Монолитные перекрытия: особенности проектирования и строительства

Рубрика: Технические науки

Почему именно этот вид перекрытия используется?

Армирование плит перекрытий имеет несколько преимуществ. Первое – нет необходимости прибегать к помощи строительной техники, в частности, подъемному крану. Второе, что весьма важно, данный способ позволяет делать перекрытие для помещений с нестандартными размерами. И третье – это прочность конструкции. Монолитное перекрытие значительно более прочное, нежели деревянные перекрытия, оно может переносить высокие напряжения и огнеустойчиво. Так, перекрытие из дерева в состоянии выдержать 25 минут действия огня, а монолитное – более часа.

Примечание! Монолитное перекрытие возможно сделать своими руками, однако необходим точный технологический расчет его нагрузки.

В строительстве частных объектов распространено использование монолитных перекрытий. При монтаже данного перекрытия огромную роль играет правильный расчет и применение арматуры. Толщина плиты высчитывается относительно толщины пролета и принимается в соотношении 1:30. Так, если ширина между пролетом несущих стен составляет 6 метров, то толщина монолитной плиты будет равняться 0,2 метра. Если специально уменьшать толщину бетона, то повышается расход металлопроката, если же толщина увеличивается, то расход бетона тоже становится больше.

Схема армирования монолитной плиты перекрытия

При постройке индивидуальных домов в качестве междуэтажного перекрытия нередко используется монолитная плита. В ее основе стальной каркас, обеспечивающий горизонтальную жесткость. Армирование бетонных конструкций способствует усилению прочности и долговечности домов. Самый простой вариант обустройства перекрытия – заказать готовые плиты на заводе и смонтировать их с помощью крана. Если возникают сложности с техникой, можно самостоятельно освоить схему укладки и заливки ЖБ конструкции. Изучение инструкции по монтажу и расчет плиты помогают осознанно контролировать строительный процесс.

Горизонтальная несущая конструкция служит разделителем помещений по высоте. Одна сторона плиты выступает в роли пола для верхнего этажа. Другая сторона – это потолок для нижнего помещения.

Классификацию перекрытий производят по их назначению.

  • Чердачные – отделяют подкровельное пространство от жилых помещений.
  • Межэтажные – разбивают здание на уровни.
  • Цокольные – разграничивают нижние этажи и подвал.

По технологии изготовления перекрытия делятся на несколько видов:

Схема армирования монолитной плиты перекрытия
  • монолитные – бетонные плиты с армировкой из стального прутка, отливаются на месте установки;
  • сборные – конструкции заводского производства, монтируются из отдельных элементов;
  • сборно-монолитные – состоят из пустотелых блоков и облегченных металлических балок.

Армирование фундаментных и межуровневых плит перекрытия целесообразно проводить в домах, построенных из кирпича или ячеистых бетонных блоков.

Преимущества армирования монолитного перекрытия:

  • Это отличный выход из ситуации с нестандартным проектом дома. В качестве опоры для плит могут выступать не только несущие стены, но и декоративные колонны.
  • Заливка перекрытия на месте допускает сооружение пола любой конфигурации и размера.
  • Схему устройства монолитных плит используют в том случае, когда нельзя привлечь спецтехнику.
  • Благодаря жесткому основанию конструкции получаются ровными без видимых прогибов поверхности.
  • Высокая прочность плит перекрытия обеспечивает устойчивость к механическим нагрузкам, силовому напряжению и влиянию высоких температур.
  • Конструкции продольного и поперечного исполнения, усиленные армированием, надежно защищают мансарды и чердачные помещения от холода.
  • Огнестойкость железобетона вдвое выше, чем деревянных перекрытий.

Недостатки армирования плиты:

  • Трудоемкость и длительность процесса.
  • На заливку бетона понадобится бригада из трех человек.
  • Пока монолит не достигнет окончательной твердости, за ним нужен постоянный уход и контроль.
  • В работе требуется специальный инвентарь и механические приспособления.
  • Работы по армированию бетона стоят в два раза дороже деревянных конструкций.
Читайте также:  Рекомендации по утеплению перекрытия холодного чердака минватой

Руководство по устройству плиты

Армирование проводят с применением металлического каркаса. Конструкция представляет собой стальную сетку из прутков сечением 8-14 мм.

Правильный расчет армирования плиты обеспечивает много преимуществ в работе и эксплуатации:

Схема армирования монолитной плиты перекрытия
  • готовое перекрытие обладает высокой несущей способностью;
  • облегчается выбор оптимальных параметров арматуры, толщины монолита, марки бетона и количества раствора;
  • расчет показывает требуемый объем работ и затраты на него;
  • срок службы монолитного перекрытия, выполненного в соответствии с планом армирования, не имеет границ.

В конечном итоге расчетные цифры позволяют экономить время и деньги домовладельца. Профессиональную калькуляцию должны проводить специалисты. Они пользуются точными данными и учитывают все нюансы строительства. Заказчикам достаточно знать общие правила сооружения и армировки бетона.

Толщина плиты должна составлять 1/30 часть ширины перекрываемого пролета. При расстоянии до 6 метров монолит заливают слоем в 150-200 мм. Если ширина пролета превышает 6 м, плиту усиливают дополнительными опорными балками – ригелями. В этом случае армирование проводят двумя слоями сетки, а толщину бетона увеличивают.

При составлении плана работ обязательно учитывают размер захвата. Так называется часть плиты перекрытия, которая опирается на стены. Для кирпичных строений величина составляет 15-20 см, для стен из газосиликатных или пенобетонных блоков размер захвата увеличивают до 25-30 см. Арматурные пруты обрезают так, чтобы с торцевой части они были залиты бетоном не менее чем на 25 см.

Нюансы монолитного строительства

Все основные требования к процессу создания монолитных конструкций из железобетона – в том числе и перекрытий, изложены в своде правил 52*103*2007.

Нюансы монолитного строительства

На заметку: Эти правила относятся только к конструкциям из тяжёлого бетона, заливаемым без предварительного напряжения арматуры.

Нюансы монолитного строительства

Возведение монолитного каркаса здания

Нюансы монолитного строительства
  • При проектировании любого здания выбирается КС (конструктивная система), в которой все несущие элементы увязываются так, чтобы обеспечить строению максимальную устойчивость и прочность.
  • Определяющим фактором здесь является применяемый массово строительный материал: дерево, металл, сборный или монолитный железобетон. Так как темой данной публикации является монолит, именно о нём и будем вести речь.
  • Монолитное перекрытие может устраиваться и по сборным ЖБ стенам, и по каменной кладке. Тут многое зависит от типа конструктивной системы, и основные из них представлены ниже:
    1. Колонная система, где основным несущим элементом являются колонны;
    2. Стеновая система, где все нагрузки воспринимают стены;
    3. Смешанная, где нагрузки распределяются между колоннами и стенами.
Нюансы монолитного строительства

Варианты конструктивных систем

Нюансы монолитного строительства

На заметку: При строительстве многоэтажных зданий, перекрытия для нижних этажей нередко проектируют в одной системе, а для верхних – в другой.

Нюансы монолитного строительства

Какими бывают перекрытия в монолите

Нюансы монолитного строительства

Монолитные перекрытия могут быть:

Нюансы монолитного строительства
  • Плоскими. Их обычно проектируют для зданий с пролётами между колоннами или стенами менее 8 метров. Это обычный, наиболее часто применяемый, вариант для гражданского строительства;
Нюансы монолитного строительства

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

Нюансы монолитного строительства
  • Ребристыми. Применяют при пролётах до 12 метров, чаще в промышленном строительстве.
Нюансы монолитного строительства

Ребристое перекрытие в административном здании

Нюансы монолитного строительства
  • Кессонными. Их рекомендуется устраивать в помещениях зального типа – как производственных, так и жилых. За счёт углублений в перекрытии улучшается акустика помещений, и появляются широкие возможности для дизайна потолка.
Нюансы монолитного строительства

Перекрытие кессонного типа

Нюансы монолитного строительства
  • Пустотными. Применяют там, где необходимо максимально снизить вес конструкции. Чаще всего это перекрытия большой площади в одноэтажных зданиях.
Нюансы монолитного строительства

Вариант монолитного пустотного перекрытия

Нюансы монолитного строительства

Необходимую конфигурацию перекрытие принимает за счёт использования при заливке специальных форм:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства

Общие требования к плитам

Нюансы монолитного строительства

Главными параметрами, от которых зависит прочность и надёжность заливаемого перекрытия, являются:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства
  1. Габариты в поперечном сечении – а именно, толщина плиты;
  2. Класс применяемого бетона, который определяет его прочность на сжатие;
  3. Содержание в плите продольной арматуры, количество которой определяется, исходя из длины пролётов и предполагаемых нагрузок на перекрытие.
Нюансы монолитного строительства

Стандартная плита со сплошным сечением обычно имеет толщину не менее 160, но не более 250 мм. Бетон для заливки должен применяться класса В20, не ниже. Толщина всех прочих плит варьируется от 250 до 500 мм, с применением бетона класса В25.

Нюансы монолитного строительства

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Нюансы монолитного строительства

Армирование

Нюансы монолитного строительства

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства
  1. Продольно, в два ряда — вдоль верхней и нижней плоскостей;
  2. Поперечно, с распределением арматуры по всей площади и усиления в местах опирания плиты на стены или колонны;
  3. На участках в концах плит должна устанавливаться арматура в виде П-образных хомутов, позволяющих произвести анкеровку концов продольных стержней.
Нюансы монолитного строительства

Более подробно об армировании монолитных плит вы можете узнать из пособия по проектированию, изданным НИИЖБ в 2007г. В нём подробно излагается информация по сортаменту применяемой арматуры, её расчёту, выполнению соединений, гибке, анкеровке.

Читайте также:  Плиты ПК: особенности, нагрузка и размеры

Какую арматуру использовать для плиты фундамента?

Самые частоиспользуемые в частной застройке диаметры продольной рабочей арматуры – 10, 12, 14 и 16 мм. В качестве поперечной арматуры используют 6 и 8мм. Для армирования фундаментов в основном используют арматуру класса А400 – А500С. У арматуры класса А400 предел текучести составляет 390 Н/мм2, а у класса А500С свыше 500 Н/мм2. Еще немаловажным отличием является то, что А400 не допускается соединять методом сварки, в таком случае ослабляется структура стали. По этим причинам чаще всего используют арматуру класса А500С. Для фундаментов лучше всего подходит арматура с серповидным профилем, потому что у нее выше выносливость к периодическим нагрузкам, несмотря на худшую сцепляемость с бетоном в сравнении с кольцевым профилем.

Характеристики арматурного ряда

Какую арматуру использовать для плиты фундамента?

Для того чтобы понять какая арматура лучше всего подходит, необходимо определиться с типом фундамента, рассчитать нагрузки на него.

Толщина плитного фундамента: Пример как рассчитать толщину плиты

Что представляет собой армирование монолитной плиты перекрытия

Армирование конструкции проводится установкой внутри стен/бортиков опалубки перекрытия арматурных прутов и сеток перед заполнением формы бетоном. Арматура укладывается прямо на опалубку согласно проекту.

Общий принцип армирования плиты:

  • металлические пруты вязальной проволокой увязываются в сетки;
  • формируют каркас по стенам. Перекрытие будет опираться на несущую стену, этот размер называют площадью опирания, определяется толщиной, материалом стены;
  • нижняя сетка приподнимается от плоскости опалубки на 25-30 мм фиксаторами;
  • верхняя сетка располагается относительно уровня бетона, отступая 25-30 мм;
  • в месте примыкания плиты к стенам добавляется опорная арматура.
Что представляет собой армирование монолитной плиты перекрытия

Опорная арматура нужна для предотвращения растрескивания бетона. Опорную площадь плиты перекрытия принимают согласно проекту, но не менее 80 мм.

Расстояние от края опалубки до сеток отступают для формирования защитного слоя из бетона. Сталь без защитного слоя под воздействием воздуха и влаги подвергается коррозии.

В местах с ослабленным сечением, большим количеством отверстий для прокладки инженерных коммуникаций, каркас усиливают. Для этого закладывают несколько дополнительных прямых прутов длиной 0,4-1,5 м.

Основные формы и размеры плит

Согласно данному стандарту, можно выделить такие типы плит перекрытия:

  • однослойные сплошные;
  • многопустотные.

В свою очередь они разделяются по видам: однослойные -1П; 2П, пустотные на 1ПК; 2ПК и ПБ. Их габариты:

Вид панелей Длина,м Ширина,м Толщина, м
3; 3,6 4,8; 5,4 ;6; 6,6 0,12
2,4; 3; 3,6;6 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,4; 3; 3,6 0,16
1ПК 2,4-6,6(шаг 0,3)7,2 ;7,5 ;9 1; 1,2; 1,5 0,22
2ПК 2,4-6,6(шаг 0,3)
ПБ 2-15(шаг0,1) 1,2;1,5

Кроме размеров, плиты делятся по способу опирания на стены:

  • двусторонний — это самый оптимальный метод, в этом случае торцы изделия кладутся на несущие стены здания;
  • трёхсторонний – в этом случае на стену опирается торцы панели ПКТ и одна из длинных сторон. При таком методе укладки возможен изгиб только свободной части плиты;
  • четырёхсторонний – применяется, когда от конструкции требуется увеличенная прочность. Плита марки ПКК монтируется на все четыре стороны плиты. Это довольно дорогой способ и применять его рентабельно только при возведении многоэтажных зданий.

Схема устройства и фиксации плит

До момента установки каждую панель просматривают на предмет брака и в случае его обнаружения она удаляется. В качественных панелях заделывают отверстия, для чего в просвет помещают кирпич и заливают бетоном, уберегая плиту от промерзаний. Далее контролируют готовку несущих конструкций. В кирпичном доме верхний край кладки должен быть тычковый. В блочных зданиях для строповки нужно обеспечить армированный пояс из бетона, который равномерно распределит нагрузку и предотвратит деформацию постройки.

Читайте также:  Двутавр под плиты перекрытия /инструкция с фото

Схема устройства и фиксации плит

Схема правильной анкеровки

Начало укладки плит выполняется на слой бетонного раствора, толщина которого не превышает 2 см. Панель ставят на две короткие стороны. Между стеной и плитой оставляют технологический зазор для утеплительного материала. Чтобы удостовериться, что перекрытия лежат в одной плоскости с перепадом не более 20 мм, используют уровень. Все неровности выравниваются путем прокладки изоляции. Процесс строповки выполняют после укладки всех плит.

Схема устройства и фиксации плит

Плиты, снабженные петлями, скрепляются металлическими прутами, а после строповки проушины заливаются раствором, чтобы избежать проникновения воды, отчего металлические элементы будут ржаветь.

Пример проекта с анкеровкой

Схема устройства и фиксации плит

Если проушин нет, схема строповки выполняется при помощи цельнозаливного бетонного пояса по всему периметру дома. Фиксаторы наружных стен дополнительно усиливаются металлическими штырями.

Работы по укладке арматуры

При укладке армирующей конструкции в опалубку следует рассчитывать все так, чтобы все стержни после заливки были покрыты защитным бетонным слоем в 2-3 см. Для соблюдения необходимого расстояния используют специальные пластиковые фиксирующие элементы, металлические «лягушки или «стульчики».

В случае, когда длина прута короче, чем вся ширина фундамента, делают нахлест не меньше 40 диаметров рабочих стержней. Например, для прута 1,2 см, рекомендованный нахлест 48 см.

Армирование монолитного фундамента в предварительно подготовленном приямке сократит продолжительность работ и поможет без сложностей произвести укладку непосредственно на месте.

Работы по укладке арматуры

Ручная вязка арматуры Источник

Минусом такого монтажа является риски повреждения уложенной уплотненной подушки и гидроизоляционного материала. Укладку каркаса лучше проводить в таком порядке:

  1. Собранный нижний пояс укладывают на подпорки.
  2. Устанавливают поперечные прутки.
  3. Собирают верхнюю часть конструкции, методом связывания проволокой соединяют стойки и верхний пояс.

Расчет арматуры для монолитной плиты

Монолитные плиты применяются, когда планируется отойти от стандартных параметров при строительстве и использовать особенные характеристики зданий.

Благодаря повышенной жесткости, использование монолитных плит является наиболее экономически выгодным вариантом. Единственный минус – монолитные плиты сложно укладывать при пониженных температурах.

Чтобы перекрытие было устойчивым и прочным и прослужило долгие годы, важно производить точный расчет монолитной конструкции, а если она заливается самостоятельно, то здесь не обойтись без расчета арматуры, которая является основой конструкции.

Расчет арматуры для монолитной плиты

Во время создания составления проекта необходимо:

  • определить марку бетона
  • тип арматуры,
  • просчитать схему ее укладывания,
  • продумать систему изоляции от воздействия воды и тепла,
  • подсчитать, сколько стройматериала необходимо для проведения работ.

Армирование пустотных плит

Армирование пустотной плиты перекрытия не должно сопровождаться проделыванием дополнительных отверстий для коммуникационных сетей. Лучше для этого приобрести плиты, армирование которых было осуществлено напрягаемой арматурой. В противном случае несущая способность изделия будет снижена.

Ознакомившись с ГОСТ 9561-91, вы сможете узнать о ряде исключений при изготовлении некоторых типов пустотных панелей. В них разрешается не использовать армирование напряженной арматуры. Такие панели обладают толщиной в 220 мм, а их длина равна 4 780 мм. Диаметр отверстий при этом варьируется от 140 до 159 мм. В расчет армирования ребристой плиты перекрытия необходимо включить данные о сопротивлении бетона на сжатие (11,5 Мпа), что составляет 117 кгс/см2. Используемая арматура соответствует классу AIII. Расчетное сопротивление растяжению при этом равно 355 МПа.

Если бетонирование балок будет осуществляться отдельно от плиты перекрытия, то их расчет не будет отличаться от того, что используется в случае с обычными железобетонными балками прямоугольного сечения. Если же бетонирование осуществляется одновременно, то балки можно рассматривать как балки таврового сечения.