Поперечное армирование плиты перекрытия

Поперечное армирование плиты перекрытия в зоне продавливания

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 12.05.2020 2020-05-12

Статья просмотрена: 1013 раз

Библиографическое описание:

Зацепилова, А. В. Поперечное армирование плиты перекрытия в зоне продавливания / А. В. Зацепилова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 23-25. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69811/ (дата обращения: 20.08.2021).

Ключевые слова: железобетонное перекрытие, колонна, узел опирания.

Железобетонные плоские перекрытия являются одним из самых распространенных видов конструкций, которые применяются в строительстве зданий и сооружений. Наиболее ответственным местом конструкции безбалочного бескапительного монолитного перекрытия является зона опирания плиты на колонну, требующая расчета данной зоны на продавливание.

Продавливание — пространственная форма скалывания, во время которого из тела плиты происходит выкалывание бетонной усеченной пирамиды, боковые стороны которой наклонены по углом 45 к горизонтали, а высота равна рабочей высоте плиты (h).Этот механизм продавливания принят в СП 63.13330.2018, где рассматривают расчетное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии нормально к его продольной оси (рис.1) [1]. Плиты сопротивляются продавливанию за счет прочности бетона на растяжение. Аналогичная модель продавливания рассматривается в ТКП EN 1992–1–1–2009 [2]. В отличие от СП 63.13330–2018, в ТКП EN 1992–1–1–2009 при расчете железобетонных плит на продавливание рассматриваются различные ситуации расположения колонны, учитывается влияние отверстий вблизи колонны, наличие капители.

Рис. 1. Условная модель для расчета на продавливание [1]

В настоящее время для армирования плит в зоне продавливания существуют различные варианты поперечной арматуры. Наиболее распространенными типами поперечного армирования являются закрытые хомуты (рис. 2b), открытые хомуты (рис.2c), непрерывные хомуты (рис. 2d) и наклонные хомуты (рис. 2е). Закрытые и непрерывные хомуты менее технологичны, так как ухудшают установку арматуры плиты. Результаты испытаний хомутов с наклоном 45° и 60° по отношению к плоскости плиты показали отличные конструктивные характеристики, но их использование ограничено, поскольку они не практичны. Стержни с одной (рис. 2i) и двумя головками (рис. 2j) являются промышленно развитыми типами поперечной арматуры, они просты в монтаже и имеет дает высокое сопротивление при разрушении плиты от продавливания.

Рис. 2. Условная модель для расчета на продавливание [3]

Арматура от продавливания PSB представляет собой арматурные стержни определенного диаметра и длины, которые с обоих концов имеют горячедеформированные “высаженые” головки (рис.3). Для более удобной установки PSB в каркас плиты перекрытия, арматурные стержни привариваются к металлической полосе, либо к арматурным стержням.

Рис. 3. Арматура от продавливания PSB

Также для армирования плит в зоне продавливания используется жесткая поперечная арматура. Одним из вариантов такого армирования является закладная деталь, предложенная Л. Л. Кукшей. Она представляет собой сваренные между собой стальные швеллера, к которым приварены арматурные стержни для лучшего сцепления с бетоном (рис.4). Расчет на продавливание плит с жесткой поперечной арматурой из профилированной стали производят на основе научно-технического отчета НИИЖБ [4].

Рис. 4. Закладная деталь (по Л. Л. Кукше)

Длина элементов профилированной стали принимается не менее 1,5 h. За границей расположения элементов профилированной стали расчет на продавливание производится как для бетонного сечения, рассматривая контур расчетного поперечного сечения плиты, проходящий у конца жесткой арматуры. Установка закладных деталей из профилированной стали значительно увеличивает жесткость узла, а также периметр продавливания.

При окончательном выборе варианта армирования зоны продавливания необходимо принять такой тип армирования, который не только обеспечивает несущую способность на продавливание, но является наиболее экономически выгодными и удобным при монтаже.

  1. СП 63.13330.2018 «СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». — М., 2018. — 168 с.
  2. Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций: ТКП EN 1992–1–1:2009 / М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь. — Минск, 2010. — Ч. 1–1: Общие правила и правила для зданий. — 207 с.
  3. Maurício P. Ferreiraa, Rafael N. M. Barrosa, Manoel J. M. Pereira Filhoa, Luamim S. Tapajósa, Felipe S. Quaresma. One-Way Shear Resistance of RC Members with Unconnected Stirrups. Latin American Journal of Solids and Structures. vol.13 no.15 Rio de Janeiro Dec. 2016.
  4. ГУП «НИИЖБ». Научно-технический отчет по теме: «Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание». М.: 2002. — 51 с.

Армирование плиты перекрытия

Плита перекрытия, изготовленная из бетона, испытывает несколько видов механических нагрузок. Нагрузку на сжатие, нагрузку на изгиб, а в ряде случаев еще работает на кручение. При этом железобетонные изделия и конструкции выдерживают значительные нагрузки на сжатие и совсем не «стоят» на изгиб и кручение.

  • Особенности и схема армирования
  • Важные нюансы

Если не будет выполнено армирование плиты перекрытия, изделие переломится пополам под тяжестью своего веса, не говоря о приложении нагрузки от кровли или высших этажей.

Особенности и схема армирования

Современная технология возведения малоэтажных жилых и коммерческих зданий предусматривает заливку плит перекрытия непосредственно на их постоянном месторасположении. Это единственно возможное решение для сооружений, имеющих сложную геометрию.

Кроме того, изготавливая плиту перекрытия самостоятельно, застройщик существенно удешевляет ее стоимость и получает потолок без межплитных швов при всех прочих равных условиях: необходимой несущей способности и долговечности.

Для того чтобы указанные факторы присутствовали, перед заливкой бетона необходимо выполнить одинарное или двойное армирование плиты перекрытия, стальной либо композитной арматурой.

Обычно, чертеж армирование плиты перекрытия разрабатывается инженером-строителем строго индивидуально. При расчете армирования плиты перекрытия и составлении схемы армирования учитываются нагрузки на конструкцию, габариты пролета и места концентрации нагрузок.

Сложный участок в плане концентрации нагрузок – это касание колонн стенок и арок, соприкосновение с технологическими отверстиями, место установки камина и т.п. Поэтому здесь будет рассмотрен частный случай армирования плиты перекрытия частного дома между первым и вторым этажом. Основные этапы технологии армирования:

  • Расчет толщины плиты перекрытия. Толщина перекрытия находится в прямой зависимости от наибольшей длины пролета, в метрах разделенной на 30, но не менее 150 мм. Другими словами берется самый большой размер плиты между опорами и делится на 30. Например, при длине пролета 6 м, толщина конструкции оставляет 6/30=200 мм.
  • Сборка и установка опалубки.
  • Подготовка к вязке каркаса. Арматурный каркас плиты перекрытия представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из верхнего армирования плиты перекрытия, нижнего армирования плиты перекрытия и дистанцирующих элементов соединенных в единое целое вязальной проволокой. Для создания пояса усиления используют арматурный прут класса A-III по ГОСТ 5781–82, диаметром 8-14 мм. Для соединения элементов в единое целое используют отожженную стальную проволоку диаметром 1-1,5 мм. Дистанцирующиеся элементы приобретаются в строительных магазинах или на сайтах компаний производителей.
  • Важно! Конструкция каркаса должна располагаться в толще плиты. Выходы металлических элементов наружу не допускаются. В общем случае, наружные поверхности каркаса должны быть защищены слоем бетона толщиной не менее 1 диаметр арматуры. Для обеспечения требуемой толщины защитного слоя используют подручные материалы (кусочки деревянных планок, кусочки кирпича и т.п.) или специальные «покупные» дистанцирующие элементы.
  • Вязка нижнего армирования. В общем случае шаг армирования плиты перекрытия принимается 200х200 мм. На дистанцирующие элементы, с шагом 200 мм выкладываются продольные стержни. Поверх продольных стержней с шагом 200 мм выкладывается поперечное армирование плиты перекрытия. Далее по всей площади пояса арматуры распределяются дистанцирующиеся элементы для присоединения второго пояса. Вязка прутьев и дистанцирующихся элементов производится во всех местах пересечения, по всему периметру каркаса.
  • Вязка верхнего армирования. Проводится аналогично нижней конструкции. При этом созданная сетка из арматурных прутьев присоединяется к верхней части дистанцирующих элементов. Конструкция готова к заливке бетоном.

Инструмент для вязания. Для соединения прутьев и дистанцирующих элементов можно использовать: самодельный или готовый ручной крючок (цена 280-300 рублей), полуавтоматические клещи (цена 1 000 рублей), автоматический пистолет для вязки арматуры (цена 160 000 рублей) или обычные слесарные плоскогубцы.

Перечисленный инструмент обеспечивает примерно одинаковое качество вязки. Разница заключается в скорости. К примеру, автоматический пистолет ускоряет процесс вязания в 5 раз по отношению к вязанию ручным крючком или плоскогубцами.

Однако, если стоит задача изготовить одну или несколько плит перекрытия, экономически целесообразно пользоваться последними двумя вариантами ручного инструмента или взять автоматический пистолет в аренду.

Важные нюансы

Нормативные документы допускают соединение элементов арматурного каркаса методом электродуговой сварки. Это лучший вариант, если есть соответствующая квалификация и под рукой есть сварочный аппарат.

При соединении арматуры способом сварки, сварочный шов должен быть в виде минимально затрагивающей тело стержня точки. В противном случае (при глубокой проварке) происходит ослабление сечения. Соответственно происходит ослабление несущей способности каркаса. Это недопустимо!

Пошаговое руководство по армированию монолитной плиты перекрытия

Древнюю основу стройки — камень — давно научились делать из жидкого бетона. Использовать его для плит перекрытия не получалось до конца девятнадцатого века, пока не был изобретен железобетон. Отличием стала десятикратно возросшая прочность на изгиб.

Что дает армирование?

Обычный бетон может выдержать десятки и сотни тонн нагрузки, но только в том случае, если они не будут его изгибать. М200 переносит сжатие 200 кг/с на 1 см2. То есть, чтобы раздавить стандартный лабораторный образец, «кубик» со стороной 10 см, требуется нагрузка 20 тонн. При этом не имеющий упрочнения ФБС такой же прочности, а в толщину больше 60 см можно переломить ударом кувалды. Если же мы попробуем сделать плиту, она упадет просто под собственным весом. При изгибе одна половина сечения блока сжимается, а вторая растягивается, растяжению же бетон сопротивляется слабо.

Читайте также  Как правильно утеплить кровлю изнутри?

Выход нашли в усилении растягивающихся мест армированием. Стальной прут класса АIII выдерживает растяжение больше 5 тонн на см2. А это значит, что достаточно добавить в сечение всего 2-3 % стали и прочность конструкции увеличится десятикратно.

Бессмысленно укреплять растянутую зону больше, чем выдержит сжатая. Когда нагрузка превысит критическую, она все равно переломится. Упрочнение перекрытия в сжатой зоне бессмысленно. Мы имеем дело с тонкими длинными стержнями, начни их сжимать — просто изогнутся (потеряют устойчивость).

Как узнать, где требуется армирование?

Чтобы определить, где и какие усилия испытывает плита, толщину, сечение, шаг прутьев, необходимо владеть формулами строительной механики. Не нужно придумывать все «с нуля», достаточно заглянуть в каталог и подобрать подходящую для нашего пролета. К примеру, альбом серии 1.143-5пв содержит чертежи сплошных плит толщиной 16 см с подробными спецификациями и размерами металла. Укрепляют перекрытия каркасом в виде сетки. Одна располагается в нижней, а вторая — в верхней части сечения.

Возникает вопрос, если при нагрузке растягивается нижняя часть, зачем же сетка вверху? Края плиты зажаты в стенах, поэтому знаки усилий распределяются по более сложной схеме. И рядом с местом опирания перекрытие оказывается растянутым как раз сверху.

Как распределять арматуру?

Схема выглядит следующим образом:

  1. Нижняя сетка с ячейками порядка 25х25 см, арматуры AIII диаметром не менее 12 мм. Закрывает всю площадь плиты, не доходя до края на величину защитного слоя (4-5 см).
  2. Вверху заполнять всю площадь не обязательно. Достаточно уложить сетку по периметру, приблизительно на четверть размера по длине и ширине от края. При этом шаг сначала ставим 15х15 см, а начиная с половины армировки, переходим на 25х25. Сталь берем такую же, что и нижнего каркаса.
  3. Выдерживать расстояние между сетками монолитной плиты помогают пруты AI диаметра 6 мм, установленные вертикально.

Разрабатывая армирование на основе готовой серии, имейте в виду: стандарт предполагает изготовление конструкций на заводе ЖБИ. Это гарантирует точное соответствие класса бетона по всем параметрам.

При самостоятельном устройстве будет не лишним увеличить сечение стержней и прочность раствора минимум на треть. Пусть возрастет смета, зато гарантированно получите надежную плиту.

Еще до начала работы будущее перекрытие необходимо нарисовать. Делаем это в масштабе, в трех проекциях: вид сверху, продольный и поперечный разрез. На чертеже рисуем армирующие сетки, их расположение по толщине сечения и на плане. Не пожалейте времени, найдите в сети калькулятор для расчета арматуры. При составлении спецификации укажите не только длину, но и вес каждого элемента. Выведите общую массу стали по маркам.

Покупка металла на вес позволит вам сэкономить 10-15 % от цены, что получится при расчетах по длине. Чтобы сэкономить время и деньги, попросите сразу нарезать прокат по размерам. Эту услугу обычно оказывают на базах, стоит она недорого.

Выбирая толщину плиты, не стоит экономить. Нормально, если при пролете до 5,5 метров перекрытие составляет по высоте 16-18 см, дело не только в прочности. Железобетон М300 и в 10 см выдержит вес жильцов, мебели и всех гостей дома, но при этом система будет «играть», а звукоизоляция окажется ниже всякой критики.

При увеличении пролета усилия в сечении растут не прямо пропорционально, а с опережением. Конструкции длиннее 6 м выполняют с предварительно напряженной арматурой либо имеющими внизу ребра жесткости, чтобы увеличить рабочую толщину сечения. Правильно рассчитать такое перекрытие, не имея специальных знаний, не получится, а готовые решения найти довольно сложно.

Инструменты арматурщика

ри частном малоэтажном домостроении опалубку для плиты изготавливают из дощатых щитов или толстой фанеры (вариант — ОСП-3). Специализированные фирмы имеют стандартные комплекты, работать с которыми куда удобнее. Если есть возможность взять такую оснастку в аренду, ей нужно обязательно воспользоваться.

Укладка арматуры своими руками

Все операции интуитивно осваиваются буквально в течение получаса. Скрутки играют лишь вспомогательную роль, их задача — обеспечить необходимое положение стержней в толще бетона только при его заливке. Сами они не добавляют перекрытию никакой прочности, а их работа заканчивается, когда конструкция заполнена.

Работы начинаем с прутьев нижней сетки. Раскладываем приблизительно равномерно сначала один слой, затем два или три отрезка перпендикулярных. Приступаем к вязке: скрепим четыре прута по периметру монолитной плиты, чтобы образовался прямоугольник. Затем связываем концы прутьев нижнего «слоя» армировки с перпендикулярными. При этом соблюдаем необходимый шаг как с одного, так и с другого края.

Вязаное соединение делается по технологии:

  1. Заготавливаем отрезки проволоки нужной длины и сгибаем их посредине. Место сгиба сильно не сжимаем, оставляем «петельку», достаточную, чтобы вошел кончик вязального крюка.
  2. Двойную проволочку изгибаем и заводим, снизу захватывая оба стержня в месте пересечения.
  3. Зацепляем вязальный крюк за петельку и заводим за нее второй, двойной конец проволоки.
  4. Вращая крючок, скручиваем проволоку до получения прочного соединения. Если петелька обломится, ничего страшного, лишь бы на узле осталось хотя бы два-три витка скрутки.

Чтобы выдержать расстояние между прутьями, используем рулетку. Еще удобнее сделать шаблоны из обрезка деревянной рейки, по длине соответствующие разному шагу арматуры, и маркером надписать размер.

После того, как все стержни нижней сетки связаны в местах пересечения, переходим к устройству верхней. Работаем не торопясь, сверяясь с эскизом. При продольном соединении проката напуск должен составлять не менее 40 диаметров арматуры (желательно 50). Скрутки делаем минимум в двух местах нахлеста, сетки готовы.

Переходим к вертикальным прутам, схема установки — в шахматном порядке, шага достаточно 30-40 см. С помощью гибочного станка и «болгарки», заранее заготовим необходимое количество деталей. По форме они представляют собой скобу, напоминающую сильно вытянутую по высоте латинскую «S» либо русскую «С».

Сетки заранее раздвигаем на проектное расстояние, вставляя шаблоны нужной толщины, сколоченные из досок или брусьев. Приступаем к монтажу распорных стержней. Технология тут даже проще, чем для вязки сеток: верхним и нижним изгибом зацепляем хомуты за прутья, затем фиксируем скрутками. Когда каркас готов, убираем распорные шаблоны и приступаем к бетонным работам.

Требуется соблюдение несложных правил безопасности:

  1. Работаем в перчатках, заусенцы на арматуре, тонкие края проволоки могут серьезно повредить кожу.
  2. Прежде чем взять в руки УШМ, надеваем очки или прозрачный щиток.
  3. Чтобы не спотыкаться при перемещении по сеткам, не лишним будет сколотить для ходьбы легкий дощатый трап.
  4. При укладке бетона под заливаемой плитой не должны находиться люди.

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.

Как правильно армировать конструкцию? При выполнении задачи нужно соблюдать несколько правил. При строительстве частного дома обычно не разрабатывают подробный рабочий проект и не делают сложных расчетов. Из-за небольших нагрузок считаю, что достаточно соблюсти минимальные требования, которые представлены в нормативных документах. Также опытные строители могут заложить арматуру по примеру уже сделанных объектов.

Плита в здании может быть двух типов:

  • фундаментная;
  • перекрытия.

В общем случае армирование плиты перекрытия и фундаментной не имеет критических отличий. Но важно знать, что в первом случае потребуются стержни большего диаметра. Это вызвано тем, что под элементом фундамента есть упругое основание — земля, которое берет на себя часть нагрузок. А вот схема армирования плиты перекрытия не предполагает дополнительного усиления.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Читайте также  Софиты для кровли что это такое?

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм.
При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

  • сплошное;
  • ребристое:
  • по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

(function(w, d, n, s, t) <
w[n] = w[n] || [];
w[n].push(function() <
Ya.Context.AdvManager.render( <
blockId: “R-A-510923-1”,
renderTo: “yandex_rtb_R-A-510923-1”,
async: true
>);
>);
t = d.getElementsByTagName(“script”)[0];
s = d.createElement(“script”);
s.type = “text/javascript”;
s.src = “//an.yandex.ru/system/context.js”;
s.async = true;
t.parentNode.insertBefore(s, t);
>)(this, this.document, “yandexContextAsyncCallbacks”);

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Перекрытие по профлисту

В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:

  • рабочие стержни в ребрах;
  • сетка в верхней части.

Армирование плиты перекрытия по профлисту

Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.

В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.

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.

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.

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.

  1. В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий
  2. Определение требуемой толщины монолитного перекрытия
  3. НДС перекрытий
  4. Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование
  5. Расчет монолитного перекрытия пример
  6. Толщина монолитного перекрытия

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.

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).

Читайте также  Утепление керамзитом чердака для деревянного перекрытия

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:

  • арматурой класса А-III,
  • класс бетона В25,
  • защитный слой 20мм

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

Пошаговое армирование плиты перекрытия своими руками

В строительстве метод армирования встречается довольно часто. Он представляет собой соединение минимального количества компонентов, примером может выступить арматура и бетон. Сейчас люди все чаще стали брать хлопоты по ремонту в свои руки, и такой метод, как армирование плиты перекрытия, пользуется спросом. Так как позволяет сделать перекрытие между этажами намного прочнее и не требует специальной техники.

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.

Виды монолитных плит

При выборе платформы монолитного типа посмотрите на ее вид (обозначается буквами).
Немного о маркировке:

  • плита перекрытия (ПК);
  • плиты настила облегченные (ПНО);
  • настил внутренний (НВ).

Также, согласно поперечному сечению, может отличаться структура:

  • пустотные;
  • ребристые;
  • сплошные.

Утепление и надежную звукоизоляцию в помещениях обеспечит использование многопустотной плиты, которая, в свою очередь, может быть:

  • круглой;
  • овальной;
  • вертикальной.

Делая выбор, следует учитывать разницу между плитами, климат того района, где планируется постройка.

Что нужно помнить при армировании

Чтобы конструкция не становилась менее гибкой, имея ту же массу в постройке над колоннами, должны использоваться поддерживающие балки. Рабочее давление на монолитных участках происходит вниз, распределяясь по платформе более-менее равномерно.

Расположение отверстий в местах опирания покрытия на колонны (где зона продавливания) нежелательно, так как это одно из самых напряженных зон в плите, которые могут снизить эффективность работы.

Армирование безригельной и железобетонной плиты

Использование безригельной плиты позволяет работать как упругая пластина и имеет в любом сечении нормальные и касательные напряжения.

Имеется три варианта систем армирования данной плиты:

  • Первая система – двухпутная. Заключается в том, что стержни арматуры расположены взаимно перпендикулярно направлению параллельным линиям колон.
  • Вторая система – четырехпутная. В ней, кроме взаимно перпендикулярных линий, направленных параллельно колонн, стержни арматуры расположены также по диагоналям. Таким образом, вырисовываются четыре направления стержней арматуры: продольное, поперечное, два по диагонали.
  • Третья система – кольцевая. Подразумевает под собой отдельные концентрические кольца, которые размещаются в разных зонах плиты, где они делятся на центральную (А), междуопорную (В), опорную (С) зону.

В свою очередь, применение железобетонных плит – надежный вариант для перекрытий потому, что они имеют высокую прочность, способны выдерживать большие нагрузки. При одном перекрытии равномерно распределяют нагрузку по стене, имеют адекватную цену и несложную конструкцию.

Процесс армирования

  1. Рассчитываем нагрузку. Перед началом работы проводятся точные расчеты статистической нагрузки для будущей конструкции:
  • действующие – такие как вес плиты, отделочного материала, потолка и стен;
  • временные – например, мебель, люди, оборудование.

Учитывая результаты, выбираем бетон, толщину плиты, необходимое армирование и схему армирования.

  1. Делаем опалубку. В обязательном порядке устанавливается по всей длине плиты. На телескопические стойки крепятся продольные балки и поднимаются на необходимую высоту, после чего монтируются поперечные бруски, и к ним закрепляется фанера. Готовая конструкция выравнивается с помощью нивелира либо уровня.
  2. Изготавливаем каркас. Он мастерится по готовой схеме. Приблизительный размер ячеек 150 на 150 мм или 200 на 200 мм. Продольные участки каркаса должны быть целыми. При нехватке длины арматура выкладывается внахлест на минимальном расстоянии, которое равно 40 мм в диаметре. Арматура между собой не приваривается, для закрепления используется проволока, тогда конструкция выходит подвижной. Дополнительная арматура располагается между слоями каркаса и создается из дополнительных прутьев (длиной от 400 до 1500 мм). Сам каркас должен быть полностью погружен в бетон. Расстояние от опалубки до каркаса – от 20 мм.
  3. Завершающим этапом является заливка. Бетон заливается один раз, лучше пользоваться бетононасосом. После того как смесь залита, ее надо хорошо уплотнить. Чтобы уберечь готовое изделие от появления микротрещин, пару дней нужно увлажнять плиту, разбрызгивая на нее небольшое количество воды. После полного застывания бетона изделие готово к эксплуатации.

В итоге получается надежная постройка, которая без проблем переживет механические нагрузки.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: