередь, может быть как ненапрягаемой, так и напрягаемой (это когда перед бетонированием арматуру натягивают с помощью специальных средств). Применяется предварительное напряжение в плитах с длиной от 4 000 м.

Главным преимуществом такого вида перекрытия выступает тот факт, что нет необходимости считать железобетонные плиты на несущую способность. Связано это с тем, что максимальные нагрузки уже учтены при их производстве. Поэтому процесс подбора плит сводится к тому, чтобы открыть каталог железобетонных изделий и выбрать нужные в зависимости от величины пролета и возможных нагрузок.

Виды железобетонных плит перекрытия

Наиболее распространенными плитами перекрытия для частного строительства являются:

  • Полнотелые — плиты перекрытия без пустот, т.е. все тело изделий состоит из бетона. Форма — ровная прямоугольная плита, наиболее распространенная толщина которых варьируется от 100 до 160 мм.
  • Пустотелые — прямоугольные плиты перекрытия, в теле которых предусмотрены круглые (редко квадратные) пустоты, размещенные вдоль изделия. Наиболее распространенными из них являются плиты толщиной 220 мм с диаметром отверстий 140 и 159 мм. Хотя существуют пустотные железобетонные плиты толщиной 160, 260 и 300 мм.
  • Ребристые — плиты, которые с торца напоминают букву П. Особенность данных изделий состоит в том, что в них по краем размещены балки усиления. Такие плиты обладают повышенной несущей способностью. И поэтому применяют их в большинстве случаев при строительстве торговых центров и производственных зданий. Использовать же их при строительстве частного дома или коттеджа не целесообразно.

Основные характеристики сборного железобетонного перекрытия

Показатель Значение Примечание
Стоимость от 1 500 руб/кв.м. на 2014 год. Цена указана для наиболее распространенных железобетонных плит перекрытия, а именно пустотелых толщиной 220 мм. Отделка не учитывалась.
Срок службы более 50 лет зависит от качества изделия и условий эксплуатации
Сложность изготовления легкая изготавливают плиты только на ЗЖБК. Поэтому затрачивать свои усилия на это не нужно. Требуется лишь правильно смонтировать плиты для того, чтобы образовать единое перекрытие
Пожаробезопасность (горючесть) НГ негорючий материал.
Вес 1 кв.м. от 250 кг тяжелая конструкция. Оказывает существенную нагрузку на стены и фундамент
Минимальная отделка побелка и напольное покрытие для нормальной эксплуатации данного перекрытия необходимо как минимум со стороны потолка произвести побелку, а со стороны пола уложить напольное покрытие, например, линолеум с теплой подложкой

Плюсы и минусы сборного железобетонного перекрытия

Плюсы (+):

  • прочность — ж/б перекрытие стойко переносит практически любые механические воздействия;
  • легкость и быстрота монтажа — сборка перекрытия не требует значительных усилий, кроме этого, перекрыть частный дом можно за 1 день;
  • долговечность — при стандартных условиях данное перекрытие может служить более 50 лет;
  • пожаробезопасность — сборные плиты не горят и не поддерживают горение;
  • легкость эксплуатации — данное перекрытие не требует никакого обслуживания;
  • страховка от ошибок — перекрытие не нужно считать, а это значит, что не будут совершены ошибки в расчетах, которые могут привести к обрушению конструкции.

Минусы (-):

  • дороговизна стоимость сборного железобетонного перекрытия достаточно велика, так как помимо самих плит, нужно будет затрачиваться на отделку и подъемное оборудование;
  • необходимость в отделке — для эксплуатации в жилых помещениях данное перекрытие нуждается в отделке;
  • большой вес — перекрытие оказывает значительную нагрузку на фундамент и стены;
  • подходит не для каждого дома — использование железобетонных плит при строительстве деревянных домов нежелательно;
  • повышенная звукопроводимость — для нормальной эксплуатации перекрытие нуждается в устройстве звукоизоляции;
  • трудоемкость монтажа — монтаж требует, либо использование подъемного оборудования, либо опалубочных, арматурных или бетонных работ.
Читайте также:  Двутавр из дерева своими руками. Балка двутавровая деревянная

Другие перекрытия:

статьей с друзьями:

Назначение материалов

Для предварительно напрягаемой плиты:

Бетон марки В 60;

 (МПа) – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний I группы, (табл. 13 /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний I группы, (табл. 13 /3/);

(МПа) – нормативное сопротивление бетона сжатию осевому для предельных состояний II группы, (табл. 12 /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление бетона сжатию осевому для предельных состояний II группы, (табл. 12 /3/);

(МПа) – нормативное сопротивление бетона растяжению осевому для предельных состояний II группы, (табл. 12 /3/);

 (Мпа) – начальный модуль упругости бетона, (табл. 18 /3/);

 (МПа) – передаточная прочность бетона,(п.2.6*/3/);

Арматура Ат-IV:

 (МПа) – расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению для I группы, (табл. 22* /3/);

(МПа) – нормативное сопротивление растяжению для предельных состояний II группы, (табл. 19* /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление растяжению для предельных состояний II группы, (табл. 19* /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний I группы, (формула 10 /3/);

 — коэффициент надежности по арматуре для I группы, (*/3/);

 — коэффициент надежности по арматуре для II группы предельных состояний, (табл. 21* /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний II группы, (формула 10 /3/);

 (МПа) – расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению для I группы предельных состояний, (табл. 22* /3/);

(МПа) – расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний I группы, (табл. 22* /3/);

(МПа) –модуль упругости арматуры, (табл. 29* /3/);

Находим величину преднапряжения в бетоне:

(МПа) и

(МПа) – (п. /3/).

При механическом способе натяжения на упоры;

Проверяем условия:

 — ( /3/),

                            

Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности напряжения арматуры , определяем по (формуле 6 п. /3/):

, где

— при механическом способе натяжения арматуры, (п. /3/);

знак “-” – при благоприятном влиянии предварительного напряжения.

Подготовка и сборка опалубки

Схема сборки опалубки перекрытия.

Сначала к стенам нужно прикрутить карнизы, на которые лягут несущие балки опалубки. Для крепления карнизов лучше выбрать те стены, между которыми длина пролета меньше всего. Сами карнизы делаются из досок размером 100?50 мм. Крепят их к двум противоположным стенам помещения так, чтобы верхний край досок отступал от намеченной линии потолка на 100-105 мм.

После этого изготавливают несущие балки. Для них лучше взять доски размером 150?50 мм. Их крепят попарно, одну к другой, с помощью 4 саморезов. Края стыков в одном слое должны располагаться над серединой доски из второго слоя. Таким способом собираются балки размером 150?100 мм. Именно на них ляжет опалубка перекрытия.

Готовые несущие балки выкладывают на карнизы в положении плашмя с шагом 50 см. После того как балки будут размещены, можно заводить под них вертикальные стойки или деревянные подпорки.

Для подпорок лучше использовать доски размером 100?50 мм.

Деревянные опоры ставят под все несущие балки на расстоянии 0,5 м друг от друга.

Для телескопических стоек это расстояние существенно больше. Фабричные опоры устанавливают с шагом 1-1,2 м. Но стойки, как и деревянные опоры, должны подводиться под каждую несущую балку. Только в этом случае опалубка будет достаточно надежной.

Если под будущим перекрытием нет твердого и ровного основания, снизу нужно установить деревянные подложки. Их изготавливают из досок размером 200?20 мм, прибитых попарно к поперечинам. Подложки укладывают так, чтобы на каждую опиралось не менее 2 опор или стоек.

После того как несущая часть опалубки установлена, доски сверху выстилают листами фанеры. Лучше всего использовать для этого ламинированную фанеру. При ее отсутствии можно уложить на балки обычную фанеру. Чтобы такая опалубка не размокала при укладке бетона, сверху ее укрывают плотной полиэтиленовой пленкой.

Опалубка боковых сторон плиты монтируется из опорных углов. При отсутствии фабричных углов их можно заменить деревянными, сделанными своими руками из кусков досок. Установка опорных углов производится либо с помощью внешних подпорок, либо с помощью шпилек, которые нужно заранее заложить в несущей стене.

Когда боковой каркас завершен, боковины выстилают фанерой. После этого опалубка готова и можно приступать к установке арматуры.

Сплошная плита

Толщина перекрытия чаще всего принимается равной 200 мм. Армирующий каркас в этом случае включает в себя две сетки, расположенные друг над другом. Такие сетки нужно связать из стержней диаметром 10 мм. В середине пролета устанавливают дополнительные пруты усиливающей арматуры в нижней части. Длина такого элемента назначается 400 мм или более. Шаг дополнительных прутов принимают таким же, как шаг основных.

В местах опирания нужно тоже предусмотреть дополнительное армирование. Но располагают его в верхней части. Также по торцам плиты нужны П-образные хомуты, такие же как в фундаментной плите.

Читайте также:  Как различать железобетонные плиты ПК, ПБ и ПНО

Пример армирования плиты перекрытия

Расчет армирования плиты перекрытия по весу для каждого диаметра стоит выполнить до закупки материала. Это позволит избежать перерасхода средств. К полученной цифре прибавляют запас на неучтенные расходы, примерно 5%.

Вязка арматуры монолитной плиты

Для соединения элементов каркаса между собой пользуются двумя способами: сварка и связывание. Лучше вязать арматуру для монолитной плиты, поскольку сварка в условиях строительной площадки может привести к ослаблению конструкции.

Для выполнения работ используют отожженную проволоку, диаметром от 1 до 1,4 мм. Длину заготовок обычно принимают равной 20 см. Существует два типа инструмента для вязания каркасов:

  • крючок;
  • пистолет.

Второй вариант существенно ускорят процесс, снижает трудоемкость. Но для возведения дома своими руками большую популярность получил крючок. Для выполнения задачи рекомендуется заранее подготовить специальный шаблон по типу верстака. В качестве заготовки используют деревянную доску шириной от 30 до 50 мм и длинной до 3 м. На ней делают отверстия и углубления, которые соответствуют необходимому расположению арматурных прутов.

Примерный расчет предельной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Для того чтобы самостоятельно рассчитать, какую максимальную нагрузку могут выдерживать плиты перекрытия, которые вы планируете использовать при строительстве, необходимо учесть все моменты. Допустим, что для обустройства перекрытий вы хотите использовать панели (то есть, величина расчетной нагрузки, которую выдерживает одно изделие, составляет 800 кг/м²: для дальнейших расчетов обозначим ее буквой Q₀). Рассчитав сумму всех динамических, статических и распределенных нагрузок (от веса самой плиты; от людей и животных, мебели и бытовой техники; от стяжки, утеплителя, финишного напольного покрытия и перегородок), которую обозначаем QΣ, можно определить, какую нагрузку выдерживает ваша конкретная плита. Основной момент, на который надо обратить внимание: в результате всех расчетов (разумеется, с учетом повышающего коэффициента прочности) должно получиться, что QΣ ≤ Q₀.

Для того чтобы определить равномерно распределенную нагрузку от собственного веса плиты, необходимо знать ее массу (M). Можно воспользоваться либо величиной массы, указанной в сертификате завода-изготовителя (если его предоставили в месте продажи), либо справочной величиной из таблицы ГОСТ-а, которая составлена для изделий, изготовленных из тяжелых видов бетона со средней плотностью 2500 кг/м³. В нашем случае справочный вес плиты составляет 2400 кг.

Сначала вычисляем площадь плиты: S = L⨯H = 6,3⨯1,2 = 7,56 м². Тогда нагрузка от собственного веса (Q₁) составит: Q₁ = M:S = 2400:7,56 = 317,46 ≈ 318 кг/м².

В некоторых строительных справочниках рекомендуют при расчетах использовать суммарное усредненное значение полезной нагрузки на перекрытие жилых помещений – Q₂=400 кг/м².

Тогда суммарная нагрузка, которую необходимо выдерживать плите перекрытия, составит:

QΣ = Q₁ + Q₂ = 318 + 400 = 718 кг/м² ˂ 800 кг/м², то есть основной момент QΣ ≤ Q₀ соблюден и выбранная плита пригодна для обустройства перекрытий жилых помещений.

Для точных расчетов будут необходимы значения удельной плотности (стяжки, теплоизолятора, финишного покрытия), значение нагрузки от перегородок, вес мебели и бытовой техники и так далее. Нормативные показатели нагрузок (Qн) и коэффициенты надежности (Үн) указаны в соответствующих СНИП-ах.

Характеристики пустотелых (многопустотных) плит

Размер

От габаритов пустотелой ПК зависит и ее окончательная цена. Принципиальное значение, кроме таких характеристик, как длина и ширина, имеет еще и вес.

Габариты ПК колеблются в следующих пределах:

  • в длину плита может быть от 1180 до 9700 миллиметров;
  • в ширину – от 990 до 3500 миллиметров.

Самые востребованные и распространенные – это многопустотные ПК, длина которых составляет 6 метров, а ширина 1,5 метра. Существенное значение также имеет толщина (высота) ПК (правильней будет называть этот параметр «высотой», но строители обычно называют ее «толщиной»).

Итак, высота, которой могут обладать многопустотные ПК, стабильно имеет размер в 220 миллиметров. Немалое значение имеет, естественно, и масса ПК. Плиты перекрытия из бетона должен поднимать подъемный кран, грузоподъемность которого минимум должна составлять 4-5 тонн.

Масса

Производимые в Российской Федерации плиты имеют вес в пределах от 960 до 4820 килограммов. Масса считается основным аспектом, по которому обусловливается метод, посредством которого будет производиться сборка плит.

Вес плит схожей маркировки может различаться, но лишь незначительно: поскольку если расценивать массу с точностью до грамма, то это сделать очень трудно, так как на массу способно оказать воздействие множество факторов (влажность, состав, температура и другое). Если, к примеру, плита попала под дождь, значит, она, естественно, станет немного тяжелее той панели, которая не была под дождем.

Особенности армирования фундамента

В отличие от усиления перекрытий, укладка арматуры в фундаментных плитах должна проводиться в неравномерном порядке. Для обеспечения максимального усиления зон, находящихся под повышенной нагрузкой, прутья должны быть уложены с учетом уровня продавливания в том или ином месте плиты. Исключением является тонкое фундаментное основание (не более 150 мм), закладываемое под легкие сооружения – в подобных случаях раскладка проводится в форме сетки.

В жилищном строительстве толщина фундамента, как правило, варьируется в пределах 20-30 см. и зависит от массы сооружения и свойств грунта. Чтобы обеспечить максимально возможное усиление арматуру следует заложить в два слоя, поверх которых необходимо предусмотреть защитный бетонный слой, предотвращающий коррозию.