Аспекты устройства монолитного перекрытия

Из этой статьи вы узнаете, как сделать самостоятельно железобетонное перекрытие по кирпичным стенам. В тексте приведены подробные расчёты материалов. Статья расскажет о разных приёмах устройства опалубки, правилах армирования и стоимости материала и работы.

Сборная и монолитная плита перекрытия – варианты конструкций

При возведении жилых и производственных зданий строителями сооружаются различные виды железобетонных перекрытий:

  • сборные. Для их изготовления используется необходимое количество стандартных железобетонных панелей, изготовленных в производственных условиях. Выбор длины плиты выполняется с учетом нужного расстояния между капитальными стенами. После укладки с помощью грузоподъемного оборудования готовых изделий производится их анкеровка и выполняется герметизация рабочего шва между торцами панелей;
  • сборно-монолитные. Технология формирования перекрытий сборно-монолитного типа похожа на метод обустройства сборных конструкций. Готовые плиты укладываются на опоры, функцию которых выполняют несущие стены строения. После фиксации уложенных плит арматурой выполняется заливка бетонного слоя толщиной не менее 100 мм. Высота перекрытия включает толщину плиты и высоту залитого поверх бетона;
  • монолитные. Для сооружения цельной плиты не требуется грузоподъемная техника. Процесс сооружения цельной конструкции предусматривает установку щитовой опалубки, сборку и размещение внутри нее арматурного каркаса, а также последующую заливку бетонного раствора. Важно правильно выполнить расчет опалубки с учетом планируемой нагрузки на перекрытие. Владея технологией монтажа, все работы несложно произвести своими силами.

Частные застройщики отдают предпочтение монолитным конструкциям благодаря простоте, возможности самостоятельного сооружения, а также отсутствию необходимости использования грузоподъемного оборудования. Не обязательно сооружать щитовую опалубку из древесины, если принимается решение сформировать перекрытие по профнастилу монолитное. В этом случае нижняя поверхность перекрытия, образованная металлопрофилем, не требует дополнительной отделки. Выбирая разновидность железобетонной плиты, руководствуйтесь требованиями проектной документации и учитывайте конструкцию здания.

Преимущества монолита перед монтажом бетонных плит

Прежде, чем использовать монолитное перекрытие, например, для бетонирования горизонтальной несущей поверхности или ограждающих элементов, необходимо проанализировать все его достоинства и недостатки. Рассматривать необходимо конкретный случай и сравнивать с плитами, которые были изготовлены при использовании заводского оборудования.

Преимущества:

  • Обладает высокими показателями прочности, но необходимо соблюдать несколько условий (применение качественного бетона от М250 и выше, соблюдение всех правил при армировании, опалубка должна соответствовать всем требованиям в идеале).
  • Монолитная конструкция обладает высокой устойчивостью против воздействия продольного и поперечного смещения.
  • Монолитные конструкции в виде колонн, служат в качестве хороших опор.
  • Благодаря отсутствию мест стыкования нагрузка распределяется равномерно. Это положительно сказывается на долголетии конструкции, а также в значительной мере уменьшает шанс образования трещин.
  • Для создания монолитных конструкций нет необходимости использовать дополнительную технику, как например, в случае с плитами.

Но имеется ощутимый недостаток – при изготовлении расходуется большой объем бетона, при этом для достижения высокой прочности конструкции необходимо осуществить заливку в одну подачу. Для этого используют бетоновозы, а чтобы разом все залить – применяют специальные насосы.

Помимо этого присутствует еще ряд минусов:

  • Изготовление требует большого объема трудоемкости, а на то, чтобы конструкция достигла необходимых показателей прочности, нужно потратить ощутимое количество времени.
  • Высокая стоимость монолитных конструкций, если сравнивать, например, с железобетонными.

Расчет опалубки перекрытий всех типов

При строительстве монолитных зданий зачастую используют три типа опалубочных систем:

  • высота межэтажного пролета до 4.5 м;
  • высота межэтажного пролета  м;
  • высота межэтажного пролета свыше 6.0 м.

Проводя расчет опалубки перекрытия на 1м2, следует знать допустимую толщину объекта и характеристики применяемых комплектующих системы. Предположим, проводится строительство здания с высотой потолков до 4.5 м. В этом случае допускается толщина перекрытия менее 40 см. Оптимальным вариантом опалубочной системы станут формирующие конструкции на телескопических стойках. Опорные элементы выпускаются различных типоразмеров. Чтобы выполнить корректный расчет опалубки перекрытий на телескопических стойках и правильно подобрать ее составляющие, нужно учитывать:

  • габариты подпорной балки — 40 см (важно при выборе высоты телескопической стойки);
  • одна опора на 1 м площади перекрытия — важно при подсчете объема телескопических стоек;
  • максимально допустимая нагрузка на опору  тонны.

Эти параметры укажут, какой по прочности должна быть опалубка перекрытий, помогут рассчитать количество опорных элементов и комплектующих. Подсчитав количество опорных столбов, следует позаботиться об устойчивости всей конструкции. Если самостоятельно выполнить обсчет не получается, вам поможет таблица расчета опалубки перекрытия по толщине монолитного объекта. Возвращаясь к характеристикам устойчивости системы, поговорим о специальных треногах — составляющие формирующей конструкции, которые предназначены для удержания опор. Их количество будет равно числу телескопических стоек.

Читайте также:  Половые балки на бетон: монтаж и выравнивание лаг

Если проведенный расчет количества стоек опалубки перекрытия показал необходимость применить большое количество опор и треног, не стоит уменьшать его, пытаясь сэкономить. Такой ход, как показывает наша практика, в 8 из 10 случаев неизбежно приводит к обрушению. Предложенный нашими специалистами калькулятор расчета опалубки перекрытия поможет определиться с необходимым числом опор и треног.

Расчет опалубки перекрытий всех типов

При устройстве формирующей бетон конструкции также потребуются балки толщиной 40 см и фанера для создания ровной и гладкой поверхности под заливку раствора. Выполняют обсчет опалубки перекрытия, учитывая прибавку на обрез 1.1. Формула для просчета предусматривает деление Sплощади перекрытия на габариты фанерного листа. Полученный результат умножают на 1.1. При высоте перекрытия до 4.5 м и толщине 40 см берут стандартные материалы (калькулятор опалубки учитывает их параметры) с увеличенной влагостойкостью (ламинированные листы) — 122 см×244 см или 150 см×300 см. Предлагаемая на этой станице программа для расчета опалубки поможет не упустить важные параметры. Главное вбить в форму корректные значения.

Виды монолитного перекрытия из железобетона

Балочное перекрытие представляет собой плиту и балки (ребра). При больших пролетах (более 6 м) необходимы промежуточные опоры, которые выполняют в виде прогонов или колонн, выполненных из монолитного железобетона.

Кессонные перекрытия – одна из разновидностей балочного перекрытия. Оно представляет собой плиту и две взаимно перпендикулярных по направленности балки, находящиеся в нижней зоне. Такая конструкция создает снизу прямоугольные углубления, именуемые кессонами.

Если коротко сказать, то при расчете этого вида перекрытия производится перераспределение арматуры и бетона в конструкции (плита – ребра). Это позволяет получить экономию материала, осуществлять перекрытие больших пролетов. Но это тема уже другой статьи.

Кессонные перекрытия распространены в основном за рубежом при возведении зданий общественного назначения с подвесными потолками.

Монолитные безбалочные перекрытия из железобетона – это сплошная плита, опирающаяся на стены или колонны, которые находятся друг от друга на расстоянии 5 – 6 метров.

Толщина плиты принимается по расчету и варьирует в пределах 120 – 250 мм. Применение этих железобетонных перекрытий, опирающихся на колонны, позволяет добиться гораздо большего разнообразия объемно – планировочных решений.

Балконные плиты, выполненные совместно с монолитным перекрытием и являющиеся его частью, обладают большей прочностью и долговечностью по сравнению с их сборными аналогами.

Все элементы обоих видов перекрытий связаны едино между собой. Размеры сечения каждого элемента, потребное количество арматуры определяется расчетным путем в каждом отдельном случае.

Расчёт монолитного перекрытия

Исходные данные

Независимо от выбранного способа монтажа опалубки необходим одинаково качественный результат и соблюдение размеров. Поэтому есть набор требований и расчётов, одинаковый для обоих методов.

Предположим, что нам нужно устроить монолитное железобетонное перекрытие над зданием прямоугольной формы с внутренней несущей стеной. Внутренние размеры помещений: 5х3,7 м и 5х2,5 м. Высота потолка 2,7 м.

Расчёт бетона

Площадь перекрытия будет равна:

  • S = 5 х (2,5 + 3,7) + 1 х 0,4 = 31,4 м2

При толщине 200 мм объём бетона будет равен:

Расчёт монолитного перекрытия
  • V = 31,4 х 0,2 = 6,28 м3

Масса перекрытия будет равна:

  • М = 6,28 х 2500 = 15700 кг = 15,7 тонны

Расчёт арматуры

Для армирования перекрытия принят каркас арматуры А3 Ø 16 из двух зеркальных сеток с шагом 180 мм. Количество продольных стержней в одной сетке — ширина перекрытия, делённая на шаг:

  • Nпрод = 5000 / 180 = 27,7 = 28 шт.

Длина продольных стержней в одной сетке:

  • Lпрод = Nпрод х А = 28 х 6,6 = 184,8 = 185 м

Количество поперечных стержней в одной сетке — длина перекрытия, делённая на шаг 180 мм:

  • Nпопер = 6600 / 180 = 36,6 = 37 шт.

Длина поперечных стержней в одной сетке:

  • Lпопер = Nпопер х В = 37 х 5 = 185 м

Общая длина стержней в одной сетке:

  • L1 = Lпрод + Lпопер = 185 + 185 = 370 м
Расчёт монолитного перекрытия

Общая длина стержней в каркасе перекрытия:

  • Lобщ = L1 х 2 = 370 х 2 = 740 м

На 1 м2 перекрытия приходится 740 / 31,4 = 23,5 пог. м арматуры.

На 1 м3 перекрытия приходится 740 / 6,28 = 117,8 пог. м арматуры.

Количество материала плоскости

При использовании фанеры для создания плоскости стола необходимо рассчитать количество целых листов (1220х2440 мм, 3 м2), исходя из линейных размеров помещений. Это делается для уменьшения отходов:

  • N = Sпом / Sлиста = 31,4 / 3 = 10,5 шт.

Итого необходимо 10 целых листов ламинированной фанеры. Оставшееся пространство можно зашить более дешёвым материалом — обычной фанерой или доской.

Если в качестве основного материала плоскости принята доска 100х25, то её объём будет:

  • Vдоски = 31,4 х 0,025 = 0,785 м3.

Количество инвентарных балок

Специфика сборной опалубки в том, что она состоит из ригелей, на которые опираются балки. Шаг ригелей — не более 1,2 м, их располагают вдоль помещения. Шаг балок — 400–600 мм, и они обычно идут поперёк. Количество линий опорного ригеля будет равно ширине помещения, делённой на шаг. В нашем случае:

  • N1 = 3,7 / 1,2 = 3,08 , принимаем 3
  • N2 = 2,5 / 1,2 = 2,08 , принимаем 2

Итого по две линии ригелей в каждом помещении. Это 10 балок по 2,8 м.

Расчёт монолитного перекрытия

Поперечные балки рассчитываются, исходя из ширины помещений. В нашем случае — 10 шт. по 3,6 м и 10 шт. по 2,4 м.

Читайте также:  Как нарастить балки перекрытия по длине?

Количество стоек

Телескопические инвентарные стойки устанавливают только под ригели с шагом 800–1000 мм. В нашем случае — пять линий по 5 метров — 25 метров. Делим на шаг — получаем количество:

  • Nстоек = 25 / 0,8 = 31,25 = 32 шт.

На каждую стойку приходится одна тренога и одна унивилка («корона»).

Совет. Подберите стойки максимальной высоты. Это даст удобство при разметке и установке горизонта. Стойка не должна быть выдвинута на максимум — чем больше вкладыша в штангу, тем она прочнее.

Создание опалубки

Именно установка опалубки является наиболее сложным занятием при устройстве монолитных перекрытий.

Опалубка для перекрытий – это ряд вертикальных стоек, соединенных продольными деревянными брусками и прикрепленными к ним поперечного настила и бруса.

От того, насколько качественно она будет изготовлена, во многом зависит быстрота и эффективность создания перекрытия. Опалубка представляет собой ряд вертикальных стоек, которые соединяются продольными деревянными брусками с последующим креплением к ним поперечного бруса и настила.

При наличии небольшого пролета между стенами (до 3 м) можно использовать только продольный брус. Главное, чтобы при таком шаге его крепления обеспечивался упор настилаемого листа сразу на три бруса. При стандартной толщине монолитного перекрытия в 18-20 см и креплении продольного бруса к верхней части стоек следует выдерживать следующие параметры для создания опалубки:

  • шаг деревянных стоек – до 2 м;
  • расстояние между смежными рядами стоек – 1,25 м;
  • шаг поперечного бруса (укладывается в перпендикулярном порядке к продольному брусу) – 0,6 м;
  • расстояние от стен до первых стоек – 0,2-0,25 м.

Максимальная устойчивость и жесткость опалубке придается за счет создания раскосов между стойками. В качестве материала для них применяются необрезные доски. Их крепление к смежным стойкам осуществляется под углом, от нижней части первой стойки к верхнему концу второй стойки и т.д. Фиксация поперечного бруса на продольной конструкции осуществляется с помощью гвоздей. Причем брус не должен перевернуться в результате будущих нагрузок.

Немаловажную роль играет и основание под монтируемые стойки. Его делают плотным и ровным. В качестве материала можно выбрать щебень, который станет отличной основой для бетонной стяжки. Опорой для стоек послужат доски толщиной 5 см.

На созданный опалубочный каркас укладывается влагостойкая фанера. При этом продольные стыки материала должны быть плотными и попадать на брус. Размер монолитных плит перекрытия обычно не соответствует параметрам фанерного листа. Поэтому его придется разрезать.

Обустраивая монолитное перекрытие, следует предусмотреть и защиту его торцевых частей от промерзания. Эту проблему можно решить с помощью газобетонных блоков толщиной 10-12 см, используемых для создания перегородок. Они выкладываются по всему периметру будущего перекрытия.

Армирование

Для придания прочности монолитному перекрытию выполняется его армирование.

  1. На опалубку монтируется арматурный каркас из стальных прутьев. Сечение их должно быть 10 или 12 мм. Он представляет собой сетку с ячейками, каждая сторона которых 200 мм. Пруты связывают между собой специальной вязальной проволокой, толщина которой не меньше 1,5 мм. Поскольку обычно длины арматурных прутов не хватает на всю протяженность каркаса, то их соединяют между собой внахлест 400 мм, тоже связав проволокой.
  2. Арматурная сетка должна устанавливаться таким образом, чтобы её опирание на стену составляло 150 мм, если стена выполнена из кирпича, и 250 мм, если стена возведена из газобетонных блоков.
  3. Для максимального усиления требуется две арматурных сетки. Их располагают таким образом, чтобы верхняя и нижняя сетки находились от нижнего и верхнего края монолитной плиты на расстоянии не менее 30 мм.
  4. Чтобы правильно соблюсти это расстояние для нижней сетки, под неё с шагом 100–120 мм подкладывают фиксаторы из пластмассы.
  5. Монолитное покрытие, толщина которого 200 мм, наиболее всего подходит для пролета 6 м. Это выходит из расчета 1:30. В нем за 1 принимается толщина перекрытия, а за 30 – ширина всего пролета. Исходя из этой толщины плиты, верхняя арматурная сетка устанавливается таким образом, чтобы потом быть утопленной в бетон на глубину 20 мм.
  6. Для разведения сеток на определенные расстояния делаются специальные фиксаторы при помощи гибочного инструмента. Вертикальные фиксаторы устанавливают на расстоянии одного метра друг от друга, а торцевые – на расстоянии 0,4 м. Это дает дополнительное усиление монолитного перекрытия. Фиксаторы, соединяющие между собой верхнюю и нижнюю сетку, тоже устанавливаются с шагом 0,4 м.

монолитной плиты

Данные длявыполнения проекта

1.

Шаг колонн в продольном направлении, м

6,00

2.

Шаг колонн в поперечном направлении, м

7,60

3.

Число пролетов в продольном направлении

6

4.

Число пролетов в поперечном направлении

4

5.

Высота этажа, м

6.

Количество этажей

6

7.

Временная нормативная нагрузка на перекрытие, кН/м2

4,0

8.

Постоянная нормативная нагрузка от массы пола, кН/м2

1.2

9.

Класс бетона монолитной конструкции и фундамента

В15

10.

Класс бетона для сборных конструкций

В30

11.

Класс арматуры монолитной конструкции и фундамента

А-III

12.

Класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций

A-III

13.

Класс предварительно ненапрягаемой арматуры

A-IV

14.

Способ натяжения арматуры на упоры

15.

Условия твердения бетона

16.

Тип плиты перекрытия

ребр

17.

Вид бетона для плиты

ЛЕГЕИЙ

18.

Глубина заложения фундамента, м

19.

Условное расчетное сопротивление грунта, мПа

20.

Район строительства

БРАТСК

21.

Влажность окружающей среды

90%

22.

Класс ответственности здания

II

Читайте также:  Заделка швов между листами гипсокартона: пошаговая инструкция

Назначаем предварительно следующиезначения геометрических размеровэлементов перекрытий:

высота и ширина поперечного сечениявторостепенных балок:

высота и ширина поперечного сеченияглавных балок:

Толщина плиты 8 см (80мм)

1.1 Расчетные пролеты

топлита балочного типа

Рис. 1.1 Конструктивная схема монолитногоребристого перекрытия

1 – главная балка;2 – второстепенная балка; условнаяполоса шириной 1 м для расчета плиты

1.2 Сбор нагрузкок

Для расчета плиты в плане перекрытияусловно выделяем полосу шириной 1 м (рис1.1). Плита будет работать как неразрезнаябалка, опорами которой служат второстепеннаябалка и наружные кирпичные стены. Приэтом нагрузка на 1 м плиты будет равнанагрузке на 1м2перекрытия. Подсчетнагрузок на плиту дан в таблице 1.1

монолитной плиты

Таблица на 1 м2 плитымонолитного перекрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка

кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка

кН/м2

Постоянная:

от массы плиты

(h=0,08м;q=25кН/м3)

0,08∙25=2,00

1,1

2,20

от массы пола

Итого

1,2

1,2

1,44

g=3,64

Временная

4

1,2

v=4,8

Всего

8,18

С учетом коэффициента надежности поназначению здания расчетная нагрузкана 1 м плиты:

Определим изгибающие моменты с учетомперераспределения усилий:

в средних пролетах и на средних опорах

в первом пролете и на первой промежуточнойопоре:

1.3 Характеристики бетона

бетон классаВ15,арматура класса А400

,,,

1.4 Подбор сечения продольной арматурысеток.

в первом пролете

Пример варианта при конкретной ширине плиты

Возьмем за основу ширину опорных областей плиты, равную 370 мм, что применимо для кирпичных стен, имеющих ширину в 510 мм. Этот вариант расчета предполагает высокую вероятность передачи на опорную область плиты нагрузки от стены. Так, если плита будет удерживать стены, ширина которых равна 510 мм, а высота – 2.8 м, а на стены станет опираться плита следующего этажа, сосредоточенная постоянная нагрузка окажется равна.

Более правильным в этом случае было бы брать во внимание в процессе расчета плиту перекрытия в качестве шарнирно опертого ригеля с консолями, а уровень сосредоточенной нагрузки – в качестве неравномерно распределенной нагрузки на консоли. Кроме того, чем ближе к краю, тем нагрузка была бы больше, но для упрощения можно предположить, что данная нагрузка равномерно распределяется на консолях, составляя 3199.6/ = 8647, 56 кг/м. Уровень момента на шарнирных опорах от подобной нагрузки будет равен кгс.м.

Это значит, что:

  • в пролете m1 максимальный момент будет уменьшен и окажется равен m1 = – = 1126 кгс.м. Сечение арматуры плиты перекрытия допустимо уменьшить либо и вовсе изменить остальные параметры плиты;
  • изгибающий опорный момент вызовет в верхней части плиты растягивающие напряжения, бетон на это в области растяжения не рассчитан, значит, необходимо дополнительно армировать в верхней части плиты перекрытия монолитного типа или уменьшить значение ширины опорного участка, что позволит уменьшить нагрузку на опорные участки. На случай если верхняя часть изделия не будет дополнительно армирована, плита перекрытия станет образовывать трещины, превратившись в плиту шарнирно-опертого типа без консолей.

Данный вариант расчета загружения следует рассматривать вместе с вариантом, который предполагает, что плита перекрытия уже имеется, а стены – нет, что исключает временную нагрузку на плиту.

Армирование перекрытия – что нужно знать?

Армирование – прием, который встречается повсеместно. Так делают лестничные ступеньки, бетонные крыльцо, арочные перемычки и, конечно же, монолитные плиты перекрытия. Прием заключается в совмещении двух разных по структуре материалов – бетона и арматуры. Если бетон крепкий, но достаточно хрупкий, то металл, из которого сделана арматура, обладает достаточной эластичностью, чтобы выдерживать колебания и вибрации. Арматура, по сути, является скелетом бетона – без нее он бы очень быстро рассыпался на куски.

Толщина арматуры варьируется в зависимости от сферы применения, при жилом строительстве обычно используют сечение от 8 до 14 мм, тогда как толщина самой плиты предполагается до 150 мм.

Если вы покупаете плиты, учтите, что по структуре поперечного сечения изделия бывают сплошные, ребристые и пустотные. Последние пользуются наибольшей популярностью, поскольку среди их достоинств числится сравнительно небольшой вес, они имеют высокие показатели тепло- и звукоизоляции и достаточно хорошо переносят деформацию. Однако все покупные изделия обладают одним существенным минусом – наличием стыков, которые не всегда совпадают, образуя ступеньки. При создании монолитной плиты вы получаете ровную и однородную поверхность.