Расчет монолитной плиты перекрытия пример: изучаем тщательно

Плита перекрытия – одно из наиболее распространенных изделий из железобетона, которые используются в строительстве. Их самостоятельное армирование стало новшеством в данной среде. К проведению армирования монолитной плиты перекрытия обращаются при возведении общественных зданий из ячеистых блоков.

Как чертить план перекрытий и покрытий

Первое, что необходимо для того чтобы чертить план перекрытий и покрытий, за основу нужно взять план здания без перегородок, внутренних размеров и других элементов. Далее необходимо разместить несущие элементы перекрытий на несущих стенах в соответствии с существующими нормами, к примеру, сборные плиты перекрытий необходимо опирать на две несущие стены с перекрытием в 15 см на каждой стене.

При раскладке несущих элементов перекрытия, вы увидите, что подбор их ширины также важен, как и длины. Используя разные по ширине плиты, можно избежать образования больших участков недоборов.

Дело проще обстоит с монолитными перекрытиями, так как под них нет необходимости выбирать плиты из сортаментов сборных элементов. Однако при их использовании необходимо производить расчет арматуры, а также подбирать нужную марку бетона.

По окончании расположения несущих элементов на стенах здания переходят к нанесению обозначений и размеров. К первым можно отнести обозначения монолитных участков, наименование сборных плит перекрытия, выпуски арматуры и другое. Наносимые размеры существенно не отличаются от размеров на плане дома. Они показывают расстояние между осями, габаритные размеры и расстояние по контурам.

Расчет усиления плиты методом наращивания сечения

Рис. 1.3. К расчету усиления нормального сечения плиты пособом наращивания сечения: а – действительное нормальное сечение; б – расчетное нормальное сечение

Задаемся классом бетона усиления. Принимаем бетон класса В30 (на класс выше бетона плиты, Rb1 = 17.0 МПа)

Определим высоту сжатой зоны, предполагая, что нейтральная ось на ходится в пределах толщины нового бетона (рис. 1.3, б):

Рассчитаем толщину набетонки с учетом ее догружающего действия из выражения:

Толщина слоя нового бетона превышает 100 мм, что нежелательно вследствие значительного уменьшения полезной высоты помещения. Выполняем усиление дополнительным армированием.

Какой шаг арматуры в плите перекрытия

Самым распространенным железобетонным изделием в строительстве является плита перекрытия. Посредством таких изделий производится устройство перекрытий зданий и сооружений жилого и не жилого назначения.

Крепкая основа конструкции обеспечивается за счет ее армирования путем протяжки арматуры.

Для того, чтобы произвести расчет арматуры для плиты перекрытия необходимы данные о ее размерах и предполагаемом использовании.

Основные аспекты работ по армированию

Толщина плиты принимается в соотношении 1:30 к величине пролета. Например: если пролет между несущими конструкциями (стенами, колоннами) равен 6-и метрам, то толщина монолитного изделия будет 200 мм.

В зависимости от расчетных нагрузок на плиту, для ее армирования применяется металлическая арматура сечением от 8 до 14 мм. При этом, если:

  • толщина изделия меньше 150 мм, возможна однослойная укладка усиливающих элементов;
  • более 150 мм – металлопрокат укладывается в два слоя: в нижней и верней части плиты.

Армирование производится сетками, состоящими из прутьев одинакового сечения с размером ячеек 150 х 150 мм или 200 х 200 мм, прутья связываются вязальной проволокой.

Дополнительное армирование отдельных напряженных участков (мест повышенной нагрузки и присутствия отверстий) производится отдельными металлическими прутьями длиной от 400 – 1500мм, в зависимости от нагрузок и длины пролетов:

  • нижней сетки посредине плиты;
  • верхней – на опорах.
Читайте также:  Технология выравнивания пола в панельном доме

Используемый металлопрокат оказывает влияние на несущую способность перекрытия, прутья укладываются в двух или одном (параллельно короткой стороне) направлениях. Преимуществом сетчатого усиления является возможность уменьшение толщины готового изделия при одинаковых площадях.

Опорная арматура предохраняет плиту от растрескивания в пристенных местах.

Венец является обязательным элементом перекрытия, в него заводят арматуру, он проходит сквозь все несущие стены строения.

Какой шаг арматуры в плите перекрытия

Толщина готового изделия должна быть не меньше 60 мм толщиной, бетон играет защитную роль для металлопроката. При этом, чем толще плита, тем выше ее прочность и лучше звукоизоляция.

Как выполняется армирование

Верный расчет арматуры для плиты перекрытия является, безусловно, залогом качественного выполнения армирования. При этом, важно, также, все работы провести с соблюдением технологического процесса.

Установка опалубки считается самым важным этапом. Как правило, для опалубки используют доски и балки, которые предпочтительнее уложить на всю площадь плиты. Впоследствии используемую древесину можно применить при устройстве, например, крыши. Стойки опалубки необходимо тщательно закрепить с тем расчетом, что при заливке бетоном, нагрузка на конструкцию может достигать около 300 кг/м2.

На опалубку кладется лист ДВП, который можно использовать 2 раза, не менее 20 мм устанавливается защитный слой арматуры: под арматурную сетку подкладывают опоры.

Бетон марки М200 и выше заливается в подготовленное основание.

Демонтаж опалубки производится после приобретения бетоном 100% прочности. Ориентировочно, это происходит за 4 недели. Только после полного высыхания конструкция может быть подвержена предполагаемым нагрузкам.

Арматура для монолитного перекрытия

Арматура для монолитного перекрытия — стальная рифленая арматура класса А500С. Арматурный каркас располагают в нижней части монолитной плиты (в месте растяжения конструкции), а концы арматуры должны отстоять от опалубки на 3-5 см.

При изготовлении монолитных консолей армирующий слой располагают в верхней части конструкции.

Максимальная длина пролета для устройства монолитного плитного перекрытия не должна превышать 3 метров, в случаях, если расстояние больше, применяют монолитное балочное перекрытие.

Монолитные конструкции

Предыдущий и данный виды панелей имеют одинаковую сферу применения и устанавливаются там, где есть необходимость создать крепкую постройку, способную выдержать сверхнагрузки. Такая перегородка не содержит полостей и создается непосредственно на стройплощадке по имеющимся точным расчетам, поэтому она может принимать любую конфигурацию и размеры, ограниченные лишь площадью возводимого объекта.

В статье мы подробно описали, какие бывают виды панелей перекрытия, какими стандартными размерами они обладают и где применяются чаще всего, поэтому вы сможете выбрать необходимые изделия для предстоящего строительства и получите прочную долговечную конструкцию, способную прослужить вам не менее столетия.

Прислонение плит

Укладывать плиты перекрытия можно только после создания и подписания схемы или проекта постройки, по которой производится раскладка конструкций. Все комплектующие следует подбирать таким образом, чтобы их опирание на стену из кирпича или керамзита было обеспечено максимально плотно. К тому же следует исключить возможные разрывы по ширине.

Минимальные показатели опирания:

  • 7 см для изделий, чья длина составляет не более 4 м;
  • 9 см для изделий, чья длина превышает отметку в 4 м.

Оптимальным показателем опирания на стену является отметка в 12 см, ее и придерживаются все конструктора и проектировщики покрытий. Эта величина является своеобразной гарантией надежности в случае, если в ходе установки были выявлены несущественные отклонения. Касательно несущих стен следует продумать заранее, так как расстояния между ними должно быть достаточно для укладки используемых плит.

Читайте также:  Межэтажное перекрытие по деревянным балкам в доме

Для расчета необходимого расстояния необходимо взять стандартную длину плит и вычесть 24 см. При использовании серии ПБ или ПК следует использовать лишь опоры по коротким сторонам, не просчитывая промежуточные точки опоры.

РАСЧЕТ ПЛИТ НА МОНТАЖНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

5.1. Для монтажа плит перекрытий рекомендуется предусматривать статически определимые схемы подъема. Распределение усилий от собственного веса плиты в точках подвески ее к монтажной траверсе задается конструкцией траверсы, выполняемой в виде рычажного механизма или системы вращающихся блоков. Применение статически неопределимых систем подъема (траверсы с постоянным закреплением четырех стропов на кольце) допускается только для плит шириной до 2 м, опираемых по коротким сторонам. В этом случае плита рассчитывается как подвешенная на двух петлях, расположенных по диагонали.

5.2. При проектировании системы подъема и размещения монтажных петель или отверстий следует стремиться к тому, чтобы изгибающие моменты от монтажных воздействий не превосходили моментов от полной нормативной нагрузки. Если это условие не выполняется, при расчете деформаций плиты в эксплуатационной стадии следует учитывать снижение ее жесткости в результате кратковременного действия монтажных нагрузок в тех случаях, когда они вызывают образование трещин.

Изгибающие моменты от монтажных воздействий не должны превосходить моменты трещинообразования при расчетных характеристиках бетона, соответствующих его отпускной прочности. Если это условие для каких-либо сечений не выполняется, их следует проверить по ширине раскрытия трещин, которая не должна превышать 0,2 мм.

5.3. При расчете плит на монтажные воздействия их собственный вес, определяемый с учетом производственной влажности, принимается с коэффициентом динамичности ξ = 1,4. Все расчетные характеристики бетона уменьшаются пропорционально отношению отпускной прочности к проектной. С учетом кратковременности динамических перегрузок эти характеристики следует умножать на коэффициент условий работы γb2 = 1,1.

5.4. На монтажные воздействия проверяются сечения, параллельные сторонам прямоугольных плит, проходящие через оси подъемных петель или монтажных отверстий, а также те, в которых значения поперечной силы равны нулю, а изгибающие моменты максимальны (в середине между рядами петель или отверстий — при двух рядах, на расстояниях 1/3 от краев плиты — при трех рядах петель или отверстий). Изгибающие моменты в указанных сечениях определяются по формулам строительной механики и умножаются на коэффициент неравномерности распределения напряжений по ширине сечения γ0. Величина этого коэффициента принимается: при проверке прочности, обеспечиваемой бетоном растянутой зоны, γ10 = 1,4 для сечений по осям петель или отверстий и γ0 = 1,2 для сечений, в которых поперечная сила равна нулю; при расчете необходимого армирования соответственно γ10 = 1,2 и γ0 = 1.

5.5. Плиты, поднимаемые за шесть точек с помощью балансирующей траверсы или стропов, рассчитываются в предположении неодинакового наклона стропов и неравенства вследствие этого вертикальных составляющих усилий, приложенных к монтажным петлям или отверстиям. В этом случае вертикальные составляющие усилий, приложенных к средней паре петель или отверстий, принимаются с коэффициентом 1,2, а к крайним парам — с коэффициентом 0,9 к усредненной величине всех этих составляющих.

С учетом изложенного изгибающие моменты в сечениях прямоугольных плит (рис. 14) равны:

в сечении l’- l’

(5.1)

Рис. 14. Схема расположения петель (отверстий) при монтаже плит за шесть точек

в сечении 1-1

;

(5.2)

в сечении 2′-2′

(5.3)

в сечении 2-2

(5.4)

в сечении 2″-2″

(5.5)

где  и γ0 — коэффициенты, принимаемые согласно п. 5.4;

G0 — монтажный вес плиты, умноженный на коэффициент ξ = 1,4.

Остальные обозначения — см. рис. 14,

Читайте также:  Использование плиты перекрытия из газобетона

Найденные по формулам (5.1) — (5.5) моменты не должны превышать моментов трещинообразования соответствующих сечений, определяемых по формулам [20], в которых Rbt, заменена на R0bt, т.е. учтена отпускная прочность бетона, или предельных моментов внутренних сил этих сечений как железобетонных, рассчитываемых также по формулам [20]. При определении моментов трещинообразования и предельных моментов внутренних сил должно учитываться наличие отверстий, вырезов и др.

Рис. 15. Принципиальные схемы рационального расположения арматуры в направлении l1 в прямоугольных плитах:

а — опертых по контуру; б, в — опертых по трем сторонам (ВС — свободный край)

5.6. При расчете на монтажные воздействия плит, поднимаемых за четыре петли небалансирующей траверсой, проверяется необходимость постановки и сечение верхней арматуры в более коротком направлении. Такая арматура не требуется, если

(5.6)

где L, b, h — длина, ширина и толщина плиты.

При несоблюдении (5.6) верхняя поперечная арматура, распределенная по длине элемента, подбирается из условия восприятия изгибающего момента

M = 0,15 G0b.

(5.7)

Шаг  Подбираем класс бетона

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.

Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения других различных технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.

Сплошная плита

Толщина перекрытия чаще всего принимается равной 200 мм. Армирующий каркас в этом случае включает в себя две сетки, расположенные друг над другом. Такие сетки нужно связать из стержней диаметром 10 мм. В середине пролета устанавливают дополнительные пруты усиливающей арматуры в нижней части. Длина такого элемента назначается 400 мм или более. Шаг дополнительных прутов принимают таким же, как шаг основных.

Сплошная плита

В местах опирания нужно тоже предусмотреть дополнительное армирование. Но располагают его в верхней части. Также по торцам плиты нужны П-образные хомуты, такие же как в фундаментной плите.

Пример армирования плиты перекрытия

Расчет армирования плиты перекрытия по весу для каждого диаметра стоит выполнить до закупки материала. Это позволит избежать перерасхода средств. К полученной цифре прибавляют запас на неучтенные расходы, примерно 5%.

Вязка арматуры монолитной плиты

Сплошная плита

Для соединения элементов каркаса между собой пользуются двумя способами: сварка и связывание. Лучше вязать арматуру для монолитной плиты, поскольку сварка в условиях строительной площадки может привести к ослаблению конструкции.

Для выполнения работ используют отожженную проволоку, диаметром от 1 до 1,4 мм. Длину заготовок обычно принимают равной 20 см. Существует два типа инструмента для вязания каркасов:

  • крючок;
  • пистолет.
Сплошная плита

Способы вязки

Самый распространенный способ вязки

Второй вариант существенно ускорят процесс, снижает трудоемкость. Но для возведения дома своими руками большую популярность получил крючок. Для выполнения задачи рекомендуется заранее подготовить специальный шаблон по типу верстака. В качестве заготовки используют деревянную доску шириной от 30 до 50 мм и длинной до 3 м. На ней делают отверстия и углубления, которые соответствуют необходимому расположению арматурных прутов.

Сплошная плита