Армирование монолитного перекрытия

Здравствуйте, друзья! Мой сегодняшний доклад будет полезен тем из вас, у кого в планах строительство собственного дома. Если быть точнее, то домик должен быть двух-трёхэтажным. Почему так? Потому что тема доклада-монолитное перекрытие в частном доме. А данное обустройство подразумевает наличие двух и более этажей.

Армирование монолитного перекрытия 20:34

В строительстве, в гражданском или частном строительстве, часто используется армированное монолитное перекрытие. С его помощью обустраиваются ступени, формируется крыльцо, делаются армированные монолитные плиты перекрытия между этажами, а также монолитные плиты покрытия при устройстве эксплуатируемых плоских крыш. Армирование позволяет использовать сразу несколько материалов, делая общую конструкцию максимально прочной и износостойкой.

При армировании монолитных конструкций с помощью опалубки перекрытий, а в частности железобетонного перекрытия сочетаются бетон и металл, они взаимодополняют друг друга. Бетон защищает арматуру, обеспечивая прочную ровную поверхность, которая обладает рядом характеристик – звукоизоляция, теплоизоляция, прочность. Арматура принимает на себя конструктивную нагрузку, защищая бетон от разрушения. В зависимости от того, в каком направлении укладываются стержни, достигаются заданные параметры прочности и устойчивости к нагрузкам.

Обязательно каждое монолитное перекрытие имеет опорную арматуру, которая защищает бетон в пристенной зоне, и венец, который проходит через все несущие конструкции и соединяется с концами арматуры предыдущей монолитной конструкции (стены, колонны, пилоны, балки), для большей прочности и устойчивости всего сооружения.

Армированную сварную сетку из арматуры периодичного профиля диаметром от ф6 мм до ф25 мм, изготовленную в заводских условиях, можно купить в готовом виде. Применение готовых арматурных каркасных сеток в монолитном строительстве, значительно ускоряет процесс армирования монолитного перекрытия. Но при покрытии большого участка придется соединять несколько арматурных плит, что создает дополнительные стыки. Последние значительно уменьшают прочность конструкции, а также создает дополнительные расходы на длину арматуры. Поэтому гораздо лучше провести армирование монолитного перекрытия из отдельных перекрестных стержней арматуры, что позволит получить прочную, монолитную конструкцию перекрытия.

ГОСТ на арматуру периодического профиля скачать

Армированные перекрытия имеют еще один весомый плюс – они более устойчивы к воздействию огня – в течение часа сооружение сможет удерживать распространение пламени. Для сравнения – от деревянного каркаса уже через 30 минут ничего не останется.

Материалы

Прежде, чем приступить к выполнению поставленной задачи, запаситесь следующими компонентами:

Для опалубки понадобятся доски, либо листы фанеры. Чем более гладкой будет поверхность палубы, тем проще выполнить в дальнейшем демонтаж.

Металлические опоры, которые удержат ваш будущий пол/потолок. Необходимое количество балок-1 штука на 1м².

Железные пруты толщиной 8-12 мм для формирования армированной сетки.

Бетон. Желательно М-350 и лучше.

Необходимые доп. инструменты для сборки и монтажа арматуры.

Как можно своими руками изготовить монолитную плиту перекрытия

В строительной литературе можно встретить очень простую формулу, с помощью которой легко рассчитать толщину перекрытия. Берут длину пролета и делят ее на 30. Полученный результат является оптимальной толщиной будущей плиты. Классическая схема армирования плит предполагает размещение рабочих стержней в верхней и в нижней частях плиты. Это перераспределяет нагрузку всей арматуры и упоров из катанки. При толщине плиты менее 80 мм, вполне достаточно будет использовать не арматурный прут, а проволочную сетку. Только нужно сделать так, чтобы она находилась внутри монолита. Для этого сетку приподнимают на 2,3 см над заливаемой поверхностью.

Арматурный прут с ребристой поверхностью

Арматурный прут между собой связывают проволокой или скрепляют сваркой. Первый способ более быстрый и удобный. Для связывания используют специальный крючок, который можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине. В случае, когда плита предполагает толщину около 150 мм или даже больше, потребуется сделать два слоя арматуры. Слои делают друг над другом, скрепляя между собой перемычками. Размер получающихся ячеек должен варьироваться от 150 до 200 мм. Для нормальной прочности при самостоятельном изготовлении плиты перекрытия стоит использовать прут с одинаковым сечением. Чтобы прочность еще больше увеличить, можно привязать арматуру прутьями длиной от 40 до 150 мм к основной конструкции.

Распределение нагрузки на всю конструкцию происходит таким образом, что основная ее доля приходится на нижний слой арматуры. При этом верхний слой подвержен сжимающим воздействиям подобно бетону. Армирование производится путем заливания бетона в опалубку по всей поверхности перекрытия.

В целом весь процесс создания бетонной плиты перекрытия делится на три составляющие: монтаж опалубки, армирование и заливка бетона. Рассмотрим их все.

Читайте также:  Звукоизоляция в панельном доме 10 августа

Создание опалубки

Опалубка для заливки монолитного перекрытия напоминает горизонтальную «палубу» из специальной влагостойкой фанеры, толщина которой 18-25 мм или сколоченной плотно обрезной доски толщиной 40 мм. Устанавливают ее по надежным поддерживающим балкам из деревянного бруса (80-100х100 мм), расположенным горизонтально.

Горизонтальные брусковые балки поддерживаются прочными вертикальными стойками, которые бывают готовыми, специальными (телескопическими) либо приготовленными самостоятельно из цельного бруса 100х100 мм, кругляка, имеющего диаметр 80-100 мм, а также прочных металлических труб или швеллера.

Для определения потребности в материалах для сооружения опалубки, нужно вычислить площадь всего перекрытия и его толщину. Последняя бывает от 10 до 20 см, в зависимости от того, какая ширина пролета и планируемая при будущей эксплуатации нагрузка. Прочность опалубки должна быть такова, чтобы без малейшей деформации выдержать вес бетона и той арматуры, которая будет в него вмурована. При толщине перекрытия в 20 см, вес образующейся плиты составляет около 500 кг на каждый м2. Поверхность опалубки лучше всего делать из обычной или ламинированной 20-миллиметровой фанеры. При использовании фанеры с ламинированным покрытием вы получите идеально гладкий потолок, не требующий большого объема отделочных работ. Высоту установки опалубки определяют с использованием нивелира или строительного уровня. Для этого отбивают горизонтальную линию, которая должна соответствовать высоте будущего перекрытия, по периметру всего пролета.

При использовании телескопических стоек их устанавливают в первую очередь по краям, применяя треноги и унивилки (короны). По стойкам устанавливают балки продольного направления на расстоянии в 2 м. Только после этого можно устанавливать промежуточные стойки. Не обязательно делать треноги на все. Обычно достаточно снабдить этой конструкцией 30 – 40% стоек. Расстояние между промежуточными опорами делают из расчета мощности перекрытия и толщины самих стоек. Усреднено на одну стойку с нагрузкой 900 – 1200 кг должно выделяться не более 1 м2 опалубки.

Схема опалубки для заливки бетонной плиты перекрытия

Если принято решение использовать самодельные стойки, то их длина должна соответствовать высоте установки нижней части продольных балок. Устанавливают самодельные стойки с шагом в 1 м на твердое основание или толстые обрезки доски с достаточной площадью. По продольным лагам помещаются поперечные на расстоянии друг от друга в 0,5 м, а сверху на них укладываются листы толстой фанеры. Верхняя поверхность этой конструкции обязана быть строго горизонтальной и отвечать заранее зафиксированному уровню.

При применении для верхней части опалубки обрезных досок, они должны быть совмещены вплотную, а поверх них кладется плотная полиэтиленовая пленка либо рубероид. По всему периметру дощатой опалубки монтируется бортик равномерной высоты, соответствующей толщине перекрытия. По углам его нужно надежно соединить.

Фундамент монолитная плита: особенности конструкции и принципы монтажа

Частные застройщики, при выборе фундаментного основания для дома или хозяйственных построек, отдают предпочтение ленточной конструкции как надежному, экономичному и простому в исполнении варианту.

Но в ряде случаев единственно возможным решением становится фундамент монолитная плита. Такое фундаментное основание требуется при строительстве на песчаном грунте, на твердых и пластичных суглинках, пластичной глине.

Конструкция может оказаться востребована и при возведении постройки на твердых и пластичных супесях, твердых глинах.

Плитное основание является «плавающим» — оно не оказывает сопротивления подвижкам грунта и не гасит их.

Поэтому, вопреки распространенному мнению, конструкция данного типа не подходит для грунтов с сильным пучением или топких – на грунтах II категории велик риск полной или частичной просадки здания под собственным весом. Фундамент из железобетонной плиты рассчитан на использование только на просадочных грунтах I категории.

Особенности «пирога» плитного фундамента

Фундаментное основание плитного типа не требует заглубления – его способность «плавать» и противостоять силам морозного пучения в полной мере проявляется именно при поверхностном заложении.

Базовый вариант пирога фундамента представлен на иллюстрации:

Фундамент монолитная плита: особенности конструкции и принципы монтажа

Пласты фундамента снизу вверх:

  1. Уплотненный грунт – дно подготовленного котлована.
  2. Подушка – выполняется из песка или смеси песка с гравием, щебня. Засыпается послойно, разравнивается и трамбуется. Подушка гасит колебания грунта, снижает интенсивность воздействия нагрузок снизу на фундаментное основание.
  3. Геотекстиль. Полотно дорнита уберегает подушку от заиливания, армирует ее. Геотекстиль дополнительно может укладываться на дне котлована, между слоями песка и щебня для увеличения прочности пирога.
  4. Подбетонка. Тонкий выравнивающий слой бетона поверх подушки помогает качественно гидроизолировать фундамент и правильно установить армирующий каркас.
  5. Гидроизоляция. Водонепроницаемый материал уберегает фундаментную плиту из железобетона от проникновения влаги из грунта. Гидроизоляция монолитной плиты фундамента традиционно выполняется из двух и более слоев рулонного битумного материала.
  6. Бетонная плита. Собственно, сам фундамент, толщина которого зависит от величины нагрузок на основание.
  7. Арматурный каркас. Армирование увеличивает прочность монолитной конструкции, принимает на себя нагрузки на растяжение-сжатие, препятствуя растрескиванию бетона.
Читайте также:  Как закрепить стропила на балках перекрытия

Разновидности плитного фундамента

Существует несколько вариантов исполнения плиты для фундамента. Чаще всего это монолитная плита, толщина которой одинакова по всей площади.

К преимуществам такого основания можно отнести простоту монтажа, недостатком является близкое расположение верхнего края к поверхности грунта – в этом случае основание стен может быть подвержено воздействию влаги, что вредит строительным конструкциям.

Чтобы край плиты располагался выше над поверхностью грунта не стоит увеличивать ее толщину – это существенно отразится на стоимости фундаментного основания. Более практичным вариантом станет обустройство плиты с ребрами жесткости.

Фундамент монолитная плита с ребрами вверх

Монолитная конструкция представляет собой плоское основание с выступающими над поверхностью усиливающими ребрами жесткости – выглядят это как ленточный фундамент поверх плиты. Ребра располагают по периметру и под будущими несущими стенами внутри, если это предусмотрено проектом.

Балочные, Плитные, Вкладышевые, Ребристые

Плиты перекрытия железобетонные могут относиться к одной из следующих разновидностей:

  1. Балочные. Часто применяются в домостроительстве. Позволяют проводить монтаж на высоте не более трёх метров. С промежутком в 1,2 сантиметра осуществляется основная укладка. После этого переходят к закреплению, при помощи плитной арматуры. Главное, чтобы опорная толщина была не более 0,15 метров.
  2. Плитные. Со стержнями в нижней части. Эти стержни заполняются с использованием цемента. К несущей стене изделия примыкают на расстоянии до 2-3 сантиметров. Толщина самих плит должна быть не менее 15 сантиметров, если пролёт менее трёх метров.
  3. Вкладышевые. Внутри снабжаются серией балок со специальными вкладышами. Внутри есть пустоты, куда заливается бетон. Но подобные изделия характеризуются низким уровнем звукоизоляции. Зато отделка проводится проще и быстрее. Чему способствуют и размеры железобетонных плит перекрытия.
  4. Ребристые. Каркас соединяется с элементами, без которых дальнейшее использование древесины невозможно. Главное, чтобы пространство между балками находилось в пределах 0,5-1 метра. Конструкция у таких изделий может быть достаточно сложной. Они допускают применение на длине до 6 метров. Это нужно учитывать, когда ведётся расчёт монолитного железобетонного перекрытия.
Балочные, Плитные, Вкладышевые, Ребристые

Формулы и коэффициенты

Схема монтажа перекрытия.

Так, для расчета плиты перекрытия монолитного типа используется помещение, которое имеет длину, равную 8 м, и ширину, равную 5 м. Следовательно, расчетные пролеты окажутся равны l2 = 8 м и l1 = 5 м. При этом ? = 8/5 = 1.6, уровень соотношения моментов равен m2/m1 = , а вот m2 = По причине, что общий момент равняется M = m1 + m2, то M = m1 + или m1 = M/, общий момент следует определять по короткой стороне, что обусловлено разумностью решения: Ма = ql12/8 = 775 х 52 / 8 = кгс.м. Дальнейший расчет приведен на ИЗОБРАЖЕНИИ 8.

Так, для армирования одного погонного метра плиты перекрытия следует применить 5 стержней арматуры, диаметр арматуры в этом случае будет равен 10 мм, при этом длина может варьироваться до 5.4 м, а начальный предел может быть равен 5.2 м. Показатель площади сечения продольной арматуры для одного погонного метра равняется см2. Поперечное армирование допускает использование 4 стержней. Диаметр арматуры плиты при этом равен 8 мм, максимальная длина равна 8.4 м, при начальном значении в 8.2 м. Сечение поперечной арматуры имеет площадь, равную см2, что необходимо для одного погонного метра.

Стоит помнить, что приведенный расчет плиты перекрытия можно считать упрощенным вариантом. При желании, уменьшив сечение используемой арматуры и изменив класс бетона либо и вовсе высоту плиты, можно уменьшить нагрузку, рассмотрев разные варианты загрузки плиты. Вычисления позволят понять, даст ли это какой-то эффект.

Схема строительства дома.

Так, для простоты расчета плиты перекрытия в примере не было учтено влияние площадок, выступающих в качестве опор, а вот если на данные участки сверху станут опираться стены, приближая таким образом плиту к защемлению, тогда при более значительной массе стен данная нагрузка должна быть учтена, это применимо в случае, когда ширина данных опорных участков окажется больше 1/2 ширины стены. В случае когда показатель ширины опорных участков окажется меньше или будет равен 1/2 ширине стены, тогда будет необходим дополнительный расчет стены на прочность. Но даже в этом случае вероятность, что на опорные участки не станет передаваться нагрузка от массы стены, окажется велика.

Основные требования, предъявляемые к фундаментной плите

Как уже и было сказано ранее, такое тип фундаментов идеально подходит для строительства домов из газобетона. Он относится к классу ячеистых бетонов, и обладает, наряду с хорошей паропроницаемостью, и низкой теплопроводностью, еще и таким основным параметром, как легкость. Но вот прочность его, в сравнении с другими (бетон, кирпич) материалами достатчно низка. И, как и все каменные материалы, он деформируется с образованием трещин.

Основные требования, предъявляемые к фундаментной плите

Соответственно, нагрузка от дома из газобетона на фундамент достаточно невысока, что с одной стороны дает возможность использовать различные типы оснований. Но с другой стороны, такая основа должна быть надежной, и не допускать деформаций конструкции.

Читайте также:  Анкерный болт — как крепить, советы по установке, нюансы

Итак, основные требования, предъявляемые к фундаментной плите — это ее хорошая несущая способность, возможность успешно противостоять разнонаправленным изгибающим нагрузкам, как со стороны будущей постройки, так и от воздействия сил, возникающих непосредственно в грунте. В отличие от того же ленточного основания, расчет фундаментной плиты — дело довольно сложное, поэтому лучше обратиться в проектную организацию, но все же можно выполнить эту работу и самостоятельно.

Основные требования, предъявляемые к фундаментной плите

Особенности и виды плитного фундамента

Но для прихотливых грунтов фундамент-плита подходит как никакой другой. Возводить такой базис рекомендуется при таких почвах на участке:

  • Переувлаженный грунт с высоким уровнем УГВ;
  • Зыбучие и подвижные земли (плавуны);
  • Глинистый или торфяной грунт;
  • Пески средней пучнистости;
  • Насыпной грунт и пр.

В этих случаях монолитная плита будет равномерно распределять нагрузку всего здания на каждый см2 своей площади и тем самым нивелировать давление пучнистых грунтов на стенки и дно фундамента. Благодаря своей конструкции плитное основание будто лавирует в подвижных почвах, не позволяя грунту оказывать разрушающее воздействие на стенки дома. Именно поэтому монолитную плиту еще называют плавающим фундаментом.

Плитный фундамент бывает трех видов:

  • Незаглубленное основание . Этот тип базиса льется непосредственно на грунт без подготовки котлована. Здесь достаточно снять верхний слой дёрна на глубину 5 см. Такой фундамент чаще всего используется под хозяйственные постройки из лёгких строительных материалов.
  • Среднезаглубленный базис . Самый часто используемый вариант устройства основания. Фундамент в этом случае заливают на толщину 30-50 см с обязательным утеплением и гидроизоляцией подушки.
  • Заглубленная плита . Применяется в случае возведения многоэтажных домов или зданий тяжелого промышленного назначения. Толщина такого базиса может превышать 1,5 метра и обязательно опускается ниже уровня промерзания грунта на стройплощадке.

План монолитного перекрытия

Расчет плит, работающих в двух направлениях, можно производить по методу расчета тонких упругих пластин, прогиб которых соизмерим с тол­щиной плиты. Основой расчета являются дифференциальные уравнения изогнутой поверхности пластины и связывающие усилия с деформациями в виде

План монолитного перекрытия

где D — цилиндрическая жесткость пластины, определяемая по выражению

D=Eh3/12(1-v2)

w = w(х,у) — функция прогибов плиты; р(х,у) — функция интенсивности распре­деленной нагрузки; Мх, Му и Мху — изгибающие моменты в плоскостях XZ, YZ и крутящий момент соответственно в рассматриваемой точке; Е, h и v — модуль упругости, толщина пластины и коэффициент Пуассона соответственно.

Для наиболее часто встречающихся случаев — пластины правильной фор­мы (прямоугольные, круглые и т.п.) — решение дифференциальных уравнений получено путем подбора специальных функций (в большинстве в виде триго­нометрических рядов), удовлетворяющих граничным условиям по контуру пластин, и составлены таблицы для определения усилий и перемещений от заданных нагрузок. Среди граничных условий встречаются — жесткое защем­ление, шарнирное опирание или свободный свес (отсутствие опоры). Следует отметить, что указанный метод применим для случаев, когда в растянутой зоне не появляются трещины, т.е. это условно упругая стадия работы железобетон­ного сечения и армирование по данным расчета получается завышенным.

Инженерный метод расчета плит, работающих в двух направлениях, по несущей способности основан на кинематическом способе расчета метода пре­дельного равновесия (рис. ), который заключается в составлении уравнения равенства виртуальных работ, совершаемых внешними силами и внутренними усилиями в направлении возможных перемещений. При этом внешняя нагруз­ка, удовлетворяющая условиям равновесия, и составляет несущую способность плиты.

Метод основан на использовании условной схемы излома плит в пре­дельной стадии и заключается в следующем: плита в соответствии со схе­мой излома разделяется на систему плоских блоков (плит), соединенных по линиям излома пластическими шарнирами. Направление линий излома, как правило, зависит от действующих нагрузок, очертания в плане плиты и ус­ловий закрепления плит по контуру, совпадает с линиями защемления и с биссектрисами углов, параллельны им в пролете и направлены вдоль мак­симумов изгибающих моментов.

План монолитного перекрытия

Общее выражение для виртуальных работ имеет вид

где Pi и Z, — сосредоточенная нагрузка на плиту и прогиб плиты в этой точ­ке; qxy, Zxy и А — распределенная нагрузка, усредненное значение прогиба на рассматриваемом участке и площадь загруженного участка; МХр MYj, фYj и фXj — предельные изгибающие моменты (распределенные на единицу дли­ны), воспринимаемые сечением по линии пластического шарнира, и углы раскрытия в пластическом шарнире в соответствующих плоскостях.

Несъемная опалубка

Находит применение монолитное бетонное перекрытие с несъемной опалубкой или многослойные конструкции (сэндвич-панели), в которых нижний слой исполнял роль опалубки. Самый простой способ изготовления несъемной опалубки – это применение профнастила. Опалубка изготавливается аналогично рассмотренному случаю, но вместо гладких листов закрепляется профнастил, причем так, чтобы его края опирались на стену. После заливки бетонным раствором такие листы прочно соединяются с бетоном, образуя единую конструкцию перекрытия. Такая несъемная опалубка, исполнив роль технологического элемента, становится упрочняющим компонентом (наряду с армированием).