Железобетонные монолитные колонны: особенности изготовления

Монолитные железобетонные конструкции были впервые применены в России в 1802 году. В качестве материала для армирования использовались металлические стержни. Первым строением, созданным с использованием данной технологии, стал Царскосельский дворец.

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.

Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

  • Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена.  К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

Назначение и виды
Назначение и виды
  • Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.
Назначение и виды
Назначение и виды

Строительство монолитного дома

Назначение и виды
Назначение и виды

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Назначение и виды
Назначение и виды

Для справки. В первую очередь это СНиП «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Для начала разберёмся в свойствах газобетона и принципах возведения домов из этого материала.

Бетонные блоки ячеистого типа изготавливают из смеси извести, цемента и песка, в которую вводится химреагент на основе алюминия, вспенивающий состав. Газобетон делается как автоклавным способом с помощью активного воздействия на залитый в блочные формы раствор посредством пара и давления, так и неавтоклавным. От этого зависит градация его качества и цены.

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

СправкаВесит такой блок относительно мало, тепло сохраняет хорошо, к тому же пожаростоек и экологчен, позволяет возвести дом в кратчайшие сроки.

Газобетон требует особого подхода, ведь ячеистость структуры блоков минимизирует свойства прочности и перекрытие сооружается с учётом этого обстоятельства.

Монолитная плита

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Монолитное перекрытие в доме из газобетона ставится на балки с разным размером сечения на всю площадь поверхности. Его наиважнейшая часть – это каркас с армирующей функцией. Металлические пруты с небольшим сечением скрепляются проволокой в единую армирующую систему. Именно она примет на себя наибольшую нагрузку, придав бетону в прямом смысле «железную прочность».

Бетон заказывают в готовом варианте в фирмах, специализирующихся на продаже стройматериалов, либо делают самостоятельно. При самостоятельном изготовлении используются мешалки малых габаритов, что снижает качество конструкции, так как высок риск замешивания объёмов бетона с разнящимся соотношением состава, что создаст неоднородность заливки и снизит прочность.

Внимание!В таком ответственном деле при некачественной заливке под угрозу ставится жизнь людей, поэтому не стоит экспериментировать с ручным способом приготовления раствора.

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Сборно-монолитное перекрытие

Можно использовать как метод монолитного перекрытия, так и метод перекрывания газобетона по сборному принципу. Это подвид монолитного метода. Он подойдёт для здания, состоящего и одного или двух этажей. Межэтажное пространство «прошивается балками» с интервалом 60 см. На них выкладываются полистиролбетонные или керамзитные блоки, выполняющие роль и опалубки и части, составляющей перекрытие. Поверх наливают бетонный раствор, усиленный арматурой и оставляют до полного высыхания.

Читайте также:  Классификация пустотных плит перекрытия, особенности применения

Готовые плиты

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Перекрытие из плит с пустотами годится, если вы готовы на большие расходы, поскольку дороже как сами плиты, так и их установка, требующая аренды техники для подъёма. В ценовом отношении ситуация становится не столь обременительной, если в ближайшем доступе есть завод по выпуску таких плит, поскольку можно заказать напрямую у производителя, да и бюджет доставки будет вполне приемлемый. В таком случае проект обойдётся даже дешевле монолитного.

В каких случаях сочетают монолитный и сборно-монолитный методы?

Перекрытие сборно-монолитного типа ставит определённый регламент на параметры самого здания по длине и ширине, по расположению несущих стен.

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Это диктуется типовыми размерами плит и тем, что плиты требуют опоры на несущие конструкции. То есть необходимо подгонять план дома, расположение комнат в соответствии с типовыми размерами круглопустотных плит.

Опора делается противолежащими сторонами плит на несущие стенки. Недопустимо класть плиты на три стены, так как это обстоятельство неправильно распределит нагрузку на основание дома, что в случае с газобетоном категорически недопустимо.

В зонах перекрытия, где не удаётся разместить плиты, сооружают монолитные фрагменты. Обычно это происходит по причине ужатой площади дома, либо в местах, где расположены шахтные ходы вентиляционной системы из ванной комнаты или кухонной зоны.

Что представляет из себя монолитное перекрытие?

Монолитный же метод создания межэтажного разделителя более удобен и многофункционален, не ограничивает в планировании комнат и соотношения длины и ширины здания.

Опалубка монолитного перекрытия

Для начала нужна опалубка для устройства монолитного перекрытия. Инвентарной опалубки для такого перекрытия нет, она собирается из ламинированной фанеры, досок и регулируемых стоек.

Если вы не собираетесь заниматься такими перекрытиями постоянно, покупать элементы опалубки нет никакого резона. Дешевле найти фирму и арендовать нужные элементы. Только учтите, что работа должна быть сделана быстро, иначе перекрытие выйдет золотым!

  1. Фанера на перекрытие берется обычно ламинирванная 18-20 мм. Новый лист стоит в магазине около 2 тысяч рублей, а аренда будет стоить около 20-40 рублей в день.
  2. Доски вам на стройке в любом случае нужны, так что после заливки перекрытия их можно пустить как на леса, так и на крышу. Нужна обычная доска 150 х 50 мм, желательно без сучков.
  3. Регулируемые стойки с универсальными вилками и треногами. Их тоже можно взять в аренду (или купить б/у на Авито).

Вот схема установки опалубки перекрытия

Одна универсальная стойка выдерживает нагрузку в 2-3 тонны.  Такая опалубка применяется при высоте перекрытия до 4,6 м и толщиной перекрытия до 300 мм. Что вполне подходит для домашнего использования.

Чтобы низ перекрытия вышел ровным и его легко можно было оштукатурить, листы должны быть хорошего качества и без «разлохмачеными» углами.

Опалубка монолитного перекрытия

Для устранения волн снизу бетона, шаг установки поперечных балок должен быть 40-50 см, класть их можно плашмя (широкой стороной), а расстояние между продольными балками должно быть не более 80-90 см.

Из расчета несущей способности подбирается шаг установки балок. Обычно его принимают 1,2-1,5 метра.

Лучше поставить больше стоек, чем перекрытие рухнет при бетонирование!

Для установки такой опалубки перекрытия вам нужны будут так же следующие инструменты: лестница, молоток, пила (желательно дисковая или цепная), гвоздодер.

Ну и для крепления досок между собой и крепления фанеры нужны гвозди размером 70  и 100(120) мм.  Примерный расход около по 60 г на 1 м2 перекрытия.

Технология установки опалубки перекрытия

Сначала разносятся стойки, треноги и унивилки на места, где они будут стоять.

Затем собирается стойка: в стойку вставляется унивилка, а стойку устанавливают вертикально и фиксируют треногой. Причем собирают таким образом конечные стойки, на которые будут опираться продольные доски. Затем стойки выставляются примерно на нужную высоту (отмеряется рулеткой от пола).

Затем в унивилки при помощи специальных вилок устанавливаются доски вертикально, они будут продольными балками.

Лучше ставить доски ПОСЛЕ подъема, это физически легче.

Далее доски подаются на балки и раскладываются с шагом 40-50 см поперек.  И из пробивают гвоздями 100 мм для крепления между собой.

Опалубка монолитного перекрытия

Затем на доски укладывают листы фанеры и фиксируют в углах по одному гвоздю 70 мм. Это делается чтобы опалубка не сдвинулась.

После сборки стола перекрытия его устанавливают по нивелиру в проектное положение. Для этого устанавливают нивелир, чтобы он мог видеть как можно больше. От точки, которая будет репером рассчитывают высоту перекрытия и находят Горизонт Инструмента (ГИ). Тут математика уровня начальной школы, так что приводить их думаю не нужно.

Затем у стоек на фанеру устанавливается рейка и выставляют нужную отметку. В случае необходимости винтом регулируют высоту. И так у каждой стойки. При необходимости нивелир переносят.

Точность установки опалубки перекрытия должна быть примерно 5 мм. Вам придется еще раз проверить и подправить если нужно опалубку после вязки арматуры плиты перекрытия.

Армирование плиты перекрытия

Внутри будущих несущих балок связали объёмный каркас из арматуры диаметром 14 мм (размер ячеек 150х150 мм) с вертикальными выпусками арматуры для отливки колонн второго этажа. После этого в нижней части будущей плиты из арматуры диаметром 10 мм связали каркас самой плиты.

Читайте также:  Как залить пол в подвале бетоном: инструменты и материалы

Во всех случаях использовали пластмассовые ограничители для того, чтобы арматура находилась в теле плиты и балок на глубине не менее 20 мм от поверхности.

Закончив вязку арматуры, приступили к бетонным работам.

Особенности сборно-монолитной технологии

Сборно-монолитные перекрытия бывают следующих размеров: 6-метровые (100 кг), 4-метровые (74 кг) и 3-метровые (50 кг).

Сборно-монолитные перекрытия домов имеют вес каждого блока 100 кг (6-метровые), 74 кг (4-метровые), 50 кг (3-метровые). По несущей способности разделяют два типа монолитных прогонов: 1,3 т/м2, 900 кг/м2, – что позволяет возводить на них легкие сборные перегородки в любом месте монолитного дома, при необходимости переносить их по всему периметру.

Сборно-монолитные перекрытия также обладают повышенной пожаробезопасностью и влагоизоляцией.

Выполняя перекрытие дома своими руками по описанной технологии, важно использовать уплотнение бетона ручным штыкованием либо виброинструментом (рейка, глубинная насадка). Это обеспечит максимальную адгезию раствора с бетонными поверхностями прогонов, балок. Улучшает характеристики конструкций ячеистый бетон, имеющий пористую структуру. Например, пенобетон отличается высокой влагонепроницаемостью, легко изготавливается самостоятельно, быстро набирает крепость. Монолитное домостроение из этого материала востребовано индивидуальными застройщиками, поэтому данная технология легко интегрируется в общий процесс.

Перекрытие дома своими руками может выполняться из полистирольных блоков, в результате получаются бетонополистирольные конструкции, обладающие уменьшенным весом. В этом случае блоки могут укладываться на стены вручную, нижняя часть конструкции формирует пустоты внутри плиты. Армирующий пояс и верхняя заливка, созданная монолитным способом, работают на сжатие, воспринимают нагрузки от веса мебели, жильцов. Изготавливая эти сборно-монолитные перекрытия, можно обходиться без грузоподъемной техники.

Еще одним достоинством монолитного метода для частного дома является пожаробезопасность сборных конструкций. В отличие от деревянных балок, щитов, они не боятся открытого огня, надежно отсекают пламя между этажами при возгорании. Коммуникации, проведенные по дому своими силами внутри пустот перекрытия, имеют дополнительную огнебиозащиту, не испытывают случайных механических нагрузок, вибраций, деформаций.

Создавая сборную монолитную плиту из сборных блоков для дома, используют сетку 8-14 мм, в зависимости от планируемой эксплуатационной нагрузки. Планируя сборную плиту в пределах 150 мм, можно обойтись одним слоем сетки, при увеличении толщины потребуется второй слой арматуры. Наиболее популярен размер ячейки 200х200 мм, 150х150 мм. Монолитное литье с сетками из прутьев одинакового сечения обладает большей эффективностью сборно-каркасных конструкций.

Расчетная схема второстепенной балки (а) и огибающая эпюра изгибающих моментов (б)

Нагрузки на главную балку считаются приложенными в виде сосредо­точенных сил от веса второстепенных балок, плит g и временной нагрузки Р, собираемой с соответствующих грузовых площадей. Для упрощения рас­чета собственный вес главных балок также приводят к сосредоточенной нагрузке, приложенной в осях второстепенных балок. Расчетная схема главной балки также представляет собой неразрезную конструкцию с рас­четными средними пролетами, принимаемыми равными расстоянию между осями опор (рис. ниже, а). Расположение временной нагрузки (через пролет или в смежных пролетах) рассматривается в нескольких комбинациях с целью выявления максимальных пролетных и опорных изгибающих момен­тов в сечении главной балки (рис. ниже, 6).

Проектирование

Что такое проектирование?

Проектирование железобетонных монолитных конструкций — это создание чертежей на основе собранных геодезических данных, имеющихся материалов и предназначения здания. Несущую систему монолитного каркасного здания составляют перекрытия, фундамент и колонны.

Задача конструктора правильно рассчитать нагрузки на все элементы и составить оптимальный проект с учётом особенностей грунтов и климатических условий. Сам процесс создания железобетонных монолитных конструкций включает в себя:

  • компоновку;
  • расчёт конструирования второстепенной балки;
  • расчёт нагрузок;
  • расчет перекрытий по предельным состояниям первой и второй группы.

Для упрощения математических расчётов используется специальное программное обеспечение, к примеру, AutoCAD.

Проектировка и расчёт согласно СНиПам

По факту пособие по проектированию монолитных железобетонных конструкций — это и есть СНиП. Это некий свод правил и норм, который содержит стандарты строительства жилых и нежилых зданий на территории РФ. Этот документ динамически обновляется в зависимости от изменений технологий строительства и подходов к безопасности.

СП по монолитным железобетонным конструкциям разрабатывался ведущими учёными и инженерами. СНиП 52-103-2007 касается ЖМК, сделанных на основе тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры. Согласно данному документу различают такие типы несущих элементов:

  • колонные,
  • стеновые,
  • колонно-стеновые.

При использовании железобетонных монолитных конструкций допускается проектировка этажей в разной конструктивной системе несущих элементов.

При расчёте параметров несущих элементов согласно СНиПам учитывается:

  1. Определение усилия, действующего на фундамент, перекрытия и другие элементы конструкции.
  2. Амплитуда вибраций перекрытий верхних этажей.
  3. Расчёт устойчивости формы.
  4. Оценка сопротивляемости процессу разрушения и несущей способности здания.

Данный анализ позволяет не только определить параметры железобетонных монолитных конструкций, но и узнать срок эксплуатации здания.

Особое внимание при проектировании уделяется несущей железобетонной монолитной конструкции. При этом учитываются такие параметры:

  1. Возможность и скорость образования трещин.
  2. Температурно-усадочные деформации бетона при затвердевании.
  3. Прочность ЖМК при снятии опалубки.

Если правильно произвести все расчёты, то созданное изделие прослужит десятки лет даже в самых экстремальных условиях.

Читайте также:  Звукоизоляция межэтажного перекрытия по деревянным балкам

Когда рассчитываются параметры несущих ЖМК используются линейные и нелинейные жёсткости железобетонных элементов. Вторые назначают для сплошных упругих тел. Нелинейная жёсткость вычисляется по поперечному сечению. При этом очень важно учитывать возможность образования трещин и других деформаций.

Как залить бетонное перекрытие своими руками

В данной статье хочу поделиться, как мы заливали межэтажное перекрытие, и хоть вместо второго этажа будет мансарда, все же решили сделать бетонное перекрытие, так как это прочно и даст дополнительную звукоизоляцию.

Дело было в октябре, постоянно шли дожди, такая погода даст лучшую гидратацию бетона, главное не лить бетон по самому дождю.

Бюджет подходил к нулю, вернее его почти не было, пришлось занимать средства, в целях экономии при армировании была использована сетка из 14 арматуры 1 слой вместо двух, но мы дополнительно усилили каркас ригелями для жесткости.

Ригеля из арматурыУдобное место для вязки арматуры

Первым делом вязались ригеля.

Для удобства и быстроты вязки ригелей было забито 4 арматуры в стену дома.

Опалубка для межэтажного перекрытияАрматура из бетонного пояса

Далее, пока вязались ригеля, одновременно делалась опалубка для будущего перекрытия.

Заранее из бетонного пояса была выпущена часть арматуры, для связки ее с арматурой перекрытия.

Опалубка вид сверху

В местах межкомнатных стен, пояса и дополнительного армирования не делали.

Пред тем как крепить доски, был сделан каркас, лаги с подпорками из бруса 150×50 мм.

Первым делом нужно отбить уровень в каждой комнате и по нему перпендикулярно под лагами прибить брус 50×50 мм. Гвоздями 100-150 мм. Мы прибивали прямо к бетонному поясу, пока он был сырым, гвозди в него хорошо заходили. Дополнительно прибивали дощечки под 50-м. брусом примерно через метр с расходом около 6-ти гвоздей на дощечку, так как стены из ракушечника и гвозди в нем не очень крепко держаться, все зависит от плотности камня.

Подпорки для опалубкиКрепление опор

Подпорки тоже закрепляли, прибивая к лагам по 2 гвоздя наискось.

Внизу тоже делали подошвы для подпорок и закрепляли их гвоздями, так как они легко утонут в засыпанном сыром отсеве.

Подошвы для опорСетка из арматуры для перекрытия

Когда опалубка была закончена, приступили к вязке каркаса, каркас из 14-й арматуры, ячейки 20×20 см. Перед вязкой каркаса разложили пленку на деревянный пол.

Сверху на готовую сетку из арматуры привязывали ригеля через метр.

Высота и ширина ригеля 10 см.

Оставили место для будущего люка на второй этаж, размер был выбран случайный, 1000×2000 мм.

Люк для выхода на второй этажЗалитое бетонное перекрытие

Готовая бетонная плита перекрытия

Вот и все монолитное бетонное перекрытие готово. Перекрытие залили за 3 дня, объем бетона 14 кубов, примерно 800 кг арматуры. Месили бетон вручную в корыте объемом 0.4 куба. Ходить по свежему перекрытию можно уже на следующий день, но ни в коем случае не нагружайте его материалами до полного затвердевания, могут образоваться микротрещины. Опалубку разбирали в апреле.

Заливка перекрытия бетоном.

Раньше я все пытался растянуть. Разложить работу частями. Сейчас я не сторонник таких методов и вам не советую, конечно если нет особых обстоятельств. Бывает, например, что товарный бетон ни как не доставить, тогда приходиться лить частями самомес.

Мы заливали оба ребристых монолитных перекрытия товарным бетоном М350 (B25) из Пумика (миксер со встроенным бетононасосом). Хотя перекрытие рассчитано под марку бетона М200 .

Но во-первых более высокая марка снивелирует косяки, если они были – это запас прочности. Во-вторых нам некогда ждать месяц пока бетон наберет нужную прочность.

Бетон марки М350 наберет необходимую прочность для продолжения строительства уже за неделю. В третьих сам производитель может малость накосячить.

Первое перекрытие залили семейным подрядом: я, жена и батя. Было очень легко заливать из Пумика. Я легко справлялся чуть ли не одной рукой. Это профессионализм водителя, который управлял стрелой. Он практически читал мои мысли. Так бывает далеко не всегда. Когда мы заливали ростверк, хобот ели ели удерживали вдвоем. Водила сильно врубил насос – торопился и плохо смотрел за работой.

Так как тут есть опалубка над внутренней стеной тоже, то брали шестиметровую сороковку и ей выравнивали поверхность.

На заливку второго перекрытия позвал друга. Это перекрытие уже многопролетное, как ровно его залить пришлось долго думать. Сначала хотел натянуть троса, но так ничего и не успел. В итоге перед самой заливкой натянул несколько капроновых ниток. Не очень конечно, но оказалось что лучше чем ничего.

Батя на верх не полез. Держать хобот было потяжелее, чем на первом перекрытии, но все же гораздо легче чем на ростверке. Учитывая предыдущий опыт лили частями. Залили сектор, выключили насос, провибрировали. Растащили излишки. Жена правилом пошла заглаживать верх, а мы продолжили заливку следующего сектора.

Когда перекрытие затвердело из-за того что несъемная опалубка из ГБ выше на 2-3 см чем поверхность перекрытия, на перекрытии набиралась дождевая вода. Для слива были проделаны отверстия и вставлены трубки (куски трубы от теплого пола).