Многопустотные и пустотные плиты перекрытия из железобетона

Бетонные перекрывающие плиты являются наиболее востребованными в строительстве. Такой материал необходим при возведении жилых, промышленных и административных зданий любой этажности. Особенно популярны пустотные перекрытия. Их конструкция имеет меньшую массу, чем у сплошных, без потерь в прочности и надежности. Наличие пустот также не сказывается на несущих способностях конструкции. При этом тепло- и звукоизоляция намного выше.

Виды многопустотных плит перекрытия в сечении.

Многопустотные межэтажные изделия отличаются широким видовым ассортиментом. Изделия отличаются размерами, особенностями конструкции, сферой применения. По форме отверстий к пустотным железобетонным изделиям относятся:

  • плиты с круглыми пустотами;
  • конструкции с овальными полостями;
  • изделия с грушевидными отверстиями;
  • перекрытия с овальными пустотами.
Многопустотные и пустотные плиты перекрытия из железобетона

По назначению:

  • кладка по одной стороне;
  • по двум торцевым сторонам;
  • по трем сторонам;
  • по двум боковым и двум торцевым.

Отдельным видом пустотных железобетонных перекрытий является плита ПБ, полученная путем непрерывного безопалубочного формования на длинных стендах. Ее назначение — обеспечение опоры по двум сторонам.

Этап Определение расчетной длины плиты

Длина плиты и проектная длина плиты это очень разносторонние вещи. Фактическая длина плиты может быть любой. А вот расчетная длина (другими словами пролет балки, а в нашем случае плиты перекрытия) имеет совсем иные значения. Пролетом зовется расстояние в свету (минимальное расстояние между наиболее выпуклыми частями соседних элементов) между несущими стенами. А если быть точнее, то это рассчитываемая от стен длина и ширина помещения. И само собой, за счет опирания на стены, по факту плита будет длиннее.

Следует отметить, что монолитная железобетонная плита может опираться на несущие стены, возведенные из следующих материалов: кирпич, камень, газо- и пенобетон, керамзитобетон, шлакоблок. Если в качестве опор под плиту используется кладка из недостаточно прочных материалов (газобетон, пенобетон, керамзитобетон, шлакоблок), то этот материал должен пройти расчеты на соответствующие нагрузки.

В статье приведен пример однопролетной плиты перекрытия, которая опирается на две несущих стены. Расчет плиты при условии ее опирания на четыре несущих стены — рассмотрен не будет.

Примем значение расчетной длины плиты l=4 м.

Сбор нагрузок некоторый дополнительный расчет

Сбор нагрузок и расчет прочности монолитных плит перекрытия часто сводится к сравнению двух факторов между собой:

  • усилий, которые действуют в плитах;
  • прочностью армированных ее сечений.

Первое в обязательном порядке должно быть меньше, чем второе.

Определение в нагруженных сечениях моментных усилий. Моментных, потому что изгибающие моменты будут определять на 95% армирование изгибных плит. Нагруженные сечения — середина пролета или, выражаясь другими словами, центр плиты.

Изгибающие моменты в квадратной плите, которая не защемлена по контуру (пример — на кирпичные стены) по каждому направлению X и Y могут определяться: Mx = My = ql^2 / 23.

Для частных случаев можно получить некоторые определенные значения:

  1. Плита в плане 6х6 м — Mx = My =
  2. Плита в плане 5х5 м — Mx = My =
  3. Плита в плане 4х4 м — Mx = My =

При проверке прочности считается, что в сечении имеется сжатый бетон сверху, а также растянутая арматура снизу. Они способны образовать силовую пару, которая воспринимает моментное усилие, приходящее на нее.

Виды и маркировка

Все плиты перекрытия по способу и месту изготовления можно разделить на два типа:

  • монолитные;
  • сборные железобетонные.

Монолитные

Изготавливаются непосредственно на строительной площадке по технологии монолитных работ:

Виды и маркировка
  • устройство опалубки;
  • монтаж армирующего каркаса;
  • заливка бетона.

Чаще всего монолитные плиты перекрытий используются в тех случаях, когда проектом предусмотрен каркас здания, возводимый из монолитного бетона. Но и в случае сборного варианта каркаса практически в каждом проекте содержаться участки с монолитными плитами перекрытий.

Достоинства монолитного варианта:

  • экономия в расходе материалов;
  • отсутствие швов между плитами и, как следствие, более надежная и герметичная конструкции перекрытия;
  • возможность при правильном выполнении работ получить конструкцию с большим сроком службы.

Недостатки монолитных плит перекрытия:

  • невозможность выполнять работы в холодное время года или значительное удорожание их стоимости;
  • большая трудоемкость работ и необходимость набора конструкцией прочности, что ведет к значительному увеличению сроков строительства;
  • серьезные требования к качеству работы и материалов, которые сложнее выполнить в условиях строительной площадки.

Сборные железобетонные плиты

Виды и маркировка

Чаще всего под плитами перекрытия понимают именно сборные железобетонные конструкции, которые изготавливаются на заводах ЖБИ и ЖБК, затем доставляются на объект и монтируются.

По сути, единственным недостатком данной конструкции является незначительный перерасход материалов и несколько менее жесткая, по сравнению с монолитом, конструкция перекрытия. Но даже этот минус можно в значительной степени нивелировать, используя наиболее подходящий тип сборных ж/б плит, которых выпускается значительное количество. А плюсы от использования рассматриваемого варианта очевидны:

  • гарантированное качество изделий, которое гораздо легче обеспечить в заводских условиях;
  • скорость и простота монтажа;
  • возможность выполнения работ в течение всего года.

Существует большое количество разнообразных сборных ж/б плит перекрытия. Их можно условно разделить на две большие группы:

  • пустотные. Самые обычные и наиболее часто применяемые конструкции. Могут использоваться практически везде, наиболее часто – в междуэтажных перекрытиях. Наличие пустот внутри плит позволяет обеспечить лучшую тепло- и звукоизоляцию. В свою очередь делятся на несколько подгрупп, подробнее о которых – в разделе маркировка;
  • ребристые. Чаще всего применяются для сооружения кровли в промышленных зданиях (склады, ангары, гаражи, цеха), в том числе неотапливаемых. Обладают повышенной несущей способностью и прочностью.
Читайте также:  Деревянные перекрытия в доме из газобетона – практические советы

Как уже было отмечено, наиболее часто встречается обыкновенная пустотная плита перекрытия. Их выпускается множество видов. Для того чтобы понять, какая именно нужна, разработана специальная маркировка.

Виды и маркировка

Маркировка

ГОСТ 9561-91 четко описывает требования, предъявляемые к производству пустотных плит перекрытия, а также существующие их виды. Раздел 1.2.1. перечисляет их все.

Тип плиты Описание
1ПК толщиной 220мм с круглыми пустотами, диаметром 159мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
1ПКТ то же, для опирания по трем сторонам
1ПКК то же, для опирания по четырем сторонам
2ПК толщиной 220мм с круглыми пустотами, диаметром 140мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
2ПКТ то же, для опирания по трем сторонам
2ПКК то же, для опирания по четырем сторонам
3ПК толщиной 220мм с круглыми пустотами, диаметром 127мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
3ПКТ то же, для опирания по трем сторонам
3ПКК то же, для опирания по четырем сторонам
4ПК толщиной 260мм, с круглыми пустотами, диаметром 159мм и вырезами в верхней зоне по контуру, предназначенные для опирания по двум сторонам
5ПК толщиной 260мм, с круглыми пустотами, диаметром 180мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
6ПК толщиной 300мм, с круглыми пустотами, диаметром 203мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
7ПК толщиной 160мм, с круглыми пустотами, диаметром 114мм, предназначенные для опирания по двум сторонам
ПГ толщиной 260мм с грушевидными пустотами, предназначенные для опирания по двум сторонам
ПБ толщиной 220мм, изготовляемые методом непрерывного формирования на длинных стендах и предназначенные для опирания по двум сторонам

На основании приведенной классификации можно понять, что означает каждая буква и цифра в наименовании изделия. Для этого достаточно рассмотреть следующий пример.

Особенности проектирования строительных конструкций гражданских зданий: Методические указания и задания на контрольную работу, страница 10

6.  пример  расчета многопустотной  плиты  перекрытия

  к  расчету  плиты

1.

Расчет  многопустотной  плиты  перекрытия ……………………………………

17

2.

Статический  расчет  плиты ………………………………………………………

18

2.1.  Определение  расчетного  пролета  плиты …………………………………

18

2.2.  Сбор  нагрузки ………………………………………………………………..

18

2.3.  Определение  расчетных  усилий  в  плите …………………………………

19

3.

Конструктивный  расчет  плиты ………………………………………………….

20

3.1.  Расчет  продольной  рабочей  арматуры ……………………………………

21

3.2.  Расчет  поперечной  арматуры ………………………………………………

22

4.

Конструирование  плиты ………………………………………………………….

23

Приложение  1.  Опалубочный  чертеж  плиты.  Схема  армирования.  Арматурная  сетка  С – 1 …………………………………………………………………

24

Приложение  2.  Таблица  значений  ξR  и  АR ………………………………….

25

Приложение  3.  Таблица  коэффициентов  А0,  η,  ξ …………………………..

26

Приложение  4.  Сортамент  арматурной  стали ……………………………….

27

Список  используемой  литературы ………………………………………………

28

1.  Расчет  многопустотной плиты  перекрытия

Характеристика изделия:  плита  предварительно  напряженная,  метод  натяжения арматуры  —  электротермический  на  упоры.

Бетон  тяжелый  класса  В 20;  продольная  рабочая арматура  класса  А – IV;  поперечная  арматура  класса  Вр – I; конструктивная  арматура  класса  Вр – I;  подъемные петли  из  арматуры  класса  А – I.

Рис.  1.  Многопустотная  плита

Линолеум на мастике σ = 5 мм, ρ = 1600 кг/м3

ДВП на мастике σ = 7 мм, ρ = 700 кг/м3

Сплошная звукоизоляционная прокладка ( минеральные

плиты ) σ = 38 мм, ρ = 200 кг/м3

Железобетонная плита перекрытия

Рис.  2.  Деталь  перекрытия

2.  Статический  расчет плиты

1.1.  Определение  расчетного пролета  плиты  ( опирание  плиты  на  ригели )

Рис.  3.  Конструктивная  схема  плиты

Длина  плиты 

Расчетный  пролет  плиты 

2.2.  Сбор нагрузки

Таблица  6.1

Сбор  нагрузки  на  1 м2  перекрытия.

Разработка планов перекрытий

Длина несущих конструкций перекрытия равна расстоянию между разбивочными осями. Выбор материала и конструкций перекрытия определяется пролетом несущих стен. Перекрытия малоэтажных зданий могут быть безбалочными (из железобетонных плит) или балочными (по деревянным или железобетонным балкам).

Безбалочные перекрытия выполняются из сборных железобетонных плит с круглыми пустотами толщиной 220 мм, опирающихся непосредственно на несущие стены. Длина плит – от 4800 до 6300 мм с шагом 300 мм, ширина – 1000, 1200, 1500, 1800 мм (рис. 3.5).

Деревянные перекрытия состоят из деревянных балок и доща-

Рис. 3.5. План безбалочного перекрытия

Рис. 3.6. План перекрытия по деревянным и железобетонным балкам (БД – балка деревянная, БЖ – балка железобетонная, Щ – щит наката, П – плита, А – анкеры)

тых щитов межбалочного заполнения. Деревянные балки перекрывают пролет до 4,8 м, высота балки должна составлять от 1/10 до 1/20 перекрываемого пролета, ширина балки принимается 60-120 мм. Для опирания межбалочных щитов к боковым сторонам балок прибивают черепные бруски сечением 4050 мм. Шаг балок принимают от 600 до 1500 мм, что определяет ширину щитов заполнения. Длина деревянных щитов определяется длиной досок (до 2 м).

Перекрытия по железобетонным балкам состоят из железобетонных балок таврового сечения и межбалочного заполнения в виде сплошных легкобетонных плит или пустотелых камней-вкладышей (керамических или из легкого бетона). Длина балок – от 2,4 до 6,4 м (через 200 м), опирание на несущую стену – не менее 150 мм. Концы балок заанкеривают в стену. Шаг балок определяется размером межбалочного заполнения и может быть 600, 800 и 1000 мм.

Примеры маркировочных планов перекрытий даны на рис. 3.6.

3.5. Разработка планов фундаментов

По конструктивному решению фундаменты малоэтажных зданий могут быть ленточные и столбчатые. Располагаются фундаменты под всеми несущими и самонесущими стенами, а также под столбами, печами, каминами и вентиляционными каналами.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную ленту под всеми капитальными стенами и могут быть монолитными (выполненными непосредственно на строительной площадке) и сборными, из элементов заводского изготовления.

Столбчатые фундаменты устраивают под отдельные опоры или под стены, если глубина заложения превышает 2 м. В этом случае столбчатые фундаменты располагают под всеми углами и пересечениями стен, а также под простенками. Расстояние между отдельными фундаментами не превышает 6 м. По верху столбов укладывают железобетонные фундаментные балки, по которым возводят стены.

Материал фундаментов: бутовый камень, бутобетон, бетон (монолитный и сборный).

Толщину бутовых и бутобетонных лент принимают шире толщины стены на 80-100 мм, т.к. обрез такого фундамента не всегда получается ровным. Толщину сборных фундаментов принимают равной толщине фундаментных блоков: 300, 400, 500, 600 мм, при этом стена может быть на 40-50 мм шире фундамента. Длина блоков – 1200, 2400 и 800 мм. Для уменьшения давления на грунт фундаменты выполняют с уширенной подошвой в виде одного или двух уступов высотой 300-400 мм и шириной 150-250 мм. В сборных фундаментах для уширения подошвы применяют армированную фундаментную плиту-подушку шириной от 600 до 1600 мм (через 200 мм), высотой 300 мм. Длина плит 1200 и 2400 мм.

Глубина заложения фундамента (т. е. расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента) принимается, в соответствии со СНиП «Основания зданий и сооружений» [4], в зависимости от глубины сезонного промерзания грунта.

При пучинистых грунтах глубина заложения под наружные стены принимается не менее расчетной глубины сезонного промерзания грунта , определяемой по формуле

где

–нормативная глубина промерзания, определяемая по карте сезонного промерзания грунтов;

–коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по табл. 2, для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений –

Таблица 2

Особенности сооружения

Коэффициент при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, ˚С

0

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами,

устраиваемыми:

по грунту

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

на лагах по грунту

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

по утепленному цокольному

перекрытию

1,0

1,0

0,9

0,8

0,7

С подвалом или техническим подпольем

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Глубина заложения под внутренние стены не зависит от глубины промерзания грунта и принимается равной 0,5 м.

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

Процесс монтажа

Как и во всех работах, первым, что нужно будет сделать, будет приобретение всевозможных материалов и приспособлений. В частности, для изготовления опалубки, потребуется или разборная конструкция, которую можно арендовать у строительных фирм, либо материал для собственноручного изготовления этой конструкции.

Процесс монтажа

Если монтаж будет производиться своими руками, то для опалубки нужно приготовить фанеру влагостойкого типа, или доски. Фанера должна быть не меньше 2 сантиметров толщиной, а доски – не менее 2,5 сантиметров.

При возведении постройки, в некоторых случаях может понадобиться устройство специального укрепляющего элемента. Его называют монолитный пояс под плиты перекрытия. Он представляет собой армированную бетонную ленту, проходящую по периметру здания и являющуюся опорой для сооружаемой конструкции.

Процесс монтажа

  • Начинается процесс монтажа плиты, с установки стоек или опор, которые будут поддерживать плиту во время ее монтажа и застывания. Их устанавливают с определенным шагом – он регулируется расстоянием между балками перекрытия и его размером.
  • Далее устанавливаются продольные балки. Их нужно уложить в специальные крепления на установленных ранее опорах. В народе эти крепления называют «короны» или «вилки». При укладке балок, нужно учесть, что поверхность опалубки должна быть строго горизонтальной. Все балки укрываются фанерой или досками. После формирования плиты, эти части опалубки нужно будет снять, так что необходимо учесть эти нюансы их установки.

Процесс монтажа
  • Когда балки уложены, можно начинать сборку горизонтальной части опалубки, с проверкой горизонтальности плоскости. Она должна соблюдаться абсолютно по всей площади.
  • При сборке, следует уделить внимание тому, насколько ровной получится плоскость – от этого зависит, насколько ровным будет потолок, которым является нижняя ее часть. Для того, чтобы получить плоскость наиболее высокого качества, а так же для предотвращения вытекания бетона в щели, укладывается гидроизоляционная пленка.
  • Далее устанавливаются вертикальные элементы. Их нужно установить так, чтобы после заливки, края плиты заходили на стены с достаточным запасом. Нужное расстояние указано в СНиПе.
  • После этого, приступают к армированию всей поверхности будущей плиты. Укладывается два ряда сетки из арматурного прута. Ячейка получаемой сетки, должна быть около 20 сантиметров. Первый слой укладывается на расстоянии около 2,5 сантиметров от нижней плоскости опалубки. Для того, чтобы приподнять сетку, используют специальные проставки из пластика.

  • Второй слой сетки монтируется на таком же расстоянии от верхней плоскости будущей плиты. Чтобы закрепить два слоя сетки на необходимом расстоянии, из арматурных прутков сгибаются специальные подставки. Все слои сетки и все ее элементы, связываются между собой вязальной проволокой.
  • Когда арматура уложена, а все элементы опалубки находятся на своих местах, начинается процесс заливки раствора. Марку бетона выбирают не просто так, а исходя из данных по предполагаемой нагрузке на плиту. Не стоит забывать, что все технологические отверстия в получаемой плите, необходимо заранее огородить специально изготовленными коробами.

Процесс монтажа
  • После заливки раствора, его необходимо протрамбовать специальным вибростанком для бетона. Это позволит сделать залитое перекрытие более однородным по структуре, а также выгонит все образовавшиеся при заливке пузыри воздуха.
  • Полученная поверхность увлажняется в течении недели с момента заливки раствора. После этого, постоянное увлажнение не требуется. Но, контролировать высыхание поверхности все же нужно.
  • Для полного застывания бетона может потребоваться до 30 дней. Все зависит от выбранной марки бетона и толщины создаваемой конструкции.

По прошествии указанного срока, опалубка полностью снимается, а перекрытие готово к использованию.

Процесс монтажа

Требования к кладке

Чтобы правильно произвести монтаж плит перекрытия нужно обеспечить выполнение особых требований к стене из кирпича:

  • ровность кладки в месте укладки перекрытий;
  • укладка в три ряда до перекрытия арматурных сеток с ячейкой 5 на 5 см из проволоки диаметром 3-4 мм;
  • верхний ряд к ладки с внутренней стороны должен быть тычковым.

Предлагаем ознакомиться Как быстро высушить одежду после стирки

Если плиты монтируются на керамзитобетонные блоки, под перекрытия дополнительно устраивается монолитный пояс. Такая конструкция поможет равномерно распределить нагрузку от тяжелых перекрытий на керамзитобетонные блоки с меньшей прочностью. Технология строительства предусматривает заливку на блоки монолитной ленты из бетона толщиной 15-20 см.

Перекрытия: принцип и важность расчетов

Перед тем как использовать программу для расчета перекрытия, надо определиться с материалом конструкции. При частном строительстве используют три основных типа перекрытия:

Деревянное

Несущими балками при устройстве деревянного перекрытия выступают: брус (бревно), металлический профиль (швеллер, двутавр, уголок) или железобетонные элементы. Балки застилаются досками, образуя плиты перекрытия. Основываясь при вычислениях на строительных нормах, сечение несущей балки определяется путем суммирования её веса и нагрузки эксплуатационной. Примерная нагрузка межэтажного деревянного перекрытия 400кг/ м². Если не предполагается активная эксплуатация данной зоны, например, в случае создания и обустройства чердака или пространства под крышей, принимаемая во внимание нагрузка может быть уменьшена.

Схема устройства плит перекрытия из дерева

Перекрытия: принцип и важность расчетов

В длину каждой балки из дерева закладывается минимум 24 см, необходимых для её крепления. Важный элемент расчета деревянных конструкций – прогиб балки. Правильные вычисления помогут выбрать оптимальное сечение элемента при заданной длине. Это предотвратит изменение геометрии помещения, и повысит безопасность перекрытия.

Количество необходимых балок рассчитывается, исходя из монтажного шага. Укладку производят, перекрывая узкий пролет, с интервалом от двух с половиной до четырех метров. В свою очередь, шаг зависит от ширины расположения каркасных стоек.

Железобетонные монолитные

В качестве несущих при устройстве монолитных ж/б конструкций перекрытий в доме используются металлические профили или ж/б балки. Плиты перекрытия формируются из монолитных железобетонных деталей. Это позволяет выдерживать большие нагрузки, перевязывать широкие прогоны.

Расчет монолитного перекрытия в специальной программе

При вычислении нагрузки на двутавровую балку её вес без учета стяжки рассчитывается исходя из значения 350 кг/ м², а учитывая стяжку – 500 кг/ м². Монтажный шаг при укладке принято делать равным 1 метру.

При создании ж/б перекрытия работает правило: длина проема должна быть в 20 раз больше высоты балки. Это допустимый минимум. Высота и ширина ж/б элемента так относится друг к другу, как 7 к 5. При расчете перекрытия также необходимо учитывать вероятный изгиб, геометрию плит, выбор армирования и характеристики бетона. В видео показан процесс расчета монолитного перекрытия.

Железобетонные сборные

Перекрытия: принцип и важность расчетов

Элементы для изготовления подобных перекрытий имеют стандартные размеры и специальных расчетов не требуют. Необходимо определиться с их количеством и нагрузкой на общее основание строения.

Предварительный подсчет поможет значительно сэкономить при закупке строительных материалов. Кроме финансовых выгод вычисления нагрузок дадут гарантию безопасности строения.

Если прочность перекрытия не учитывать, постройка может обвалиться и привести не только к дополнительным затратам, но и к ещё более плачевным последствиям. Правильный предварительный расчет – основа безопасности строения.