Как правильно армировать монолитную плиту перекрытия

Пустотные плиты перекрытия используют при строительстве зданий и сооружений, для разделения на этажи. Делают их из железобетона, с разными конструктивными особенностями. От правильного выбора конструкций зависит прочность дома и его долговечность. При проектировании и монтаже важно знать минимальную и максимальную глубину опирания плит перекрытия на стены из вашего материала.

Для чего вообще нужно армирование плитного фундамента?

Фундамент дома должен выдерживать разные типы нагрузок: на сжатие и на растяжение. О первом типе нагрузки мы поговорим в статье о заливке фундамента бетоном. А вот выдержит плита нагрузку на изгибы и растяжения или нет, зависит от того, насколько грамотно произведён этап армирования.

Фундаментная плита без арматуры возможна, но всё-таки такой вариант конструкции не для тяжелого капитального жилого здания. Если строить какую-то хозяйственную постройку, на непучинистых грунтах можно подумать о том, чтобы сэкономить на арматуре. Но для строительства жилого дома – это, конечно, несерьезно. Как уже писалось выше, фундамент может не выдержать нагрузку на растяжение и изгибы.

Для чего вообще нужно армирование плитного фундамента?

Для наглядности, приведу пример, у вас залита монолитная плита фундамента под дом. Когда вы поставите стены и крышу, то давление на плиту будет оказано в большей степени на контур фундамента именно под стенами, а не по всей площади. Таким образом, стены будут стремиться как бы отломить бетон, особенно если будет некачественно выполнена подготовка основания, подушка под фундамент. А если еще взять во внимание силу воздействия морозного пучения, тогда давление на плиту усилится. Стены будут продавливать фундамент вниз, а пучинистый грунт будет давить в слабые ненагруженные места. Что в следствии может привести к надлому фундамента. Вот, чтобы исключить такие моменты и нужно грамотно подходить к вопросу армирования.

Преимущества железобетонных перекрытий

плита перекрытия

Армированные перекрытия применяются при строительстве зданий различного назначения, стены которых возведены из крупных блоков, ячеистого бетона, кирпича. Такие перекрытия отлично подходят для таких зданий, где влажность воздуха может достигать 60%. На несущие стены плиты должны опираться на глубину не меньше 80 мм.

По сравнению с другими видами перекрытий железобетонные имеют ряд преимуществ:

  • такие перекрытия позволяют возводить строения различной сложности и нестандартных размеров;
  • в качестве опор для таких конструкций можно использовать не только стены, но и колоны, что позволит сделать планировку помещений более свободной;
  • отсутствует необходимость применения специальной строительной техники;
  • получившаяся конструкция будет отличаться большой прочностью, она выдерживает самые высокие нагрузки;
  • долго сопротивляется воздействию огня.

Так, деревянные перекрытия способны сопротивляться огню лишь 25 минут, а железобетонные могут сопротивляться более часа.

Перекрытия из железобетона делают постройку более тёплой и повышают её звукоизоляцию. А их небольшой вес позволяет снизить нагрузку на несущие стены и фундамент, благодаря чему получается экономия средств при строительстве здания.

Чтобы такое перекрытие получилось качественным, важно выполнить правильные предварительные расчёты. Толщина конструкции определяется в зависимости от расстояний между пролётами и принимается как 1:30. Так, при расстоянии между соседними пролетами равном 6 м, толщина перекрытия должна составлять не менее 20 см.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Прежде, чем приступить к изготовлению плиты, желательно сделать ее расчет. Дальше будет выполнен пример расчета плиты междуэтажного перекрытия на прогиб.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Исходные данные для расчета

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Размер здания с монолитным перекрытием возьмем размером 6х6 м разделенными по центру внутренними стенами (пролет 3м). Толщину перекрытия примем 160 мм, при этом рабочая высота сечения перекрытия будет 13 см. Для изготовления плиты будет использоваться бетон класса В20 (Rb=117кг/см2, Rbtn=см2, Eb=3.1*10^5 кг/см2) и стальная арматура А-500С (Rs=4500кг/см2, Ea=2.0*10^6 кг/см2).

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Сбор нагрузок на перекрытие

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Нагрузка на перекрытие будет состоять из веса: плиты перекрытия (в нашем случаи 160 мм), цементной стяжки толщиной 30 мм, керамической плитки, нормативного веса перегородок и полезной нагрузки. Все данные сведены в таблице ниже с учетом коэффициентов.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Расчет плиты по деформациям на прогиб

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Схема работы перекрытия:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Теперь нам нужно подобрать сечение арматуры, для этого определим максимальный момент:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

и коэффициент Aо при ширине участка плиты b=1(м):

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Требуемая площадь сечения арматуры будет равна:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Поэтому для армирования 1 погонного метра плиты перекрытия можно применить 5 стержней диаметром 8 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры при этом будет As=2,51см2.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Мы подошли в плотную к расчету плиты по деформациям на прогиб. С исходных данных нам известно, что постоянная нагрузка на перекрытие равна м² ивременная нагрузка на перекрытие равна м².

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Вычисляем максимальный момент от действия длительной нагрузки:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

И максимальный момент от действия кратковременной нагрузки:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Находим коэффициент, учитывающий вид нагрузки и схему нагружения S=5/48 – для балок с постоянной равномерно распределенной нагрузкой (табл. 31, «Руководствопо проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона»). y’=y=0 (табл. 29 «Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона»).

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Коэффициент для определения: k1кр ; k1дл ; k2дл.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Считаем кривизну оси при одновременном действии кратковременных, длительных и постоянных нагрузок:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Теперь осталось нам определить максимальный прогиб в середине пролета:

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Условие выполняется, значит принятое нами армирование Ø8 A-500С с шагом 200 мм верно!

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Глубина заведения на стены

Все перекрытия, независимо от способа монтажа, можно укладывать на фундамент или несущие стены из кирпича, ж/б панелей, газобетона или пеноблоков.

Читайте также:  Как правильно анкеровать плиты перекрытия

Глубина опиранияэто расстояние, на которое плита ложится на несущий элемент.

Важно знать, на сколько можно опирать пустотное железобетонное изделие. Эта глубина зависит от материала, из которого возведены несущие конструкции:

  • кирпичные – от 9 до 12 см;
  • панельные – от 5 до 9 см;
  • газобетонные или пеноблочные – от 12 до 25 см.
Глубина заведения на стены

Несоблюдение рекомендованной глубины укладки, чревато разрушением стен, из-за неправильно распределенных нагрузок. Недостаточная глубина приводит к раскрашиванию внутреннего слоя кладки и штукатурки, или к растрескиванию панелей. Излишнее расстояние, занятое под опору, приведет к разрушению внешней части стены.

Схема правильного и неправильного узла опирания на кирпичную стену:

Важно!Чрезмерная глубина опирания на несущую стену создает мосты холода и неправильное распределение нагрузок, что, соответственно, приводит к большим теплопотерям и ведет к постепенному разрушению здания.

Выдержка из СНИП

СП «Крупнопанельные конструктивные системы. Правила проектирования»

Глубину опирания сборных плит сплошного сечения на бетонные и железобетонные стены в зависимости от характера их опирания принимают не менее:

  • 40 мм ― при опирании по контуру, а также двум длинным и одной короткой сторонам;
  • 50 мм ― по двум сторонам и пролете 4,2 м и менее, а также по двум коротким и одной длинной сторонам;
  • 70 мм ― по двум сторонам и пролете более 4,2 м.
Глубина заведения на стены

Опирание многопустотных плит безопалубочного формования на стеновые панели производится по двум сторонам, то есть по балочной схеме с глубиной опирания не менее 80 мм для плит высотой 220 мм и менее, и не менее 100 мм для плит высотой более 220 мм.

Во всех случаях максимальная глубина опирания многопустотных плит безопалубочного формования принимается не более 150 мм.

Читайте также:  Как уложить пароизоляцию на потолок для деревянного перекрытия

Формула расчета арматуры

Имеется плита габаритами 6х10 метров. Используется арматура диаметром 10 миллиметров, шаг сетки 20 сантиметров. Произведем расчет количества арматуры, которую необходимо уложить: (6/0,2+1) + (10/0,2+1)= 31 (прутки по 6 метров) + 51 (прутки по 10 метров) = 82 прутка. Необходимо использовать два пояса армирования, поэтому количество арматуры удваивается. В итоге получается 82 *2 = 164 прутка, в том числе 62 прутка по 6 метров и 102 прутка по 10 метров. Итого 62*6+102*10= 1392 метров арматуры для армирования плиты.

Схема армирования

Тип используемого армирования влияет на дальнейший выбор схемы, но есть ряд основных рабочих моментов, которые не меняются. Это связано с одинаковым принципом воздействия монолитных элементов на постройку: нагрузка от них давит с верхней части и двигается в нижнюю. При строительстве используются стандартные сварные сетки и вязаная арматура с диаметром стержней 3 или 6 мм. Для армирования железобетонной плиты предстоит сделать четыре элемента:

Схема армирования монолитных перекрытий

Схема армирования
  • нижнюю часть;
  • верхнюю часть;
  • плиту перекрытия;
  • подставку из катанки.

Для проведения работ необходимы механические и сварные соединения, а также стыки, которые не требуют сварки внахлест. Применяются варианты с загибами концов и прямыми концами, диаметр профиля которых составляет 4 см, либо же они приварены. Такой же диаметр должны иметь соединения сваривания арматуры. При использовании гнутой арматуры необходимо следить за показателями загибов. Они не могут быть больше 180 градусов. В противном случае бетон может потрескаться.

Технология армирования

В любом виде строительства самым, пожалуй, популярным изделием из железобетона является именно плита перекрытия.

Основу данной конструкции, независимо от технологии ее изготовления, составляет железное армирование.

С учетом площади и потенциальных нагрузок производится расчет всех технологических параметров в соответствие со СНИП.

Подробная схема армирования плиты перекрытия должна отображаться в технической документации, содержащей чертежи.

Армирование плит перекрытий, возводимых по монолитной технологии, характеризуется следующими особенностями:

  1. Отсутствие потребности в специальной строительной технике. Речь идет, в частности, о подъемных кранах;
  2. Возможность монтажа перекрытий любой формы и габаритных размеров;
  3. Повышенная прочность монтируемой конструкции, способной выдерживать практически любые внешние воздействия. К примеру, монолитная плита может более часа выдерживать воздействие пламени.

Расчет пошагово

В автоматическом режиме выполнить расчет плиты перекрытия для жилого здания поможет онлайн-калькулятор – нужно только ввести геометрические размеры конструкции и марку используемого бетона. Вычисление производится на основании нормативных параметров и нагрузок, которые регламентированы СНиП

Расчет пошагово

Методику самостоятельного определения параметров рассмотрим ниже.

Определение расчетной длины плиты

Расчет пошагово

Основными понятиями при проектировании геометрии монолитной плиты являются проектная и физическая длина. Под понятием «расчетная длина» следует понимать минимальное расстояние между наиболее удаленными стенами. Из этого можно сделать вывод, что физическая длина будет всегда больше проектной.

Монолитная плита перекрытия может быть однопролетной (опираться по длине только на 2 несущие стены) и многопролетной (опираться на 3 и более стеновые конструкции). Опирание на стены может быть выполнено жестко (с защемлением) и шарнирно.

Расчет пошагово

Рисунок 3. Схема жесткого опирания

Рисунок 4. Схема шарнирного опирания

Расчет пошагово

Рисунок 5. Схема многопролетного монолитного перекрытия

Толщину плиты можно рассчитать по соотношению 1:30 к расчетной площади перекрытия. Обычно она составляет не менее 200 мм.

Расчет пошагово

Предварительное определение класса арматуры и марки бетона

Расчет пошагово

Расчет междуэтажного (межэтажного) перекрытия начинается с определения класса арматуры. Это можно выполнить вручную или выбрать из таблицы на рис. 6.

Рисунок 6. Формула и таблица для выбора класса арматуры

Расчет пошагово

Класс арматуры без расчетов подбирается по значению aR, обозначающему расстояние от центра поперечного сечения прутка до нижнего уровня плиты. С увеличением данного расстояния (его минимальное значение должно быть не меньше диаметра самой арматуры, но и не менее 10 мм) повышается прочность сцепления прутка с бетоном. Также его можно принять по коэффициенту ξR, который высчитываетсяпо формуле, приведенной на рис. 6.

Читайте также:  Как утеплить п образные плиты перекрытия?

При выборе марки бетона нужно учитывать, что этот материал является неоднородным, поэтому его физико-механические свойства (даже при условии изготовления образцов из одного замеса) характеризуются значительным разбросом.

Расчет пошагово

Важно знать, что при расчетах нужно учитывать и марку бетона, и класс арматуры. При этом сопротивление бетона на сжатие не допускается принимать большим, чем сопротивление арматуры – т.е

в сущности, на растяжение будет работать именно армирующий каркас.

Расчет пошагово

Как правило, при сооружении перекрытий в жилых зданиях применяются бетонные смеси марок М250-М350 (В20-В25). Для армирующего каркаса обычно применяется арматура А400 или А500.

Определение нагрузки на плиту

Расчет пошагово

Расчет бетонной плиты перекрытия всегда направлен на определение распределенной нагрузки. Для этого нужно просуммировать собственный вес горизонтальной конструкции и вертикальные нагрузки.

Масса будущей плиты толщиной 200 мм определяется с учетом плотности бетона и, как правило, составляет в пределах 500 кг/м2. Согласно строительным нормам нормативные нагрузки от вышерасположенных строительных конструкций на перекрытие в зданиях жилого типа принимаются равными от 200 до 800 кг/м2 – берем среднее значение в 500 кг/м2. В результате получаем общую распределенную нагрузку 1000 кг/м2.

Расчет пошагово

Основные принципы того, как рассчитать плиту перекрытия, рассмотрены в следующем видео:

Максимальное изгибающее напряжение всегда приходится на центр монолитного перекрытия, которое опирается на стены по контуру. Для расчета изгибающего момента нужно воспользоваться формулой, приведенной на рис. 7.

Расчет пошагово

Рисунок 7. Воздействие изгибающего момента и формула для его расчета

Пример расчета изгибающего момента, воздействующего на монолитную плиту перекрытия при пролете длиной 6 м:

Расчет пошагово

Ммах=(1000×62)/8=4500 кг/м

Подбор сечения арматуры

Расчет пошагово

Для создания армирующего каркаса применяется рифленая арматура. Согласно строительным нормам диаметр прутков выбирается не менее 10 мм для двухрядной и 12 мм для однорядной вязки в зависимости от длины перекрытия. Размер ячеек сетки подбирается 200х200 мм или меньше, но в этом случае увеличится общий вес монолитной конструкции.

Расчет пошагово

При соединении опалубки с каменной стеной армирующий каркас применяется несколько способов, показанных на рис. 9

Рисунок 9. Способы соединения опалубки с каменной стеной

Расчет пошагово

Выполнение заливки плиты бетоном

Виды многопустотных плит перекрытия в сечении.

Для указанной операции лучше заказать готовый бетон на заводе и осуществлять ее специальным механическим миксером через направляющий шланг. Это будет гарантией образования равномерного слоя и прочности будущего перекрытия.

Предварительно установив каркасы под технологические отверстия (дымоходные и вентиляционные трубы и т.д.), приступают собственно к заливке. Материалы и рабочее время следует распределить таким образом, чтобы заливка осуществлялась непрерывным способом, до заполнения всей площади опалубки.

Выполнение заливки плиты бетоном

После окончательного заполнения палубы раствор тщательно усаживается с помощью глубинного вибратора. По завершении заливки плиту перекрытия необходимо оставить примерно на 28-30 дней для полного ее отвердевания. Весь этот период набора прочности плиту следует иногда смачивать водой. И только по прошествии месяца с момента заливки бетоном опалубку можно снимать.

Таким образом, соблюдая все необходимые технологические требования, можно сделать своими руками плиту монолитного перекрытия.

Как вяжут арматуру – особенности процесса и инструмент

Независимо от метода вязки и применяемого инструмента, процесс фиксации стержней предусматривает:

  1. Охват вязальной проволокой зоны соединения прутков.
  2. Формирование петли вокруг стальных стержней.
  3. Затяжку проволочного узла с помощью ручного или специального инструмента.

Варианты инструмента для ручной затяжки следующие:

  • круглогубцы;
  • кусачки;
  • самодельный крючок;
  • ручное устройство реверсивного типа;
  • покупной крючок для связывания арматуры.

Ускорить выполнение работ позволит полуавтоматический и автоматический инструмент:

  • промышленный пистолет для фиксации стержней;
  • электродрель со специальной насадкой.

При выполнении работ любым видом инструмента важно контролировать усилие затяжки.