Армирование многопустотных железобетонных плит перекрытия

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.

Готовые плиты или монолитные

Выполняя расчет предстоящих монтажных работ, и совершая выбор технологии возведения перекрытия между этажами, необходимо учитывать ряд факторов.

Стоит заметить, что создание единой монолитной плиты, соответствующей требованием действующих СНИП, характеризуется неоспоримыми преимуществами, а именно:

• простота монтажа всей конструкции;
• сравнительно небольшая себестоимость;
• повышенная прочность и способность выдерживать нагрузки, превосходящие те, на которые делался расчет.

Основной особенностью является то, что правильно выполненное армирование монолитной плиты перекрытия обеспечивает равномерное распределение нагрузок на все стены здания.

Если вести речь о пустотных плитах, то необходимо акцентировать внимание на том факте, что арматура, обеспечивающая жесткость, располагается в их нижней части.

Еще одним неоспоримым плюсом описываемого перекрытия является возможность его создания любого размера и необходимой формы.

Перед началом монтажных работ и самого армирования требуется произвести полный расчет и сделать соответствующий чертеж, с учетом следующих факторов:

• толщина перекрытия;
• габаритные размеры плиты;
• характеристики армопояса (шаг сетки, наличие, а также расположение усилений и прочее).

Не стоит забывать о том, что все перечисленные параметры четко устанавливает современные строительные нормы и правила (СНИП).

Особенности армирования плит ПБ

Многопустотные плиты данного класса изготавливаются по безопалубочной технологии, что позволяет производить продукцию различной толщины, размера и назначения. В большинстве случаев пустотные панели марки ПБ армируются по индивидуальным способам производителя, однако среди них можно выявить общие черты и признаки.

Например, для армирования перекрытий этого типа применяют бетонные растворы марки не ниже М400, что оказывает определенное влияние на их стоимость и приводит к незначительному удорожанию, придавая им при этом необходимый запас прочности. Однако, используя высокие марки бетонов, ряд производителей исключает из армирования дополнительные вкладыши и сетки для демпфирования ценовых показателей.

Основные нюансы армирования плит ПБ:

• вне зависимости от длины панели производится преднапряжение арматуры;
• отсутствие необходимости в применении дополнительных сеток.

Преимущественно для армирования выбирают два типа метизов — канатики сечением 9х7 или 12х7 либо проволоку марки ВР-II диаметром 5 мм. Поскольку верхняя поверхность считается нерабочей, её усиливают незначительным количеством прутков различного диаметра. Рабочая нижняя часть укрепляется армированием с использованием так называемых струн, канатов или пучков проволоки числом от 1 до 5. Их точное количество в дальнейшем и формирует прочность, которая определяет марку изделия. Именно характеристики нижней армирующей конструкции оказывают непосредственное влияние на несущую способность и назначение готовой плиты.

❮Назад ко всем статьям

Особенности армирования фундаментных плит

Схема расположения усилений.

Монолитную плиту, поперечное сечение которой может быть разной, необходимо армировать в два слоя. Первая сетка располагается в нижней части плиты, вторая – должна идти сверху. Сетки должны располагаться строго в середине бетона. Защитный слой, который создается при помощи опалубки, должен быть от 15-20 миллиметров. Арматура и сетка между собой связываются при помощи специальной вязальной проволоки.

В сетке арматура должна будет полностью цельной, не иметь никаких разрывов, иначе процент разрушенных армированных фундаментных плит будет постоянно расти. Если не хватает длины арматуры, то дополнительные прутья нужно подвязывать с нахлестом, который должен равняться 40 диаметрам самой арматуры. Если, например, армируется перекрытие диаметром в 10 миллиметров, то нахлест необходимо сделать в 400 миллиметров. Все стыки должны располагаться строго в шахматном порядке, в разбежку. Края верхней и нижней арматуры можно связывать между собой П-образным усилением.

Так как процент нагрузки на железобетонную плиту передается сверху вниз, то можно сделать следующий вывод: главной рабочей арматурой является именно нижняя, которая испытывает растягивающие нагрузки. Верхняя, в основном, получает нагрузки на сжатие.

При проводимой процедуре армирования нижняя сетка дополнительно прокладывается между несущими опорами строго посередине. При связке верхней сетки необходимо усиление прокладывать над несущими опорами. Требуется дополнительное усиление в местах большого скопления отверстий разного диаметра. Нижняя сетка усиливается между несущими стенами в проеме.

Верхняя сетка, как правило, усиливается над несущими стенами. Армирование монолитных плит перекрытия в тех местах, где они опираются на колонны, требует создания объемных усилий. Плита перекрытия заливается с помощью бетононасоса. При этом в обязательном порядке уплотняется бетон, для этих целей используется глубинный вибратор. Процесс затвердения бетона сопровождается его усадкой, чей процент возрастает по мере высыхания бетона, что приведет к появлению на его поверхности микротрещин. Именно поэтому на протяжении двух-трех дней после совершения заливки бетоном желательно пролить данную конструкцию обычной водой. Бетон лучше увлажнять путем разбрызгивания, а не прямой струей воды.

Монолитные плиты перекрытия для гаража

Даже такие строительные конструкции, как плиты перекрытия можно изготовить своими руками. Давайте рассмотрим устройство перекрытия для гаража. Перекрывать мы будем пролет длинной 4300 мм, поэтому плиты будут изготавливаться 4500 мм. С каждой стороны плита будет опираться на кирпичную стену по 100 мм.

Материалы для изготовления плиты

Как сделать плиты перекрытия своими руками? Для изготовления плиты нам понадобится:

• профнастил Н75/750 х 4500 мм, он будет использоваться в качестве съемной опалубки;
• деревянные доски высотой 150 мм и толщиной 25 – 30 мм;
• арматура диаметром 16 мм;
• сетка с ячейкой 100х100 диаметром 5 мм;
• стяжка диаметром 8 мм, 2 штуки на одну плиту;
• бетон класса В20.

Процесс изготовления плиты своими руками

Лист профнастила укладывается жесткое основание. Под лист нужно уложить поперечины (деревянные доски, 4 шт). Устраиваем опалубку из досок по периметру листа.

Укладываем арматуру в каждый лоток листа (5 шт). Защитный слой бетона должен быть 25-30 мм. К этим же прутам арматуры крепим петли (4 шт) для транспортировки плиты (в нашем случае поднятия ее на высоту уровня перекрытия гаража). В верхней части плиты укладываем сетку, которая тоже должна быть защищена слоем бетона 30 мм.

Для того, чтобы лист профнастила хорошо отставал от бетона его нужно смазать маслом (отработкой) или же покрыть полиэтиленовой пленкой. Расход бетона на одну плиту будет 0.4 м3. Бетон готовится в гравитационной бетономешалке, заливается и утрамбовывается вибратором. Извлекать плиту можно только через 7 дней, когда бетон наберет 70% прочности.

Также возможен вариант устройства перекрытия прямо на стенах. Укладываются листы профнастила, выполняется армирование и устраивается опалубка. Бетон поднимается краном в бадье и заливается сплошным слоем. Под перекрытие нужно установить подпорки на время набора прочности бетона. Такой способ будет более затратным, так листы профнастила остаются в перекрытии.

Сколько стоит изготовить плиту перекрытия?

Сейчас посчитаем затраты на изготовления плит общей площадью 29 м2 и высотой 150 мм. Затраты на бетон — 335 $, цена профнастила Н75 – 400 $, арматура – 235 $, услуги крана 135 $. В итоге получаем сумму 970 $. Такая стоимость будет если изготавливать плиту прямо на гараже, то есть профнасти остается под бетонным перекрытием.

Если же плиты перекрытия своими руками делать на земле, то стоимость перекрытия будет несколько дешевле, убираем стоимость листов профнастила. Итого получится 705 $.

Особенности расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов

Под действием продольной сжимающей силы , приложенной с эксцентриситетом , гибкие сжатые элементы с гибкостью , а для прямоугольных сечений с гибкостью начинают изгибаться (рис. 2). Это вызывает перемещение верха колонны, вследствие чего продольная сила действует уже с большим эксцентриситетом . Таким образом, снижается несущая способность элемента посредством увеличения изгибающего момента до величины . Влияние изгиба на несущую способность сжатых элементов необходимо учитывать расчётом по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие свойства бетона и арматуры и наличие трещин в элементе. Из-за сложности такого расчёта нормы допускают расчёт конструкции производить по недеформированной схеме, а расчёт влияния прогиба учитывать при помощи коэффициента η (), который определяют по формуле:

Случай больших эксцентриситетов имеет место, если (рис ).

Предельные усилия, воспринимаемые бетоном и арматурой:

; ; .

Плечи внутренних пар сил, согласно чертежа на рис. 11.3:

; .

Случай 2 (малых эксцентриситетов), когда ξ >ξR

Этот случай имеет место при загружении элемента с малым экс­центриситетом продольной силы, либо при очень сильной арматуре Аs. Сечение может быть полностью сжато или сжата его большая часть, находящаяся ближе к продольной силе, а остальная часть сечения испытывает относительно слабое растяжение. Расчёт несущей способности, как и для случая 1, производится из условия

где е = е0 + 0,5h -а.

При этом высота сжатой зоны сечения опре­деляется из совместного решения уравнения и линейной зависимости

Технология формирование монолита

Комплекс мероприятий по устройству монолитной основы включает следующие этапы:

• разметку и очистку площадки;
• извлечение земли под котлован требуемого размера;
• формирование дренажной системы;
• засыпку и уплотнение песчано-гравийной основы;
• выполнение гидроизоляции;
• сборку и фиксацию опалубки;
• установку арматурного каркаса и армирование фундамента;
• бетонирование.

Надежность монолитной основы определяет не только качество бетонного раствора, но и правильно выполненное усиление. Остановимся на этой операции более детально.

Монтаж плит перекрытия

Габариты будущего монолитного элемента закладываются на этапе проектирования постройки. Провести качественный расчет могут только профессионалы, особенно в случае присутствия колон или использования нестандартных форм. Ситуация упрощается при возведении стандартной прямоугольной конструкции, толщина которой не превышает 20 см.

Монтаж монолитной плиты перекрытия

В частном строительстве отдают предпочтение двурядному каркасу, который заливается бетоном марки М2400. Работы начинаются с сооружения опалубки. Для неё нужны листы влагостойкой фанеры. Их толщина должна составлять 18–25 м. Используются пластиковые щиты с телескопическими стойками или гладкие доски, а также брус. Для оптимальной толщины бетона при армировании применяют пластиковые стаканчики. Перед заливкой смеси требуется оставить часть пластиковой трубы в местах отверстий под коммуникации.

Если в здании установлены несущие опоры с армопоясом, то для монтажа потребуется минимум четыре человека и кран. Готовую плиту поднимают горизонтально на необходимую высоту и перемещают под руководством стропальщика. После регуляции оптимального положения необходимо снять стропы с помощью лома. Требуется соблюдать несколько правил. Во-первых, расстояние между стеной и длинной стороной плиты должно составлять 50 мм. Во-вторых, ширина опоры у коротких сторон – минимум 150 мм. В-третьих, между плитами не должно остаться промежутков.

Перекрытие по профлисту

В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:

• рабочие стержни в ребрах;
• сетка в верхней части.

Армирование плиты перекрытия по профлисту

Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.

В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.

От чего зависит расположение стержней?

Согласно СНиП расстояние между стержнями не может превышать 40 сантиметров. Шаг также зависит от диаметра и класса арматуры. Минимальный зазор, как и понятно, должен быть больше чем фракция самого крупного заполнителя, хотя мелкие ячейки применяют редко. При отсутствии проекта лучше всего взять расстояние не меньше чем 20 сантиметров.

Также нужно учитывать, что в местах опоры на фундамент стен и колон расстояние между вертикальными элементами каркаса нужно уменьшать из-за увеличения нагрузок.

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.