Виды и устройство бетонных междуэтажных перекрытий жилых домов
В современном городском строительстве чаще всего применяются технологии монолитно-каркасного строительства, сутью которых является возведение конструкций домов (в том числе и перекрытий) путем заливки бетонной смеси в закрепленную заданным проектным положением форму — опалубку.
Эта технология применяется, как говорится, «сплошь и рядом» в городских условиях и виды бетонных перекрытий, как правило, являются разновидностями монолитных (ребристые, балочные и безбалочные) в зависимости от нагрузок, длины пролета и других факторов.
Однако когда речь идет о загородном жилищном строительстве, будь то особняк, коттедж, дачный дом для круглогодичного проживания или простой садовый сезонный дом – без разницы, существует множество вариантов возведения. Соответственно, виды и устройство бетонного перекрытия могут быть реализованы в нескольких вариантах, а именно:
- монолитное перекрытие;
- сборно-монолитное (часторебристое) перекрытие;
- сборно-железобетонное перекрытие.
В данной статье мы разберем именно виды бетонных перекрытий, но бывают еще деревянные балочные перекрытия, которые пользуются популярностью при строительстве небольших домов и перекрытий мансардных этажей.
У всех видов перекрытий есть свои особенности, но разновидности бетонных перекрытий особо отличаются своей прочностью, небольшой толщиной конструкции, долговечностью и легкостью в монтаже относительно человеческой силы. Рассмотрим ниже каждую разновидность перекрытия из бетона подробнее.
Устройство современных монолитных междуэтажных перекрытий жилых домов
Классическое монолитное междуэтажное перекрытие для жилого дома представляет собой цельную, гладкую плиту без устройства пустот для облегчения (как в случае сборно-ж/б), толщина которого колеблется по строительной нормативной документации в пределах 5-20 см.
При этом опалубки, на которые заливают бетон, представляют собой гладкие щиты из ламинированного материала или стеклопластика, которые выставляются по специальной обрешетке с упором в стояки-держатели.
Когда речь идет про устройство монолитного перекрытия, то тут его можно разделить на балочное и безбалочное. Балка является ребром жесткости плиты и располагается посередине его, с расчетом на уменьшение момента изгиба.
Междуэтажные перекрытия жилых домов, как правило, являются безбалочными, но если пролет довольно широкий, то может быть выполнена балка для подстраховки.
Существует много вариантов, по которым выполняется армирование монолитной плиты перекрытия, при этом хорошо использовать арматуру класса А3 (горячекатаную стальную). Диаметр арматурных штырей подбирают в зависимости от предполагаемых нагрузок на плиту, он колеблется в пределах 8-14 мм.
Армирование представляет собой перевязку арматурных стержней в сплошную сетку с размерами ячейки 150х150 мм или 200х200 мм, при этом укладывается она в два слоя. Первый – в нижней части будущей плиты, на расстоянии пару см от опалубки, второй ряд арматурной сети – в верху так, чтобы он был покрыт пару см слоем бетона и толщина вписалась в общую проектную.
Такие плитные утеплительные материалы как пенополистирол и минеральная вата, пронзают металлическими скобами, к верху укладывают их на выставленные щиты.
Сверху устанавливают арматурный каркас, затем происходит заливка монолитного перекрытия, после демонтажа опалубки перекрытие выходит уже утепленным.
Итог – экономия времени и денег на дополнительные работы по утеплению и клеящие материалы. Однако, при этом важный нюанс – пенопласт нельзя использовать внутри дома (для таких целей есть другие, ему подобные материалы). Кроме того стоит учесть, что отделка плиты данного устройства происходит особыми способами, отличными от тех, которые указанные на типичных технологических картах.
Современное монолитное перекрытие дома с несъемной опалубкой, другими словами — устройство бетонного перекрытия по профлисту, является весьма популярным, такая опалубка выгоднее, чем искать и брать в аренду специальные щиты.
Самым примитивным примером несъемной опалубки может быть профилированный лист (т. н. «профнастил»), предназначенный для устройства скатной кровли. Его монтируют по той же обрешетке со стояками, но после демонтажа подпорных конструкций профлист оказывается прочно прикрепленным к плите.
Существуют так называемые «сэндвич-панели», которые представляют собой слой теплоизоляционного материала, с обеих сторон покрытого тем же самым металлическим профлистом. Применять такой материал в качестве утеплителя – это как говорится, «одним выстрелом двух зайцев», то есть утеплитель плюс несъемная опалубка. Кроме того, на такие перекрытия (при условии допустимых отклонений) можно рискнуть монтировать на саморезы по металлу облегченные листы гипсокартона, без каркаса.
Устройство современных сборно-монолитных междуэтажных перекрытий жилых домов
Ранее, до того, как появились часторебристые сборно монолитные перекрытия, данный вид представлял собой готовые плиты и элементы балок, ригелей заводского производства, которые монтировались в проектное положение и некоторые их участки замоноличивались, то есть, бетонировались.
Сборно-монолитные элементы ригелей и балок представляли собой П-образные (перевернутые к верху в проектном положении) бетонные элементы со встроенными внутрь их полости арматурными каркасами. На их бетонные основания укладывались сами плиты, после чего внутрь заливали бетон (замоноличивали). Так получались сборно-монолитные перекрытия.
Опорные вертикальные элементы (колонны, несущие простенки) для таких балок и ригелей также производились на заводах и монтировались в проектное положение.
Они имели специальные арматурные выпуски и ниши, в которых производилось примыкание ригеля со сваркой арматурных выпусков и закладных деталей. Эти монолитные участки в сборных перекрытиях также подвергались замоноличиванию.
Эта технология до сих пор применяется в градостроительстве, однако гораздо реже, чем технология сплошного монолитно-каркасного строительства. Основное преимущество таких перекрытий – скорость монтажа и минимум (или вообще полное отсутствие) опалубочных работ и работ по устройству временных опорных элементов, каркасов и обрешеток.
Кроме того, плиты, являясь заводского производства изделиями, могут иметь арматурный каркас с предварительно напряженными стержнями рабочей арматуры, что улучшает прочность, уменьшает прогиб самой плиты. Такие плиты также являются легкими по причине того, что имеют полости в своей конструкции, а также могут быть выполнены в процессе производства полости для проведения инженерных коммуникаций.
Современные сборно-блочные плиты перекрытия – это современный, наиболее распространенный в загородном строительстве вид перекрытий. Иначе они называются, как сборно монолитные перекрытия из газобетона и состоят из основ для балок (ребер) со встроенными арматурными каркасами, и самих блоков, которые укладывают на них.
Блоки же представлены как изделия из газобетона с большими пустотами внутри, что делает их очень легкими материалами.
Основы ребер укладываются на опорные конструкции (стены) с указанным в зависимости от ширины блока шагом.
Когда основы ребер выставлены и по ним собраны блоки, остается только залить бетоном образовавшиеся участки продольных полостей, в которых находится арматурный каркас.
Так как блоки сами по себе не имеют высокой прочности, то по всему перекрытию устанавливают сетчатый каркас и вместе с замоноличиванием участков ребер, производят полную заливку укрепляющего слоя бетонной стяжки.
Таким образом, получается довольно прочное, а главное – быстрое в монтаже междуэтажное часторебристое перекрытие, также при этом практически исключены опалубочные работы.
Устройство современных сборно-железобетонных междуэтажных перекрытий жилых домов
Еще в советские времена сборные железобетонные перекрытия практиковались во всю: заводы, административные предприятия и жилые дома – в большинстве все строилось из сборного железобетона, самый яркий пример – советские «Хрущовки», которые росли, как грибы.
Однако на сегодня они применяются очень редко, так как их стоимость производства и транспортировки велика. Кроме того, для их монтажа обязательно необходима дорогостоящая строительная техника – подъемный кран.
Что раньше, что сейчас — устройство железобетонной плиты не поменялось и эти изделия до сих пор производятся по советским СНИП’ам (строительным нормам и правилам). В основе ее армирования лежат предварительно напряженные продольно уложенные между пустотами ребристые арматурные стержни, которые обеспечивают прочность разрыв, изгиб плиты соответственно. Торцы плиты ровно срезанные, а боковые грани выполнены так, чтобы при состыковке их вышел широкий шов (в который заливают бетон), сужающийся к низу.
Ежели речь идет о загородном строительстве с возведением стен из кирпича или блочных материалов, то монтаж железобетонных плит перекрытия производится на специально подготовленную верхнюю часть стены, которая завершает этаж.
В случае с кирпичной стеной, производится выравнивающая бетонная подушка, на которую на практически сухой цементный раствор укладывается плита.
Если же речь идет об укладке такой плиты на несущую стену из блочного материала (пеноблок, газоблок, шлакоблок, ракушечник), то ранее на окончание стены производят устройство бетонного армированного пояса.
При возведении промышленных сооружений (в редки случаях и при возведении жилых), монтаж сборных железобетонных плит перекрытия производится на специальные опоры – ригеля. При этом сами ригеля укладываются на консоли колонн – специальные выступы на них, с последующим сварным соединением закладных деталей. Все элементы такого перекрытия, в отличие от сборно-монолитного, являются уже готовыми и не требуют дополнительных работ по бетонированию, разве что имеют место работы по замоноличиванию швов примыканий плит.
Монтаж перекрытий – это дело весьма трудоемкое, однако, этим все не заканчивается, ведь нужно еще произвести черновое и чистовое выравнивание поверхности перекрытий. Это тоже процесс весьма разнообразный, в этом поможет «Устройство бетонных полов жилых помещений» — статья о том, как произвести отделку по перекрытию или по грунту тем или иным способом, с утеплением или без него.
Толщина монолитного перекрытия между этажами частного дома, расчет
Монолитное перекрытие представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, изготавливаемую и армированную на стройплощадке. Они применяются в случае, когда будут возлагаться существенные нагрузки, особенно в многоэтажных строениях. Частное строительство предполагает меньшие затраты на монтаж и задействование строительной спецтехники, так как выполнение некоторых или всех этапов можно проводить самостоятельно.
Факторы, влияющие на толщину конструкции
Технология достаточно трудоемкая, поэтому проведение расчетов рекомендуется доверить опытным специалистам. По готовым параметрам начинается сборка опалубок, армирование и заливка бетона. Основным размерным показателем является толщина монолита. В процессе эксплуатации он воспринимает огромное количество постоянных и временных нагрузок, поэтому следует выбирать такие размеры, чтобы он смог их выдержать без деформаций.
Основными усилиями в гражданских или промышленных многоэтажных домах могут выступать вышележащие конструкции, мебель, люди, оборудование или техника. Перекрытия взаимодействует с поперечными и продольными стенами, за счет чего обеспечивается пространственная жесткость и устойчивость всего сооружения. В расчет включаются абсолютно все нагрузки и сочетания в максимальном значении.
Разновидности плитных систем
Существует несколько видов, соединенных между собой в единое монолитное перекрытие:
- Балочная. Данный тип имеет ригели, расположенные поперек дома или крест-накрест.
- Безбалочная. Выступающие ребра отсутствуют, а плиты укладываются непосредственно на несущие стены.
На практике рекомендуется использовать первый вариант с поперечным расположением ригелей. Однако окончательное решение принимается с учетом таких факторов, как: назначение, направление технологических потоков, технология устройства каркаса жесткости, метод размещения нагрузок. При правильном распределении усилий от крупногабаритного оборудования или мебели нагрузки будут распространяться равномерно.
1. Ребристые.
Главные и второстепенные балки, а также перекрытие представляют целую конструкцию. Основные балки опираются на стены и имеют продольное или поперечное направление. Расстояние между ними может составлять 6-8 м, а высота – 1/8-1/15 от этой величины. Второстепенные длиной до 7 м устраиваются с шагом 1,5-3 м. В зависимости от пролета рассчитывается толщина плиты, она должна равняться не менее 60 мм. При наличии серьезных нагрузок может увеличиться до 120 мм.
Перекрытия между этажами в частных домах работают в коротком направлении с опиранием на ригели. Иногда для экономии средств на материалы вместо опорных балок используют технологию заливки по профнастилу. Все балочные конструкции имеют одинаковую высоту, а плиты опираются по всему контуру. Пролет балок в частном строительстве равняется 4-6 м. В промышленных сооружениях в зависимости от назначения наиболее экономичной является балочная система.
2. Безбалочные.
Данный тип характеризуется одной сплошной плитой, опирающейся на колонны или несущие стены здания. Устройство опалубки для ее изготовления осуществляется гораздо проще, а высота перекрытия и пола верхнего этажа увеличивается на 100-400 мм.
Гладкий потолок выглядит более эстетично, а монолитные капители можно изготавливать в различных архитектурных вариациях.
Толщина принимается в соотношении 1/30-1/35 величины наибольшего пролета. Безбалочная система позволяет перекрывать объем с экономической выгодой, так как исключаются затраты на устройство балочных конструкций. Однако это возможно, если пролет составляет не более 6 м, а сетка колонн имеет квадратное расположение в плане. При этом нагрузка на монолит должна распределяться равномерно по всей площади.
Частные застройщики отдают предпочтение именно такому типу, так как скорость возведения дома, а также финансовые затраты существенно снижаются. К тому же увеличивается фактическая площадь помещений без образования мертвых зон.
Какой толщины должно быть монолитное перекрытие. Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета
- Типы монолитных перекрытий
- Опора монолитного перекрытия по профнастилу
- Программа армирования монолитного перекрытия
- Расчет прочности монолитной плиты перекрытия
Многоэтажные здания в наше время проектируются с использованием габаритных унифицированных схем, причем основным типом перекрытий являются сборные перекрытия. Применение монолитных плит необходимо тогда, когда по каким-нибудь причинам необходимо отступить от унифицированных габаритных схем. К примеру, если по архитектурным или технологическим требованиям предусматриваются особенные характеристики здания (высота этажей, величина нагрузки, сложность очертаний в плане).
Подобные перекрытия отличаются гораздо большей жесткостью.
В сфере проектирования многоэтажных сооружений сложилось мнение о неиндустриальности монолитных железобетонных плит.
Однако с применением щитовой инвентарной опалубки и при надлежащей механизации работы монолитное перекрытие становится индустриальным и требует меньших денежных вложений (экономия электроэнергии).
Их достоинство заключается в большей жесткости в отличие от унифицированных конструкций (причиной тому является прочная связь элементов плиты), вследствие этого монолитные плиты зачастую являются более экономичными (из-за отсутствия сварных стыков и меньшего расхода материала). Главным минусом такого перекрытия является сложность работ в холодное время года.
Расчет монолитного перекрытия: обратиться за помощью или одолеть самому?
Не вызывает сомнений, что оптимальным вариантом строительства монолитной плиты является его проведение в полном соответствии с планом. Расчет конструкции, который проводится специалистами, имеет некоторые преимущества:
Схема монолитного армированного перекрытия: назначение элементов конструкции.
- Монолитное перекрытие имеет требуемую несущую способность.
- Количество и сортамент арматуры, толщина и марка , которые применяются в конструкции по расчету профессионалов, считаются оптимальными, что дает возможность обойти ненужный избыток материалов и чрезмерные затраты труда.
- Разработанная специалистами программа строительства разрешает опереть монолитную плиту не только на стены, но также и на отдельно взятые колонны, что во много раз расширяет свободу планировки дома. Причем армирование конструкции в местах его соприкосновения с колоннами во многом отличается от армирования обыкновенного перекрытия, поскольку в таких участках нужно устанавливать вспомогательные стержни арматуры усиления.
- В проекте произведен четкий расчет всех объемов работ, что значительно помогает облегчить устройство конструкции тогда, когда с целью выполнения работ вы решите обратиться в строительную компанию или к частной бригаде.
Но что делать в том случае, если вы по какой-то причине не можете обратиться к подобного рода специалистам? Попробовать самостоятельно рассчитать устройство и ? Конечно, вы можете предпринять такую попытку, но вряд ли сможете осуществить задуманное без наличия специального образования и навыков. Плюс к тому, при таких попытках от осознания того факта, что постичь такой расчет «в бравой кавалерийской атаке» не получается, многие поддаются панике и унынию.
Но не нужно отчаиваться, ведь вы строите свой собственный дом, а не торгово-развлекательный центра с помещениями размером 12 на 24 м, поэтому для в частном доме можно прибегнуть к стандартному решению. А за консультацией к специалистам вам стоит обращаться в тех случаях, если вы решите сделать ваше жилище с рядом из монолитных колонн и несущего перекрытия, или же в том случае, когда пролет перекрытия будет превышать 7 м.
Ребристые монолитные плиты являются системой перекрестных балок – основных и второстепенных, – которые соединяются монолитно между собой и поверху объединяющей их плитой.
Вернуться к оглавлению
Типы монолитных перекрытий
Балки и ригели, элементы балочного перекрытия, становятся одним целым с монолитной конструкцией.
Выделяют балочные и безбалочные системы плит. Балочный тип характеризуется наличием ригелей, которые располагаются либо поперек строения, либо крест-накрест. не имеет выступающих ребер. Как показывает практика, целесообразней всего применять поперечное расположение ригелей. Но все-таки окончательный вариант зависит от назначения возводимого монолитного перекрытия, направлением в помещениях технологических потоков, характером размещения нагрузок, методом устройства жесткости каркаса, можно разместить крупногабаритное оборудование на ригелях конструкции непосредственно, на отдельный ригель нагрузка снижается. При устройстве монолитной конструкции балки и ригели становятся одним целым с плитами.
У безбалочного типа монолитного перекрытия отсутствуют выступающие ребра ригелей. Вместо них выступают участки плит 0,2-0,3 от места, где находится пролет. Им отведена роль плитных плоских ригелей, которые работают между колоннами в пролет по схеме балок. Из-за этого исключается устройство отверстий и проемов в участках междуколонных плит монолитного перекрытия, в этом качестве может применяться срединная часть монолитной плиты. Принимаются монолитные конструкции толщиной, которая примерно равна 1/32 самого большого пролета, и если пролет не превышает 6 м, проще изготавливать плиты монолитного перекрытия плоскими.
Вернуться к оглавлению
Ребристые монолитные перекрытия
Плиты перекрытия в данной конструкции опираются на главные и второстепенные балки.
Монолитные ребристые конструкции, у которых есть балочные плиты, состоят из главных балок, второстепенных балок и плиты, которая объединяется с балками в монолитное одно целое. Основные балки имеют упор на колонны и могут располагаться в поперечном или же продольном направлении. Принимается пролет основных балок в границах от 6 до 8 м. Высота главных балок принимается равной 1/8-1/15 величины, которой обладает пролет, а ширина – ½ значения высоты. У второстепенных балок монолитной конструкции пролет равен 5-7 м, и устанавливается шаг второстепенных балок от 1,5 до 3 м. От назначения монолитного перекрытия зависит значение толщины плиты, но оно должно быть не менее 60 мм. Если предусматриваются значительные нагрузки, то толщину плиты можно увеличить до 120 мм.
Плиты перекрытия работают в коротком направлении, опираясь при этом на главные и второстепенные балки. Во время сооружения ребристое монолитное перекрытие требует немалых затрат материала и рабочей силы, по этой причине зачастую их заменяют .
Вернуться к оглавлению
Безбалочный тип монолитного перекрытия
В основе безбалочной монолитной конструкции лежит сплошная плита, которая опирается на колонны. В таком типе перекрытия по сравнению с ребристым типом упрощается устройство опалубки. Можно придавать разнообразные архитектурные формы монолитным капителям. Толщина плиты принимается в пределах от 1/30 до 1/35 большего пролета. Безбалочные перекрытия дают возможность использовать объем перекрытия и являются экономически выгодней, если пролет не более 6 м с квадратной сеткой колонн и равномерно распределенными тяжелыми нагрузками на монолитное перекрытие. Безбалочный тип монолитного перекрытия более востребован в промышленном и жилом строительстве в случа
Толщина монолитного перекрытия между этажами частного дома, расчет
Монолитное перекрытие представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, изготавливаемую и армированную на стройплощадке. Они применяются в случае, когда будут возлагаться существенные нагрузки, особенно в многоэтажных строениях. Частное строительство предполагает меньшие затраты на монтаж и задействование строительной спецтехники, так как выполнение некоторых или всех этапов можно проводить самостоятельно.
Факторы, влияющие на толщину конструкции
Технология достаточно трудоемкая, поэтому проведение расчетов рекомендуется доверить опытным специалистам. По готовым параметрам начинается сборка опалубок, армирование и заливка бетона. Основным размерным показателем является толщина монолита. В процессе эксплуатации он воспринимает огромное количество постоянных и временных нагрузок, поэтому следует выбирать такие размеры, чтобы он смог их выдержать без деформаций.
Основными усилиями в гражданских или промышленных многоэтажных домах могут выступать вышележащие конструкции, мебель, люди, оборудование или техника. Перекрытия взаимодействует с поперечными и продольными стенами, за счет чего обеспечивается пространственная жесткость и устойчивость всего сооружения. В расчет включаются абсолютно все нагрузки и сочетания в максимальном значении.
Разновидности плитных систем
Существует несколько видов, соединенных между собой в единое монолитное перекрытие:
- Балочная. Данный тип имеет ригели, расположенные поперек дома или крест-накрест.
- Безбалочная. Выступающие ребра отсутствуют, а плиты укладываются непосредственно на несущие стены.
На практике рекомендуется использовать первый вариант с поперечным расположением ригелей. Однако окончательное решение принимается с учетом таких факторов, как: назначение, направление технологических потоков, технология устройства каркаса жесткости, метод размещения нагрузок. При правильном распределении усилий от крупногабаритного оборудования или мебели нагрузки будут распространяться равномерно.
1. Ребристые.
Главные и второстепенные балки, а также перекрытие представляют целую конструкцию. Основные балки опираются на стены и имеют продольное или поперечное направление. Расстояние между ними может составлять 6-8 м, а высота – 1/8-1/15 от этой величины. Второстепенные длиной до 7 м устраиваются с шагом 1,5-3 м. В зависимости от пролета рассчитывается толщина плиты, она должна равняться не менее 60 мм. При наличии серьезных нагрузок может увеличиться до 120 мм.
Перекрытия между этажами в частных домах работают в коротком направлении с опиранием на ригели. Иногда для экономии средств на материалы вместо опорных балок используют технологию заливки по профнастилу. Все балочные конструкции имеют одинаковую высоту, а плиты опираются по всему контуру. Пролет балок в частном строительстве равняется 4-6 м. В промышленных сооружениях в зависимости от назначения наиболее экономичной является балочная система.
2. Безбалочные.
Данный тип характеризуется одной сплошной плитой, опирающейся на колонны или несущие стены здания. Устройство опалубки для ее изготовления осуществляется гораздо проще, а высота перекрытия и пола верхнего этажа увеличивается на 100-400 мм.
Гладкий потолок выглядит более эстетично, а монолитные капители можно изготавливать в различных архитектурных вариациях.
Толщина принимается в соотношении 1/30-1/35 величины наибольшего пролета. Безбалочная система позволяет перекрывать объем с экономической выгодой, так как исключаются затраты на устройство балочных конструкций. Однако это возможно, если пролет составляет не более 6 м, а сетка колонн имеет квадратное расположение в плане. При этом нагрузка на монолит должна распределяться равномерно по всей площади.
Частные застройщики отдают предпочтение именно такому типу, так как скорость возведения дома, а также финансовые затраты существенно снижаются. К тому же увеличивается фактическая площадь помещений без образования мертвых зон.
Устройство монолитных перекрытий — основные правила и расчет
Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье. Разбор характеристик видов и применения, устройства монолитных перекрытий.
В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий
Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?
- Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
- 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.
- 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.
- 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).
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:
- Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
- Вес конструкции пола 150 кг/м2.
- Полезная нагрузка 300 кг/м2.
- Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.
Общий вид расчетной схемы.
Схема деформации плит под нагрузкой.
Эпюра моментов Му.
Эпюра моментов Мх.
Подбор верхнего армирования по Х.
Подбор верхнего армирования по У.
Подбор нижнего армирования по Х.
Подбор нижнего армирования по У.
Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:
Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.
Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.
Толщина монолитного перекрытия
В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать, для устройства монолитных перекрытий, в частных домах толщину перекрытия 150мм, для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.
Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).
При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов, применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя. Потребуется расчет для соответствующих значений.
Видео: Основные правила устройства монолитных перекрытий
монолитные перекрытия
Минимальная толщина бетонного перекрытия в частном доме. Монолитное перекрытие
Одним из самых надежных и недешевых перекрытий в строительстве, является монолитное перекрытие. Определимся с характеристикой необходимости его возведения, монолитное перекрытие устанавливается когда:
- 1. Нет возможности доставить или установить железобетонные плиты сборного типа и если такой отказ от иных видов перекрытия (деревянного или любого облегченного) является осознанным;
- 2. Стены во внутренней части строения имеют сложную конфигурацию, что не позволяет установить необходимое количество стандартных плит (т.е. требуется строительство участков с перекрытием монолитного типа). В данном моменте рекомендуется на старте перейти к монолиту, чтобы избежать неоправданных финансовых трат на подъемные механизмы и устройство опалубки;
- 3. Сложные эксплуатационные условия (повышенные нагрузки, влажность и невозможность ее понижения с помощью гидроизоляции (например, бассейн или автомойка)). В настоящее время, плиты перекрытий изготавливают изначально напряженными, а армируют их натянутыми тросами, изготовленными из стали. Благодаря высокой прочности плит, сечение арматуры не велико, арматура подвержена коррозии и хрупкому разрушению.
- 4. Когда функцию перекрытия совмещают с монолитным поясом. В данном варианте, сборные железобетонные плиты, как правило, запрещено опирать на конструкции из легких элементов. Требуется выполнение монолитного пояса. Если цена пояса и перекрытия сборного типа равна или выше стоимости монолитного перекрытия – правильным станет выбор именно монолита. Если монолитное перекрытие опирать на конструкцию с глубиной, соизмеримой ширине пояса, то устраивать последний нет необходимости. При этом существуют исключения, когда присутствует сложный грунт (закарстованный, сейсмически активный, имеющий посадочность второго типа и прочее).
Толщина монолитного перекрытия.
В результате многолетней практики, для плитных конструкций изгибаемого типа, было установлено значение соотношения толщины и длины пролета. Это отношение для плит перекрытия равно 1:30. Так, при длине пролета в 6 метров, необходимая толщина плиты будет равняться 200 миллиметрам, а при длине плиты в 4.5 метра — 150 миллиметрам.
Уменьшать или увеличивать толщину монолитного перекрытия, можно с учетом эксплуатационной нагрузки на перекрытие. В строительстве частного объекта, где нагрузки небольшие, можно уменьшать установленную толщину не более чем на 10-15 процентов.
Напряженно-деформированное состояние перекрытия.
Для понимания принципов работы монолитного перекрытия и способах армирования нужно проанализировать напряженно-деформированное состояние плиты. Например, защемленная плита размером 12 на 6 м, толщина 20 см. Нагрузка составляет 500 кг/м2.
Если посмотреть на изополя перемещений перекрытия, можно заметить, что центральная часть подвержена большей деформации.
На мозаике напряжений так же заметно, область красного цвета соответствует растяжению плиты в нижней части, а область синего цвета сжатие плиты в нижней части.
Это учитывается при армировании плиты. На картинке расчета армирования показана площадь армирования. Центральная часть низа плиты подвержена большему растяжению, поэтому нуждается в большем армировании. Верхняя часть плиты подвержена растяжению у торцов, поэтому в этой зоне армируется сильней.
Опалубка монолитного перекрытия.
Монолитное перекрытие предусматривает заливку бетонной смеси в опалубку горизонтального типа, ее часто называют «палубой». Известно две вариации обустройства такой опалубки.
- Аренда металлической или пластиковой готовой конструкции, которая легко снимается. Этот вариант проще и многие застройщики отдают ему пре
Расчет плиты перекрытия и изгибающего момента (2 видео, 57 фото)
Загрузка …Во время строительства дома встает вопрос, какие плиты перекрытия использовать, что бы сэкономить на этом. Вне зависимости от размера и формы комнаты, над которой нужно установить плиту перекрытия, лучшими считаются монолитные железо-бетонные плиты.
В отличие от заводских прототипов, они дешевые, так как требуют минимальных затрат на закупку необходимых материалов, доставку, установку. Кроме того они имеют высокие показатели несущей способности, так как бесшовная поверхность довольно качественная. Но чтобы правильно произвести установку, необходимо выполнить расчет плиты перекрытия.
Почему же тогда во время строительства многие домовладельцы используют не монолитные прототипы, а заводские? Связанно это в первую очередь с тем, что строители ленятся работать больше необходимого и запугивают заказчика длительными подготовительными работами. Проблема состоит не в установке опалубки, заказе арматуры или чего-то еще, а в том, что очень сложно провести расчет монолитного перекрытия.
Преимущества
Монолитные железобетонные конструкции считаются самым надежным строительным материалом. Кроме того они имеют ряд значительных преимуществ:
- Благодаря технологии установки есть возможность установить плиту над комнатой любых размеров и габаритов, только нужно понимать, что понадобятся дополнительные опоры под ними.
- Такие плиты обеспечивают высокий уровень звукоизоляции.
- Снизу конструкции, поверхность получается гладкой и бесшовной, благодаря монолитному литью, что упрощает обработку поверхности для потолка.
- С помощью цельного литья вы можете создать балкон, который прослужит долгие годы.
- Отсутствие необходимости вызова подъемного крана, но при этом заливка монолитной плиты подразумевает наличие определенных инструментов и оборудования, например бетономешалки.
Газобетонные монолитные плиты считаются легкими и подходят для сборно-монолитных перекрытий. Их выполняют в виде готовых блоков, после чего заливают бетонной смесью.
Виды
Монолитные плиты различаются по технологии устройства:
- Балочные монолитные;
- Безбалочные;
- С несъемной опалубкой;
- По профнастилу.
Безбалочные типы перекрытий являются самым распространенным видом, так как на их устройство не нужно большое количество материалов, что позволяет значительно сэкономить деньги. Безбалочная конструкция представляет собой сплошную плиту, которая опирается на колонны или капители.
Перекрытия по профнастилу чаще всего используются во время установки террас, гаражей и подобных построек. В этом случае профлист играет роль несгибаемого основания, на которое заливают бетон. В виде опоры используют каркас из металлических колонн и балок.
Очень важно составить правильный расчет и чертеж для качественного перекрытия помещения.
Расчеты
Понятное дело, что общий вес конструкции напрямую зависит от размеров, в первую очередь от толщины. Но мало кто подозревает, что наряду с собственным весом на плиту приходится нагрузка в виде суммы массы стяжки, финишного покрытия, находящихся на ней людей и мебели. Таким образом становиться понятно, что точно рассчитать количество нагрузок на перекрытие невозможно.
Но если прибегнуть к статистическим данным, то удастся максимально точно произвести расчеты с запасом нагруза на плиту. Для примера приводим данную таблицу:
| Высота перекрытия размером 5 на 5 метров | 15 сантиметров |
| Допнагрузка из-за собственного веса плиты | д0.15*2500=375 килограмм на квадратный метр |
| Высота стяжки из цемента | 5 сантиметров |
| Толщина ламината | 0.8 сантиметров |
| Общий вес мебели | 2000 килограмм |
| Вес стола и предметов на нем | 200 килограмм |
| Вес 10 людей | 1200 килограмм |
| Распределенная нагрузка — qв | 400 килограмм на квадратный метр |
Итого общая сумма нагруза на плиту перекрытия составляет 775 килограмм на квадратный метр. Так как в данной таблице приведены составляющие имеющие характер не постоянного пребывания, то примем распределительную нагрузку (qв) как временную.
Расчет монолитной плиты перекрытия дело сложное и его лучше всего доверить специалисту.
Расчет наибольшего изгибающего момента
Самым важным параметром при выборе арматуры, точнее того какое сечение она будет иметь, является наибольший изгибающий момент. Как расчет монолитного перекрытия используем пример ниже.
Мы имеем дело с конструкцией, операющейся по своему контуру на стены, это означает, что она выступает как балка по отношению к осям абсцисс и осям аппликат и будет испытывать определенное сжатие в двух плоскостях.
Изгибающий момент по отношению к осям абсцисс балки с опорами на две стенки, который имеет пролет ln вычисляется по формуле mn = qnln2/8 (для большей удобности значение её ширины имеет 1 метр). Если пролеты равны, то равен и каждый момент.
На видео: Расчет на изгиб монолитного перекрытия.
Учитывая, что при применении квадратных плит q1 равна нагрузке q2, это означает, что они имеют половину расчетной нагрузы, которая обозначается q. В виде формулы это выглядит так:
m1 = m2 = q1l1²/8 = ql1²/16 = ql2²/16
В таком случае максимальным значением расчетного момента является данная формула:
Ma = 775*5²/16 = 1219.94 кгсм
Величина изгибающего момента для бетона имеет другое значение, так как он подвержен сжимающему воздействию:
Мб = (m1² + m2²)&sup0.5; = Ma√2 = 1219.94 x 1.4142 = 1725.25 кгсм
Вычисляем среднее арифметическое от обоих изгибающих моментов:
M = (Ma + Мб)/2 = 1.2707Ma = 1472.6 кгсм
Таким образом, мы вычислили наибольший изгибающий момент. Это лишь один расчет из множества расчетов, которые возможно вам придется провести для точного вычисления всех значений перекрытия. Все нормы расчетов перекрытия упомянуты в СНИП 52-01-2003.
Сборные плиты
Кроме монолитных плит в виде перекрытия часто устанавливают сборные плиты серий ПК, ПБ и ПТ. Их использую в строительстве, как многоквартирных домов, так и одноэтажных и двухэтажных домов. Плита ПК – расшифровывается как круглопустотная и является видом многопустотной плиты.
Плиты серии ПБ считаются новой технологией, и они пришли на смену плитам ПК. Их исполняют в любых формах, размерах и различной длинны. А все благодаря технологии беспрерывного производства, а не заливки как ПК.
Толщина подобных плит имеет стандартный размер – 22 сантиметра. Общая же толщина плит перекрытия в монолитном доме подразумевает под собой сумму и других значений:
- Толщина бетонной стяжки, около 5 сантиметров.
- Звукоизоляция, около 5 сантиметров.
- Теплоизоляция, около 10-15 сантиметров.
- Напольное покрытие.
- Конструкция потолочного покрытия.
В сумме толщина перекрытия выходит от 30 до 50 сантиметров.
Серия ПТ используется в виде дополнительных плит для конструкций перекрытий с применением плит ПБ и ПК. Так как они имеют достаточно небольшие размеры, то отлично подойдут для перекрытий над коридором, санузлом, кладовкой. Толщина плит ПТ меньше чем ПБ и ПК – 12 сантиметров, а в сумме с другими элементами перекрытия равняется 20 сантиметрам.
Перекрытия
по профилированному листу
При строительстве частного дома наиболее актуальным способом перекрытия потолка является заливка по профилированному листу. В этом случае сначала укладываются швеллера в виде несущих балок, на них профилированный лист, а сверху заливается слой бетона в размере около 15 сантиметров. В этом случае бетонную стяжку делают слоем с высотой 5 сантиметров.
Опирают профлист или поверх балок, либо с примыканием к швелерам. В доме с таким перекрытием максимальный вес на квадратный метр не может превышать 150 килограмм.
Интересно, что пол в случае с бетонированием на профилированный лист получается ровный, в отличие от поверхности потолка – её нужно дополнительно подготавливать под отделку.
Ребристое перекрытие
В частных домах не редко устанавливают и ребристое монолитное перекрытие, которое подразумевает укладку длинных ребер и слоя бетона между ними. Пустоты между ребрами заполняют специальными утеплителями, например:
- Керамзитом.
- Минеральной ватой.
- Пенополистиролом.
Высоту ребра в частном доме делают 20 сантиметров, этого достаточно, расстояния между ребрами около 5-10 сантиметров. Ширина ребра так же около 10 сантиметров. В случае с ребристым перекрытием используется стяжка, как и в других случаях – 5 сантиметров.
Установка ребристой плиты перекрытия считается простой и экономичной.
Расчёт плиты на сосредоточенную силу — 1 видео