Проектирование монолитного железобетонного перекрытия

Тот, кто хотя бы раз имел дело со строительством дома знает, насколько большое значение имеют пустотные железобетонные плиты или панели перекрытия. Многопустотные бетонные плиты перекрытия, по сути, и составляют около 90% от общего веса дома. Плиты перекрытия (ПК) могут сильно различаться и по весу, и по своим размерам, в зависимости от того, в каких конкретно целях их используют.

Сбор нагрузок и определение усилий в пустотной плите

По результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята номинальная ширина плиты 1500 мм. Тип плиты перекрытия — плита с круглыми пустотами.

Рисунок 1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия (сборный вариант)

Расчетный пролёт плиты при опирании на ригель поверху:

Таблица 1 — Сбор нагрузок на пустотную плиту сборного перекрытия

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м

гf

Расчетная нагрузка, кН/м

  • 1. Постоянная
  • - от собственного веса плиты (с·д=25·0,12)
  • - от веса пола
  • 3
  • 0,8
  • 1,1
  • 1,2
  • 3,3
  • 0,96

Итого:

3,8

4,26

  • 2. Временная в т. ч.
  • - длительная
  • - кратковременная
  • 5
  • 3,5
  • 1,5
  • 1,2
  • 1,2
  • 4,2
  • 1,8

Всего:

8,8

10,26

В т. ч. постоянная и длительная:

7,3

8,46

Расчетные нагрузки на 1 м плиты при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надёжности по назначению здания n=1 (класс ответственности здания I)

§ для расчетов по I группе предельных состояний:

q=10,26·1.5·1=15,39 кН/м

§ для расчетов по II группе предельных состояний:

полная: qtot=8,8·1,5·1=13,2 кН/м

Расчетные усилия

§ для расчетов по I группе предельных состояний:

§ для расчетов по II группе предельных состояний:

Назначаем геометрические размеры поперечного сечения плиты.

Рисунок 2. Поперечное сечение пустотной плиты с круглыми пустотами

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В35,

твердеющем в естественных условиях, при W=90%:

гb2 =1

Rbn= Rb,ser =25,5 Мпа

Rb=19,5·1=19,5Мпа

Rbt= =1,95 Мпа

Rbt=1,3·1=1,3 Мпа

Еb=20,5·103 Мпа

Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры класса

Вр-II:

Rsn=Rs,ser=1100 Мпа

Rs=915 МПа

Es=20 МПа

Назначаем величину предварительного напряжения уsp=1000 Мпа. Проверяю условие (1) /1/, (для механического способа натяжения р=0,05·уsp=50 Мпа)

, следовательно, условие (1)

выполняется.

Предварительное напряжение при благоприятном влиянии с учетом точности натяжения арматуры будет равно:

где согласно п. /1/.

Расчет нагрузок на мплиты перекрытия

Дощатый настил д = 28 мм, с = 5кН/м?

Лаги 80мм х 40мм, с = 5 кН/м?

Звукоизоляция д = 15 мм, с = 7 кН/м?

Керамзит д = 150мм, с = 5 кН/м?

Ж/б плита перекрытия д = 220мм, с = 25 кН/м?

Рис.3. Конструкция пола

Таблица 4. Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия

Наименование нагрузки

Нормативное значение кН/м2

I. Постоянная нагрузка

1

Дощатый настил 0,0285

0,14

2

Лаги 0,08?0,0452

0,032

3

Звукоизоляция 0,015?0,127

0,0126

4

Керамзит 0,15?5

0,75

5

Ж/б пустотная плита 0,12?25(t=120мм)

3,0

Итого

gsk = 3,93

II. Переменная нагрузка

6

Переменная

1,5

Итого

qsk = 1,5

Полная нагрузка

gsk+qsk=5,43

Характеристика пустотных плит

Размер

От размера пустотной ПК зависит и её конечная стоимость, важное значение, помимо таких параметров, как ширина и длина, имеет также и вес.

Размеры ПК варьируются следующим образом:

  • по длине размер ПК колеблется в диапазоне от 1180 до 9700 миллиметров;
  • по ширине размер ПК колеблется от 990 до 3500 миллиметров.
Характеристика пустотных плит

Наиболее популярными и востребованными являются многопустотные панельные плиты, длина которых составляет 6000 мм, а ширина 1500 мм. Важное значение также имеет высота или толщина панели (правильнее будет говорить о высоте, но строители, как правило, говорят «толщина»).

Так вот, толщина, которую могут иметь многопустотные панели, всегда является неизменной величиной – 220 мм. Большое значение имеет, конечно же, и вес панели перекрытия. Бетонные плиты перекрытия должен поднимать кран, грузоподъёмность которого минимально составляет 4-5 тонн.

Сравнительная таблица координационных размеров пустотных плит перекрытия

Длина и вес панелей имеют важнейшее значение для строительства, длина даже меньший по важности показатель, нежели вес.

Что касается такого важного параметра, как вес, то здесь всё предельно понятно с первого раза: диапазон выпускаемых в России изделий находится в пределах от 960 килограммов до 4,82 тонн. Вес является главным критерием, по которому определяется способ, с помощью которого будет осуществляться монтаж панелей.

Читайте также:  Как происходит заделка швов между плитами перекрытия?

Обычно используют краны, как уже отмечалось выше, с грузоподъёмностью минимум 5 тонн (разумеется, краны должны поднимать тяжесть с некоторым запасом).

Вес панелей одинаковой маркировки может отличаться, но незначительно: ведь если рассматривать вес с точности до одного грамма, на него может повлиять всё что угодно.

Характеристика пустотных плит

Сравнительная характеристика основных марок пустотных плит

Если, например, изделие попало под дождь, то оно априори будет немного тяжелее того изделия, которое под дождь не попало.

Разработка фасада

На фасадах наносят и указывают:

– координационные оси здания, проходящие в характерных местах фасадов (например, крайние, у деформационных швов, в местах уступов в плане и перепада высот);

– отметки уровня земли, входных площадок, верха стен, низа и верха проемов и расположенных на разных уровнях эле­ментов фасадов (например, козырьков, выносных тамбуров, примыкания галерей);

– отметки, размеры и привязки проемов и отверстий, не указанные на планах и разрезах;

– вид отделки отдельных участков стен, отличающихся от остальных;

– ссылки на фрагменты и узлы, а также на чертежи элемен­тов здания, не замаркированные на планах и разрезах;

– наружные пожарные и эвакуационные лестницы.

Пример выполнения фасада приведен на рис. 2.5.

Отметки уровней (высоты, глубины) элементов конструкции от отсчетного уровня (условной «нулевой» отметки) указывают в метрах с тремя десятичными знаками. На видах (фасадах), разрезах и сечениях отметки помещают на выносных линиях или линиях контура и обозначают условным знаком » 0,650 «

при этом стрелку выполняют основными линиями длиной 2 – 4 мм, проведен­ными под углом 45° к выносной линии (линии контура). «Нулевую» отметку (применяемую, как правило, для поверхности какого-либо элемента конструкции здания или сооружения, расположенного вблизи планировочной поверхности земли) и о указывают без знака (например: «0,000», «3,300»), о указывают со знаком минус (например: «-0,500″). На планах отметки наносят в прямоугольнике или на полке линии выноски. В этих случаях отметки указывают со знаком » + » или » – » при отметках соответственно выше или ниже «нулевой» (например: » + 1,500 » или

» 0 ,700 » ).

В ремонте тоже пригодится:

  • Как правильно разукрашивать гуашью
  • Плавка алюминия на костре
  • Способы ремонта потолка в квартире

Виды пустотных панелей перекрытия

Панели с продольными полостями применяют при сооружении перекрытий в жилых зданиях, а также строениях промышленного назначения.

Железобетонные панели отличаются по следующим признакам:

  • размерам пустот;
  • форме полостей;
  • наружным габаритам.

В зависимости от размера поперечного сечения пустот железобетонная продукция классифицируется следующим образом:

  • изделия с каналами цилиндрической формы диаметром 15,9 см. Панели маркируются обозначением 1ПК, 1 ПКТ, 1 ПКК, 4ПК, ПБ;
  • продукция с кругами полостями диаметром 14 см, произведенная из тяжелых марок бетонной смеси, обозначается 2ПК, 2ПКТ, 2ПКК;
  • пустотелые панели с каналами диаметром 12,7 см. Они маркируются обозначением 3ПК, 3ПКТ и 3ПКК;
  • круглопустотные панели с уменьшенным до 11,4 см диаметром полости. Применяются для малоэтажного строительства и обозначаются 7ПК.
Виды пустотных панелей перекрытия

Виды плит и конструкция перекрытия

Панели для межэтажных оснований отличаются формой продольных отверстий, которая может быть выполнены в виде различных фигур:

  • круга;
  • эллипса;
  • восьмигранника.

По согласованию с заказчиком стандарт допускает выпуск продукции с отверстиями, форма которых отличается от указанных. Каналы могут иметь вытянутую или грушеобразную форму.

Круглопустотная продукция отличается также габаритами:

  • длиной, которая составляет 2,4–12 м;
  • шириной, находящейся в интервале 1м3,6 м;
  • толщиной, составляющей 16–30 см.

По требованию потребителя предприятие-изготовитель может выпускать нестандартную продукцию, отличающуюся размерами.

Основные характеристики пустотных панелей перекрытий

Плиты с полостями пользуются популярностью в строительной отрасли благодаря своим эксплуатационным характеристикам.

Виды пустотных панелей перекрытия

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия

Главные моменты:

  • расширенный типоразмерный ряд продукции. Габариты могут подбираться для каждого объекта индивидуально, в зависимости от расстояния между стенами;
  • уменьшенная масса облегченной продукции (от 0,8 до 8,6 т). Масса варьируется в зависимости от плотности бетона и размеров;
  • допустимая нагрузка на плиту перекрытия, равная 3–12,5 кПа. Это главный эксплуатационный параметр, определяющий несущую способность изделий;
  • марка бетонного раствора, который применялся для заливки панелей. Для изготовления подойдут бетонные составы с маркировкой от М200 до М400;
  • стандартный интервал между продольными осями полостей, составляющий 13,9-23,3 см. Расстояние определяется типоразмером и толщиной продукции;
  • марка и тип применяемой арматуры. В зависимости от типоразмера изделия, используются стальные прутки в напряженном или ненапряженном состоянии.

Подбирая изделия, нужно учитывать их вес, который должен соответствовать прочностным характеристикам фундамента.

Армирование пустотной плиты перекрытия: пошаговая инструкция

Армирование пустотных плит перекрытия проще всего выполнять самостоятельно вместо использования в строительстве готовых железобетонных конструкций.

Читайте также:  Как правильно изготовить монолитное перекрытие – своими руками

Преимущества армирования:

Возможность выполнения ровных и прочных поверхностей Длительный срок эксплуатации Сравнительно небольшой вес при сохранении прочности, что позволяет понижать нагрузку на фундамент Прочность – возможность создавать перекрытия даже для сильно нагруженных конструкций, больших пролетов Надежность – устойчивость к разнонаправленным нагрузкам, весу 500-800 килограммов на квадратный метр Прекрасные показатели огнестойкости Цена вопроса – примерно равна стоимости готовой железобетонной плиты

Что представляет собой армирование плит

В процессе изготовления усиленных элементов перекрытия удается реализовать любую идею касательно планировки, получить надежную и прочную конструкцию. Работы проводятся с соблюдением технологий, материалы закупаются у проверенных поставщиков. Металлические стержни связываются между собой, для изготовления усиленных элементов перекрытия используют стержни диаметром 8-12 миллиметров, устанавливают опалубку и заливают все бетоном, покрывая каркас полностью.

Укладывать стержни с усилением необходимо на таких участках: в центре конструкции, в местах соприкосновения монолита с арками, внутренними стенами, колоннами, при установке тяжелого оборудования, камина, возле отверстий для лестниц, дымоотводных труб, элементов вентиляции и т.д.

Советы по армированию:

Толщину армирования рассчитывают, исходя из длины, используя соотношение 1 к 30, но минимум 150 миллиметров (если опоры расположены на расстоянии 5 метров, толщина перекрытия должна составлять 170 миллиметров). Элементы укладываются в два слоя. Для раствора используют бетон М200, М300 с классом прочности на сжатие 150 кгс/ Диаметр прутьев составляет 8-14 миллиметров, зависит от нагрузок и количества рядов арматуры: при двухслойном армировании нижний ряд делают со стержнями большего диаметра. Обязательно сплошное ребристое основание для лучшей адгезии с бетоном. Опалубку делают из влагостойкой фанеры или досок.

Как правильно армировать плиты своими руками:

Процесс достаточно трудоемкий, но все вполне реально сделать самостоятельно. Сначала делают опалубку по периметру помещения из обрезных досок 150 на 25 миллиметров или фанеры толщиной 22 миллиметра (дороже, но поверхность получается идеально ровной). Поперечные бруски крепят с шагом 60-80 сантиметров, строго по уровню под них устанавливая телескопические стойки или вертикальные подпорки. Сверху на каркас выкладывают доски, листы фанеры, если нужно. Между щитами фанеры или досками не должно быть щелей – максимальная герметичность обязательна. Если плита станет основанием под кровлю, выстилают не боковые доски, а борта из ячеистых блоков и кирпича. После опалубку аккуратно снимают, поэтому изначально крепежные элементы нужно располагать по внешней стороне конструкции. Арматура вяжется проволокой. Стержни должны быть выложены без разрывов либо внахлест на 50 сантиметров минимум в местах соединений. Поперечная арматура в плите перекрытия скрепляется проволокой с использованием специального крючка. Процесс могут облегчить металлические карты, которые можно укладывать внахлест на 2 ячейки и фиксировать также проволокой. Металлический каркас устанавливается на фиксаторы или битую плитку, камни на высоте 4-5 сантиметра. Второй слой вяжется с поперечными разделителями, находясь на небольшом расстоянии от первого слоя. Расположение прутьев в бетоне предполагает полное покрытие металлических элементов раствором. Места с большой нагрузкой усиливаются дополнительными стержнями, связанными как обычно. Стоит заранее заготовить скрутки из вязальной проволоки – сначала бухту скрепляют скотчем в 3-5 точках на равном расстоянии, потом болгаркой режут на куски. Бетонный раствор проще готовить в бетономешалке, при необходимости можно добавить фибру, пластификаторы. Замешивают в пропорции: 5 частей гравия или щебня, 3 части просеянного песка, 20% общего объема сыпучих материалов воды. Сначала смешиваются все сухие компоненты, потом вливается вода, размешивается и раствор готов к работе. Заливка обязательно осуществляется с использованием вибратора либо молотка, которым можно постукивать по открытой сетке и элементам опалубки. В процессе высыхания раствора его смачивают водой путем разбрызгивания. Выжидают 4 недели, на предмет полного высыхания проверяют так: кладут на участок на ночь лист гидроизоляционного материала – если пятен к утру не будет и к поверхности бетон не прилипает, все готово.

Если все делать в соответствии с нормами и расчетами, самостоятельное армирование монолитной плиты перекрытия вполне возможно сделать самостоятельно, обеспечив основанию надежность, прочность, стойкость к разнообразным нагрузкам. При этом важно выполнять все работы в правильной последовательности, выбирать качественные материалы и не отступать от значений, указанных в схемах и чертежах.

Армирование многопустотных железобетонных плит перекрытия

Многопустотные плиты перекрытий считаются наиболее востребованным строительным материалом. При возведении зданий различного назначения и типа современные строительные компании останавливают свой выбор на плитах категорий ПК и ПБ, поскольку эти армированные железобетонные изделия отличаются универсальностью и относительно невысокой стоимостью.

Ключевые свойства многопустотных плит обоих типов (долговечность, изоляционные параметры и эксплуатационные характеристики) схожи, но различные технологии их производства подразумевают разные типы армирования, что является основным фактором при выборе определенной разновидности плит для каждого конкретного проекта.

Читайте также:  Гидроизоляция подвала изнутри от грунтовых вод

Особенности армирования плит ПК

Их изготовление экономически выгодно, а современные технологии позволяют выпускать изделия различных типоразмеров. Применение металлической арматуры значительно улучшает качественные характеристики ЖБИ — продлевает срок эксплуатации, придает конструкции стойкость к различным внешним воздействиям, а также дополнительную прочность.

В зависимости от длины готовой плиты, используют арматуру двух типов:

  • предварительно напряженную — для изделий, длина которых превышает 4,5 м. Представляет собой комбинацию отдельных прутков диаметром 10–14 мм, размещенных в теле плиты в несколько растянутом состоянии, и традиционной верхней сетки.
  • сеточная — для плит длиной до 4,2 м. Подразумевает использование как двух сеток — нижней усиленной (как правило, это арматура класса АIII) и верхней на основе проволоки ВР-1, так и нескольких — нижней усиленной с диаметром проволоки порядка 8–12 мм, верхней из стальной проволоки диаметром 3–4 мм, а также вертикальных вспомогательных сеточных фрагментов, которые предназначены для укрепления и усиления торцевых элементов плиты.

Особенности армирования плит ПБ

Армирование многопустотных железобетонных плит перекрытия

Многопустотные плиты данного класса изготавливаются по безопалубочной технологии, что позволяет производить продукцию различной толщины, размера и назначения. В большинстве случаев пустотные панели марки ПБ армируются по индивидуальным способам производителя, однако среди них можно выявить общие черты и признаки.

Например, для армирования перекрытий этого типа применяют бетонные растворы марки не ниже М400, что оказывает определенное влияние на их стоимость и приводит к незначительному удорожанию, придавая им при этом необходимый запас прочности. Однако, используя высокие марки бетонов, ряд производителей исключает из армирования дополнительные вкладыши и сетки для демпфирования ценовых показателей.

Основные нюансы армирования плит ПБ:

  • вне зависимости от длины панели производится преднапряжение арматуры;
  • отсутствие необходимости в применении дополнительных сеток.

Преимущественно для армирования выбирают два типа метизов — канатики сечением 9х7 или 12х7 либо проволоку марки ВР-II диаметром 5 мм. Поскольку верхняя поверхность считается нерабочей, её усиливают незначительным количеством прутков различного диаметра.

Рабочая нижняя часть укрепляется армированием с использованием так называемых струн, канатов или пучков проволоки числом от 1 до 5. Их точное количество в дальнейшем и формирует прочность, которая определяет марку изделия.

Именно характеристики нижней армирующей конструкции оказывают непосредственное влияние на несущую способность и назначение готовой плиты.

Опирание плит перекрытия на стены – расчетные параметры

При возведении зданий используются различные плиты перекрытия. Минимальное опирание зависит от ряда факторов:

  • длины изделия;
  • массы пролетной конструкции;
  • толщины капитальной стены;
  • наличия теплоизоляции и облицовки;
  • сейсмостойкости строения;
  • вида действующих нагрузок.

При выполнении расчетов важно учитывать, как долго будет действовать нагрузка, является ли она постоянной или временной. Данные виды расчетов довольно сложные. Они выполняются специалистами проектных организаций. Индивидуальный застройщик при разработке проекта и выполнении монтажных мероприятий должен учитывать полученные расчетным путем табличные значения.

Схема армирования монолитной плиты

Схема армирования плиты позволяет получить наглядную картинку расположения всех элементов конструкции. Чертеж содержит параметры размещения верхнего и нижнего пояса системы и расстояние, которое образуется между ними, проектную толщину слоя бетона, шаг армирования и прочие значения. Пространственные схемы дополнительно отображают расположение телескопических стоек, опалубки и ригелей.

Расчетная схема армирования зависит от типа и профиля плиты: балочная, плоская, пустотная, ребристая и т. д:

  • Для плит балочного типа (опора реализуется на три стены, нагрузка происходит преимущественно в одном направлении сверху-вниз, например, в межэтажных перекрытиях), размером до м используется однопролетное армирование и сплошной профиль заливки;
  • Для плит с большими пролетами, опирающимися на колонны, подходит многопролетное армирование (обычно двухслойное). Перед работой проводится расчет по нагрузке.

Схема армирования монолитной плиты

Если необходимо провести надежное армирование плиты перекрытия (СНиП), нагрузка рассчитывается так:

  • полезная (оснащение дома и пр.) – 200 кг/м²;
  • от перегородок – 150 кг/м²;
  • от пола – 100 кг/м².

Таким образом, средняя нагрузка для жилого дома составит 450 кг/м², то есть плита перекрытия должна выдерживать именно эту нагрузку, желательно немного большее 500 кг/м².

Разработку сложных схем целесообразно доверять профессиональным проектировщикам, которые предоставят на армирование монолитной плиты перекрытия чертеж и чертеж в разрезе.

Разрезаем вдоль

Вдоль рубить плиту намного проще, нежели поперек. Однако делать это придется несколько дольше, так как длина изделия может быть всего шесть метров, а вот поперечное сечение составит полтора метра. Рубить следует по тому же принципу, что был описан для рубки поперек. Кулачком бьем по поверхности трубы по всей длине. Для лучшего результата (более ровного края) следует сделать небольшой надрез при помощи болгарки, и только потом бить кулачком. Низ труб пробивается ломиком (по всей длине). На протяжении всей рубки будет встречаться сетка, которую можно легко надрезать болгаркой.

Разрезаем вдоль