3.10. Конструкции несущей части перекрытий

Самым легким способом перекрытия пролётов и установки горизонтальных опор является укладка плит перекрытия. Такие плиты бывают разных видов и каждый из них имеет свои особые характеристики, правила эксплуатации, размеры и формы. Именно благодаря широкому выбору плит перекрытия, ими можно закрыть пролёт любой сложности. Однако обязательно стоит учитывать особые критерии установки плит перекрытия.

Особенности производства

Плиты перекрытия относятся к группе сборных ЖБИ. Несущая конструкция сооружается на основе элементов, изготовленных в заводских условиях и обладающих регламентированными размерами и стандартными характеристиками. Изделия представляют собой бетонную плиту с прямыми углами, усиленную каркасом из арматурных прутов.

Для изготовления этой продукции используются высококачественные легкие, тяжелые, силикатные бетоны.

Отличительной особенностью этих бетонных смесей является мелкая фракция заполнителя – 3-10 мм, – благодаря которой изделие имеет изотропную структуру. Для усиления конструкции применяют предварительно напряженные усиливающие стержни.

Надежный и крепкий панельный дом

Качественная дизайнерская работа позволит получить самые неожиданные варианты жилища с индивидуальным внешним видом, оригинальной планировкой, от малых до больших площадей. Отдавая предпочтение строительству из бетонных панелей, обязательно учитываются присущие материалу преимущества и недостатки.

Плюсы ЖБИ панелей

  • Быстрота и сравнительная легкость при возведении. Бригада профессионалов справится с задачей построения дома, при условии наличия всех необходимых материалов, за короткий срок в несколько недель.
  • Устойчивость к природным и техногенным явлениям. Минимален риск разрушения при воздействии влаги, колебании температуры, пожаре. Выдержит высокую нагрузку сейсмической активности.
  • Сезон не имеет значения. Коробка дома может возводиться в любое время года и погодных условиях.
  • Неограниченная изначальная планировка. При составлении проектной документации и изготовлении плит возможен учет любых требований к внешнему и внутреннему виду конструкции.
  • Относительно низкая стоимость. Затраты на проекты домов из ЖБИ ниже, чем из кирпича или монолита.
  • Заводская гарантия, соблюдение ГОСТа 11024—84. Исключит наличие бракованных изделий при покупке панелей, обеспечит долгий эксплуатационный срок.

Посмотреть «ГОСТ 11024-84» или

Главные недостатки

Минусом постройки из панелей является невозможность изменить планировку готового сооружения.

  • Не подлежит перепланировке. Весьма существенен для тех, кто любит перемены. Здесь преобладают несущие стены. Устранение каждой из них приведет к большим проблемам, появлению трещин, обрушению перекрытий.
  • Низкая звукоизоляция. В доме из одно-, двухслойных панелей слышны громкие посторонние шумы с улицы.
  • Нерекомендованное изменение размеров. Изделия из железобетона не терпят вмешательства в их структуру. Это в конечном итоге спровоцирует полное разрушение панели.
  • Трудности в проделывании отверстия. При размещении различных бытовых предметов, декораций на стенах обязательно применение специального оборудования (перфоратора).
  • Неконтролируемый износ.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

К плюсам относят:

1. Прочность и монолитность (отсутствие швов), и, как следствие – обеспечение равномерной нагрузки на фундамент и несущие стены.

3. Безопасное обустройство балкона без потребности в дополнительных опорах за счет монолитности основной горизонтальной конструкции.

Расчет плиты, составление схемы армирования

В идеале проектирование доверяется специалистам, они помогут подобрать вариант с правильно распределенными нагрузками, оптимальный в плане «надежность-стоимость стройматериалов». Исходными данными для самостоятельного расчета являются размеры перекрытия с обязательным учетом ширины опорных площадок. Толщина монолита выбирается исходя из максимальной величины продольного пролета (рекомендуемое для безбалочных конструкций соотношение – 1:30, но не менее 15 см). Для перекрытий в пределах 6 м минимум составляет 20 см, свыше 6 рассматриваются варианты с усилением их ребрами жесткости. В разновидностях балочного типа учитывается шаг опор (соответственно минимальная высота находится путем его деления на 30).

Расчет плиты начинается с определения ее собственного веса: средняя плотность железобетона (2500 кг/м3) умножается на толщину перекрытия. Норма временной нагрузки (веса мебели, оборудования и людей) для жилых зданий – 150 кг/м2, с учетом 30 % запаса ее увеличивают до 195-200. Общую, максимально возможную нагрузку получают путем сложения этих величин.

Для проверки сечения арматуры рассчитывается максимальный изгибающий момент, формула зависит от способа распределения веса. Для стандартного безбалочного перекрытия, опираемого на две несущие стены Мmax = (q·l2)/ 8, где q – общая нагрузка, кг/см2, l2 – ширина пролета. Это формула является самой простой, при отсутствии арматуры в зонах максимального сжатия бетона или неравномерном распределении веса она усложняется.

Для проверки сечения арматуры вычисляется коэффициент, учитывающий расчетное сопротивление стройматериалов (справочные величины, зависят от выбранного класса прочности раствора и марки стали). Полученное значение соответствует минимально допустимой площади металла при поперечном разрезе плиты. Оно сравнивается с предварительным, при превышении требуется усиление схемы (снижения шага ячеек или использование стержней с большим диаметром).

Из-за сложности расчет обычно доверяют специалистам, при его пропускании выбирается шахматная схема из двух сеток (нижней и верхней) с шагом ячеек 20×20 см и толщиной стержней в пределах 10-14 мм (горячекатаная сталь). Предусматривается как усиление в центре монолитной плиты, участках с повышенными нагрузками и местах соприкосновения с опорами, так и запас на захождение перекрытия на стены (зависит от прочности стройматериалов – от 150 мм для кирпича до 250 для ячеистых бетонов). Продольные и поперечные прутья по возможности укладываются неразрывными, при нарушении этого условия выполняется их нахлест – не менее 40 см.

Читайте также:  Как покрыть крышу рубероидом своими руками

Виды плит перекрытия

ЖБ плиты доступны в цене, легко монтируются, с их помощью достигается высокая прочность перекрытия.

Однако следует помнить, что плиты из бетонных смесей устанавливают на надежные, крепкие опоры, старайтесь также обезопасить их от воздействия влаги.

Существуют различные размеры жби плит перекрытия.

Все технические характеристики для удобства собраны в специальный ГОСТ9561-91.

Здесь указаны все требования, которые обязательно соблюдать изготавливая многопустотные железобетонные плиты из легкого или тяжелого, плотного силикатного бетона.

Различают три вида плит перекрытия:

  1. Полнотелые или бетонные — массивные, прочные, лучше других защищают от трещин и нежелательных прогибов, однако обладают низкой способностью к звуко- и теплоизоляции. Используют для строительства гаражей, торговых центров и другом каркасномонолитном строительстве.
  2. Железо-бетонные в свою очередь делят на однопролетные и многопролетные, сборно-монолитные, грибообразные. Улучшают звукоизоляцию и облегчают отделку внутреннего помещения. Эти плиты чаще всего используют при строительстве многоэтажных домов и общественных зданий. Размер ребристой плиты перекрытия зависит от длины и ширины помещения. Высота всегда 14-16 сантиметров.
  3. Пустотные самые распространенные ЖБ плиты. За счет армированных ребер и трубчатых пустот они прочны на изгибы, имеют легкий вес в по сравнению с иными видами плит. В пустотах таких плит удобно прокладывать коммуникации. С их помощью строят склады, жилые дома, торговые павильоны.

Маркировка плит перекрытия

Чтобы понять какой нужен размер плиты перекрытия можно посмотреть на маркировку. В ГОСТ указаны все необходимые характеристики.

Первые буквы обозначают тип:

ПБ – полнотелые бетонные плиты;

НВ, НВК, 4НВК – ребристые жб плиты;

ПК – пустотные.

Третья буква в маркировке указывает на наличие дополнительной стороны опирания плиты:

 Т – три стороны;

К – четыре.

Первые две цифры это длина в дециметрах.

Вторые две – ширина. Обычно эти параметры завышены на 10-20 мм.

Последняя цифра указывает расчетную нагрузку.

В следующей группе букв и цифр могут указываться дополнительные параметры конструкции, такие как класс арматуры, наличие монтажных петель и проч.

Пример и расшифровка маркировки

Рассмотрим на примере ПК :

ПК – пустотное перекрытие;

54 – длина плиты, дц;

15 – ширина, дц;

8 – расчетная нагрузка, 7,85кПа (800 кгс/м2)

Размеры и характеристики полнотелых плит указаны в ГОСТ12767-94.

Разделяются по способу опирания:

  • 2ПД-6ПД – на две стороны;
  • 3ПТ-6ПТ – на три стороны;
  • 1П-6П – на четыре стороны.

Первая цифра в маркировке указывает на толщину изделия:

  • 1 – 100 мм
  • 2 – 120 мм
  • 3 – 140 мм
  • 4 – 160 мм
  • 5 – 180 мм
  • 6 – 200 мм

По длине размер бетонных плит перекрытия составляет от 3 до 6,6 м, по ширине –  от 1,2 до 6,6 м.

В нормативных документах определяется наличие у готовых бетонных плит конструктивных элементов, для соединения с металлическими и железобетонными элементами каркаса, монтажные петли, а также каналы для проводки коммуникаций.

Размеры ребристых железобетонных плит перекрытия указываются в ГОСТе 27215-87 для плит 400 мм., в высоту и ГОСТе 21506-87 для предварительно напряженной плиты 300 мм., высотой.

1П – изделие опирается на полку ригеля; различают восемь видов от 1П1 до 1П8, где длина изделия 5,55 и 5,05 м, а ширина – 0,74-2,985 м

2П – изделие опирается на тело ригеля, то есть на опорную балку; размеры плиты всегда 5,95 м по длине и 1,485 м по ширине.

Производитель должен выполнять требования нормативов, указанных для ребристых железобетонных плит. Это и закладные стержни и всевозможные допуски и требования к арматуре.

Размеры и величины пустотных плит перекрытия ПК указываются в ГОСТ 9561-91.

Виды плит перекрытия

Плиты классифицируют по группам, где помимо третьей буквы (Т или К), определяющей количество сторон опирания, пустотные перекрытия обозначают буквами ПГ или ПБ.

Пустоты в плите ПГ должна походить на форму груши, а ПБ – изготавливается по методу непрерывного безопалубочного формования.

В зависимости от вида и размера железобетонной плиты перекрытия, способа ее изготовления, материалов, меняется цена на изделие.

Самым распространенным видом плит перекрытия считаются пустотные.

Не смотря на то, что они уступают в прочности полнотелым плитам, все же для строительства дач, частных домов, коттеджей подходят идеально, так как подобные строения и не подразумевают высокой нагрузки.

Пустотелые плиты хорошо защищены от возгораний, влаги и гниения. Пустоты не только гасят нежелательные вибрации, но и позволяют легко и удобно проводить коммуникации: электропровод, канализационный стояк и проч.

При монтаже плит, будь то фундамент дома или перекрытие, очень важно рассчитать параметры опирания, чтобы в случае ошибки не случилось разрушения здания. Обычно площадь опирания составляет примерно 12 см с каждой стороны.

Плита укладывается на полусухой раствор, а оставшиеся щели и отверстия заделываются специальным утеплителем и цементом.

Варианты несущего остова каркасно-панельных зданий

В крупнопанельном домостроении кроме коробчатой конструктивной системы, когда несущими вертикальными конструкциями служат панельные стены, применяют стоечно-балочные конструктивные системы, т. е. каркасные, в том числе с полным или неполным сборным железобетонным каркасом. Каркасно-панельное домостроение, как и крупнопанельное, является полносборным, т. е. все конструктивные элементы таких зданий изготавливаются в заводских условиях и из этих элементов на строительных площадках собирают дома. Как уже упоминалось, в каркасно-панельном домостроении могут применяться следующие конструктивные схемы (см. рис. 3.3): с полным поперечным каркасом; с полным продольным каркасом; с полным пространственным каркасом; с неполным поперечным или продольным каркасом и несущими наружными продольными стенами; с полным безбалочным каркасом и с неполным безбалочным каркасом. В конструктивных схемах с полными балочными каркасами вертикальными несущими конструкциями являются колонны, а горизонтальными несущими конструкциями – поперечные или продольные либо поперечные и продольные балки. Несущими конструкциями перекрытий при таких конструктивных схемах и системах могут служить плиты-настилы или плиты-панели, опираемые на балки каркасов.

При конструктивной схеме с неполным поперечным каркасом и несущими наружными продольными стенами вертикальными несущими конструкциями служат наружные продольные стены и внутренние колонны, на которые опирают поперечные или продольные балки, а на балки или балки и стены укладывают несущие элементы перекрытий в виде плит-настилов или плит-панелей. При конструктивной схеме с полным безбалочным каркасом на вертикальные несущие конструкции (колонны) непосредственно опирают усиленными опорными углами плиты-панели перекрытий, а при конструктивной схеме с неполным безбалочным каркасом плиты-панели перекрытий опирают непосредственно на внутренние колонны каркаса и на несущие стены.

Хранение плит на объекте

Для хранения плит на объекте на долгий срок, следует соблюдать следующие правила:

  • Если стоит задача хранить большое количество плит, то высота одного штабеля не должна быть больше двух с половиной метров.
  • Укладка ЖБИ плит друг на друга без деревянных прокладок строго запрещена.
  • Бруски дерева устанавливаются с двух сторон с отступом от края в 20 см между каждой плитой.
  • Самая нижняя плита должна укладываться на большой брус, чтобы плита никак не могла контактировать с поверхностью земли.

Габаритные размеры железобетонных плит перекрытия

Готовые плиты перекрытия относятся к категории сборных железобетонных изделий. Широко применяются при возведении многоэтажных домов, обустройстве дорог. В разных видах работ используются конструкции определенных габаритов и форм. Для облегчения процессов проектирования и строительства размеры были приведены к единому стандарту. Железобетонные плиты перекрытия изготавливаются из так называемых конструкционных (с использованием крупнофракционного наполнителя) тяжелых и легких бетонных смесей. Основная функция – несущая.

Их популярность среди строителей обусловлена удобством укладки, быстротой монтажа и приемлемой ценой. Однако они имеют большой вес, поэтому опора должна быть значительно крепче, чем ЖБИ. К тому же бетонная конструкция не отличается водостойкостью, соответственно ее нельзя хранить долго под открытым небом без гидроизоляционной защиты.

Выпускаются в 3 видах:

1. Сплошные. Отличаются высоким уровнем прочности на сжатие, большой массой и низкими звуко- и теплоизоляционными свойствами.

2. Шатровые в виде лотка со сглаженными ребрами. При их использовании из проекта исключаются ригели и аналогичные балочные элементы. Позволяют упростить звукоизоляцию и отделку поверхностей внутри помещения, поднять уровень потолка без наращивания стен. Размеры железобетонной плиты перекрытия шатрового типа диктуются длиной и шириной комнаты, высота стандартна – 14-16 см.

3. Пустотные. Это наиболее востребованная разновидность ЖБИ. Они представляют собой параллелепипед с продольными пустотами трубчатого характера. Благодаря своей конструкции считаются более прочными на изгиб, выдерживают значительные нагрузки – до 1250 кг/м 2 , размеры удобны для перекрытия пролетов длиной до 12 м, а форма – для прокладки коммуникаций.

Пустотные плиты перекрытия маркируются:

  • 1П – однослойное железобетонное изделие – не более 12 см.
  • 2П – аналогично предыдущему, но толщина составляет уже 16.
  • 1ПК – многопустотные ЖБИ с внутренними полостями диаметром до 16 см. Высота – до 22 см.
  • 2ПК – то же самое с сечением пустот до 14.
  • ПБ – пустотная конструкция толщиной 22.

Стандартные габаритные размеры многопустотных панелей перекрытия по ГОСТ 26434-85 приведены в таблице ниже.

Вес готового изделия доходит до 2500 кг.

Маркировка плиты перекрытия содержит полную информацию: вид, размеры, прочность на сжатие. К примеру, ПК это:

  • ПК – многопустотная панель с трубообразными продольными полостями диаметром 15,9 см, высота – 22 см.
  • 51 – длина в дм, то есть 5,1 м.
  • 15 – ширина в дм – 1,5 м.
  • 8 – нагрузка, которую она выдержит. В данном случае – 800 кгс/м 2 .

Помимо стандартных выпускаются сплошные плиты перекрытия из ячеистых бетонов (газобетон и другие). Они довольно легкие, выдерживают незначительные нагрузки – до 600 кг, применяются в малоэтажном строительстве. Для создания прочного соединения производители выпускают шпунтованные изделия (шип-паз).

Монтаж сборных плит

Перед укладкой все основания выравниваются, при необходимости усиливаются кольцевым армированным поясом из монолитного железобетона шириной не менее 25 см, толщиной от 12 см. Перепады между противоположными капитальными стенами не должны быть более 1 см.

Сборные ЖБИ укладываются при помощи грузоподъемной техники вплотную, зазоры заполняются раствором. Для соединения в жесткий монолит используется метод анкеровки.

При установке плиты должны опираться на капитальную стену или фундамент участком панели шириной не менее 15-20 см. Щели между ЖБИ и межкомнатной перегородкой закладываются кирпичом или блоками из легких бетонов.

Благодаря тому, что состав перекрытия и размеры стандартизованы, политика предприятий направлена на сохранение стабильной цены. Средняя стоимость пустотных панелей приведена в таблице ниже.

Читайте также:  Пенобетон своими руками: состав, оборудование
Наименование Параметры, см Цена, рубли
ПК 210х100х22 2 800
ПК 210х120х22 3 100
ПК 250х100х22 3 300
ПК 250х100х22 3 700
ПК 300х100х22 3 600
ПК 300х120х22 4 000

Подготовка железобетонных изделий к монтажу

Если плиты куплены заранее, их нужно правильно разместить на месте проведения строительных работ. Складировать БПП разрешается на ровной площадке. Под изделия обязательно подкладываются бруски из древесины. Укладывать плиты на голую землю нельзя. Достаточно двух брусков. Они размещаются от краев бетонных изделий на дистанции 0,25–0,4 м. Ставить подкладки под середину плит не нужно.

Бруски под самое нижнее изделие берутся высотой 5–10 см. Последующие подкладки могут иметь толщину 2,5 см. В этом случае нижняя плита не будет касаться грунта даже при вдавливании брусков в землю. Допустимая высота штабеля БПП – 250 см. Деревянные бруски-подкладки размещаются друг над другом.

Монтаж плит перекрытий осуществляется при помощи крана. Для него необходимо подготовить площадку. Земля на ней обязана быть хорошо утрамбованной. Запрещается ставить кран возле возводимого дома, если строение располагает цокольным (подвальным) уровнем. Техника для подъема плит имеет большой вес. Опорная нога крана будет оказывать существенное давление на землю. Это нередко становится причиной обрушения стеновых поверхностей подвала.

Подготовка железобетонных изделий к монтажу

При необходимости площадку под спецтехнику рекомендуется выложить дорожными массивными плитами. Такую операцию выполняют при проведении работ на влажных почвах, а также, если постройка дома производится осенью либо весной. Площадку имеет смысл подготавливать заранее. Тогда не придется оплачивать простой крана.

Технология укладки БПП имеет несколько важных нюансов. Нужно учесть следующее:

  • подгон конструкции выполняется по нижним сторонам бетонных изделий;
  • плиты монтируются без щелей, вплотную одна к другой;
  • гладкие стороны БПП должны смотреть вниз, а шершавые – вверх;
  • железобетонные плиты опираются строго на короткие стороны, причем их монтаж производится исключительно на несущие стены.

Необходимо заранее подготовить цемент, песок и воду для замешивания кладочного раствора, а также керамзит либо щебень. Последние используются для заполнения пустот в бетонных изделиях перед началом их черновой облицовки.

Алгоритм расчета, основанный на несущей способности почвы

Когда определены габариты фундаментной плиты, можно осуществить расчет этой конструкции исходя из несущей грунтовой способности. Цель этой операции – оценка состояния грунта и его способности выдерживать суммарный вес всех стен перекрытия и прочих элементов внутри здания.

Пример: сильное давление на почву приведет к чрезмерной осадке фундаментной плиты и смещению слоев грунта. Все это в комплексе станет причиной развития катастрофических последствий.

Площадь фундамента считается надежной, если она превышает следующее условие:

в котором S – подошва основания дома в кв. см;

Kн – коэффициент, определяющий надежность опоры (принимается равным 1,2);

F – суммарная масса всех плит перекрытия (включая эксплуатационные нагрузки) на фундамент в кг;

Kр – коэффициент, который определяет условия работ;

R – условное значение расчетного почвенного сопротивления в кг/

Армирование монолитного основания

Условия работы на каждом грунте принимают различное на коэффициент Кр оказывает влияние тип возводимого здания. К примеру, необходимо построить тяжелый дом на почве, основа которой – пластичная глина. Кр в этом случае будет равен 1. Слабоглинистые и мелкопесчаные почвы – Кр равняется 1,2. Легкая постройка на крупнопесчаной почве определяет значение Кр как 1,4. Данные значения коэффициента, определяющего условия строительства, можно взять из специальных таблиц. Найденная цифра подставляется в вышеприведенный расчет.

Таблица 2. Значения коэффициентов, определяющих условия работ при строительстве фундамента на почвах с органическими компонентами

Материалы и конструкционные находки

Вес, который может выдержать плита перекрытия напрямую зависит от марки цемента, из которого она сделана.

Изготавливаются плиты перекрытия из бетона на основе цемента марки М300 или М400. Маркировка в строительстве – это не просто буквы и цифры. Это закодированная информация. К примеру, цемент марки М400 способен выдержать нагрузку до 400 кг на 1 в секунду.

Но не следует путать понятия «способен выдержать» и «будет выдерживать всегда». Эти самые 400 кг/сек – нагрузка, которую изделие из цемента М400 выдержит какое-то время, а не постоянно.

Цемент М300 представляет из себя смесь на основе М400. Изделия из него выносят меньшие одномоментные нагрузки, зато они более пластичны и выдерживают прогибы, не проламываясь.

Армирование придает бетону высокую несущую способность. Пустотная плита армируется нержавеющей сталью класса АIII или АIV. У этой стали высокие антикоррозийные свойства и устойчивость к температурным перепадам от – 40˚ до + 50˚, что очень важно для нашей страны.

При производстве современных железобетонных изделий применяется натяжное армирование. Часть арматуры предварительно натягивают в форме, затем устанавливают арматурную сетку, которая передает напряжение от натянутых элементов на все тело пустотной плиты. После этого в форму заливают бетон. Как только он затвердеет и обретет нужную прочность, натяжные элементы обрезают.

Такое армирование позволяет железобетонным плитам выдержать большие нагрузки, не провисая и не прогибаясь. На торцах, которые опираются на несущие стены, используется двойное армирование. Благодаря этому торцы не «проминаются» под собственным весом и легко выдерживают нагрузку от верхних несущих стен.