Железобетонные монолитные колонны: особенности изготовления

Монолитное перекрытие – один из видов перекрытий частного дома, которое можно изготовить своими руками. К тому же, оно является одним из наиболее прочных, так как представляет собой монолитную армированную железобетонную плиту. В данной статье мы рассмотрим, как можно изготовить монолитное перекрытие своими руками и что для этого необходимо.

Монолитное перекрытие своими руками: расчёт, подготовка и установка опалубки

Специфика сборной опалубки в том, что она состоит из ригелей, на которые опираются балки. Шаг ригелей — не более 1,2 м, их располагают вдоль помещения. Шаг балок — 400–600 мм, и они обычно идут поперёк. Количество линий опорного ригеля будет равно ширине помещения, делённой на шаг. В нашем случае:

Итого по две линии ригелей в каждом помещении. Это 10 балок по 2,8 м.

Поперечные балки рассчитываются, исходя из ширины помещений. В нашем случае — 10 шт. по 3,6 м и 10 шт. по 2,4 м.

по теме

Особенности монолитной плиты

Монолитный фундамент является универсальной несущей конструкцией, которая широко используется при строительстве жилых и промышленных зданий. Особенности конструкции позволяют размещать такую основу под строение на водонасыщенных и подвижных грунтах, склонных к переувлажнению и вспучиванию в зависимости от сезона. Там, где многие другие фундаменты установить попросту невозможно, например, на торфяниках или в местах скопления грунтовых вод, монолитная плита способна десятилетиями выдерживать тяжелые многоуровневые дома и коттеджи.

Практика показывает, что монолитная плита может устанавливаться на следующих типах грунта:

  • насыпных;
  • водонасыщенных;
  • глинистых и суглинистых;
  • мелкопесчаных, пылевых (супесях);
  • слабых несущих грунтах (торфяники).

Важно! Монолит не рекомендовано устанавливать на грунтах с толстым почвенно-растительным, а также илистым слоем. Не подходит данная конструкция и к местности, характеризующейся регулярными оползнями.

Особенность монолитной основы кроется в ее уникальной конструкции. Данный вид фундамента представляет собой цельную плиту из неразрывно связанного армирующего каркаса и бетона. За счет целостности конструкции и большой опорной площади, вмещающей в себя все строение, монолитная плита обретает небольшую подвижность, и может колебаться вместе с грунтом.

Данная особенность, которой не может похвастаться ни один другой фундамент, обеспечивает надежность конструкции и служит десятилетиями, совершенно не опасаясь низкоплотных грунтов, какая бы нагрузка на них не оказывалась.

Преимущества монолита перед монтажом бетонных плит

Прежде, чем использовать монолитное перекрытие, например, для бетонирования горизонтальной несущей поверхности или ограждающих элементов, необходимо проанализировать все его достоинства и недостатки. Рассматривать необходимо конкретный случай и сравнивать с плитами, которые были изготовлены при использовании заводского оборудования.

Преимущества:

  • Обладает высокими показателями прочности, но необходимо соблюдать несколько условий (применение качественного бетона от М250 и выше, соблюдение всех правил при армировании, опалубка должна соответствовать всем требованиям в идеале).
  • Монолитная конструкция обладает высокой устойчивостью против воздействия продольного и поперечного смещения.
  • Монолитные конструкции в виде колонн, служат в качестве хороших опор.
  • Благодаря отсутствию мест стыкования нагрузка распределяется равномерно. Это положительно сказывается на долголетии конструкции, а также в значительной мере уменьшает шанс образования трещин.
  • Для создания монолитных конструкций нет необходимости использовать дополнительную технику, как например, в случае с плитами.

Но имеется ощутимый недостаток – при изготовлении расходуется большой объем бетона, при этом для достижения высокой прочности конструкции необходимо осуществить заливку в одну подачу. Для этого используют бетоновозы, а чтобы разом все залить – применяют специальные насосы.

Помимо этого присутствует еще ряд минусов:

  • Изготовление требует большого объема трудоемкости, а на то, чтобы конструкция достигла необходимых показателей прочности, нужно потратить ощутимое количество времени.
  • Высокая стоимость монолитных конструкций, если сравнивать, например, с железобетонными.

Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

  • Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена.  К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

  • Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.

Строительство монолитного дома

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Для справки. В первую очередь это СНиП «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Читайте также:  Гидроизоляция бетона, перекрытий и стяжки

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.

Соответствие между классами и марками

Класс бетона по прочности (В) Ближайшая марка по прочности
B7.5 М100
B12.5 М150
B15 М200
B20 М250
B22.5 М300
B25 М350
B30 М400
B35 М450

Бетон М100 B7.5

М100 B7.5 — самый худой сорт бетона. Основное применение: подготовительные бетонные работы, укладка тонкого слоя на уплотненный грунт или песчаную подушку.

В строительстве бетон М100 B7.5 используется достаточно часто, но в качестве ненагруженного слоя – подготовки под монолитные несущие конструкции, полы, бетонируемые по грунту.

При проведении подготовительных работ М100 B7.5 отливается по уплотненному грунту или слою песка. Назначением подготовки из бетона М100 B7.5 является предотвращение вытекание цементного молочка из несущих монолитных конструкций в грунт и соответственно попаданию влаги из вне для того, чтобы бетон основной конструкции сохранил свои прочностные показатели.

Используется бетон М100 B7.5 и в дорожном строительстве в качестве подготовки под основное дорожное полотно. Применяется бетон М100 B7.5 в качестве подливки для закрепления поребриков, установки малых архитектурных форм и в других неответственных конструкциях.

Бетон М150 B12.5

Товарный бетон М150 B12.5 используется в качестве подготовительного материала для стяжки полов и бетонных тротуаров, заливки ленточных фундаментов, монолитных плит.

Бетон М150 B12.5 имеет достаточную прочность, что делает его основной маркой применяемой при укладке бетонных дорожек и плит.

Бетон М200 B15

Бетон М200 B15 используется в изготовлении бетонных стяжек полов, фундаментов, отмосток, дорожек. Прочность М200 B15 достаточна для решения большинства задач индивидуального строительства: фундаменты (ленточные, плиточные, свайно-ростверковые), изготовление бетонных лестниц, площадок.

В дорожном строительстве бетон М200 B15 применяется для создания монолитной подушки под основные дорожные одежды.

Бетон М250 B20

Марка М250 применяется в основном для изготовления монолитных фундаментов, в том числе ленточных, плиточных, свайно-ростверковых, малонагруженных плит перекрытий, заборов, лестниц, подпорных стен.

Бетон М300 B22.5

Наиболее часто заказываемая марка бетона (это относится и к М200 B15). Сочетание технологических качеств и относительно невысокой цены бетона этой марки делает его применение универсальным практически для любых строительных нужд. М300 B22.5 подойдет для монолитного или ленточного фундамента под практически любой дом, в том числе загородный коттедж.

Бетон М350 B25

Основное применение М350: изготовление несущих стен, плит перекрытий, балок, колон, железобетонных конструкций и изделий, отлив монолитных фундаментов.

Бетон М400 B30

Основное применение М400: заливка чаши бассейнов, поперечные балки, гидротехнические сооружения, подпорные стенки, конструкции мостов, цокольные этажи монолитных зданий.

Бетон М450 B35

М450 применяется для мостовых конструкций, Гидротехнических сооружений, банковских хранилищ, в метростроении.

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.

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

Возведение монолитного каркаса здания

  • 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.

Варианты конструктивных систем

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

Какими бывают перекрытия в монолите

Монолитные перекрытия могут быть:

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

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

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

Ребристое перекрытие в административном здании

  • 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.

Перекрытие кессонного типа

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

Вариант монолитного пустотного перекрытия

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

Общие требования к плитам

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

  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.

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.

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Армирование

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

  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.

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.

Монолитное перекрытие по профнастилу своими руками

Своими руками можно устроить ещё один вид железобетонного перекрытия — монолитное перекрытие по профнастилу. При этом профнастил выполняет роль как несъемной опалубки, так и внешней рабочей арматуры. Такое перекрытие имеет следующие преимущества:

  • -снижение трудоемкости работы по сооружению перекрытия;
  • -возможность уменьшения высоты и массы перекрытия;
  • -уменьшение сроков и стоимости работ.

Для устройства монолитного перекрытия по профнастилу своими руками могут использоваться следующие его виды:

  • -при пролете перекрытия до 5,7 метров — профнастил Н75-750-0,8;
  • -при пролете свыше 5,7 м  — профнастил Н114-750-0,9.

Монтаж опалубки и арматуры каркаса

Монтаж опалубки для изготовления монолитного перекрытия по  профнастилу выполняется практически также, как и обычной, но вместо фанеры или досок на поперечные балки укладываются листы профнастила. При этом после затвердения монолитной плиты профнастил не снимается, то есть он выполняет роль несъемной опалубки.

Такие перекрытия могут опираться на несущие стены или колонны. В кирпичных или каменных домах монолитные перекрытия по профнастилу могут опираться на стены с последующим замоноличиванием опорной части. При этом, на месте опоры устанавливается «закладная» из металлического уголка. Профнастил крепится к нему с помощью дюбелей.

После монтажа опалубки по профнастилу укладывается один слой арматуры (два ряда в виде сетки с ячейками 20х20 см) на пластмассовых подставках (сухариках). Между собой арматура связывается мягкой вязальной проволокой.

Видео по теме

//

С этим материалом часто читают:

Чердачное и межэтажное перекрытие по деревянным балкам

Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Железобетонные балки перекрытия: размеры, ГОСТы, изготовление своими руками

< Предыдущая Следующая >

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Итак, предположим, что площадь загородного дома должна составить 50 м2, причем оба этажа будут одинаковы по размерам. Для нижнего изготавливается фундамент, который может быть столбчатым или ленточным (если полы будут уложены на деревянные лаги). Стены, сложенные из строительных блоков, могут выдержать различную нагрузку в зависимости от используемого материала. Так, возводя перегородки из газобетона, их лучше заключить в устроенную по периметру комнат систему вертикальных и горизонтальных железобетонных балок, которые должны выдержать нагрузку стен второго этажа.

Вертикальные балки заливаются поэтапно, порционно, иначе застывание бетона заняло бы слишком много времени. А вот горизонтальные опорные системы могут отливаться вместе с перекрытием, главное – грамотно собрать опалубку. Исходя из площади монолитного основания второго этажа, понадобится арматурная сетка соответствующей площади. Для защиты торцов будущей плиты от промерзания по внешнему периметру этажа устанавливаются борта из того же материала, какой будет использован для стен. С внутренней стороны укладывается прокладка из твердого утеплителя. Только затем монтируется армирующая сетка. Двухслойная, если толщина перекрытия больше 15 сантиметров, и однослойная, если меньше.

Теперь коснемся расхода компонентов для бетонного раствора. Объем перекрытия получаем по формуле V = S x H, где два последних параметра площадь и толщина соответственно. Чем прочнее будет основание, тем лучше, поэтому желательно получение бетона марки 400, для чего понадобится цемент марки от 400 до 600, от значения будет зависеть коэффициент водоцементного соотношения. Подробнее разобраться в тонкостях вам поможет калькулятор цемента.

Факторы приготовления

Чтобы сделать рациональное качественное основание, следует грамотно подобрать сам состав смеси. Т.е. важно решить задачу, как правильно сделать бетон для фундамента и как его использовать.

Марка здесь подбирается согласно разновидности основания и зависит от климатической зоны, а также от геологических характеристик грунта. Далее состав определяется нагрузками от самого здания, т.е. здесь должен учитываться вес будущего строения. Естественно, тут будет учитываться еще и подвижность самого грунта, и наличие грунтовых вод, и даже сыпучесть грунта.

Чем больше будет масса здания, тем выше будет марка используемой бетонной смеси. Если это будет простое сборно-щитовое здание, вполне подойдет бетон М200, а для более серьезного дома из древесины уже потребуется М250. Для двухэтажных строений лучшим будет М300 и более, что обеспечит большую прочность зданиям.

Если же дом строится из такого материала, как силикат либо железобетон, нагрузки будут еще большими, и тут используется уже марка М350. Марка бетона для фундамента частного дома играет огромную роль, так что этот аспект обязательно следует учитывать при планировании и проведении строительных работ

Порядок выполнения строительных работ с ЖМК

Каждая строительная компания старается достичь наилучшей организации производственного процесса. Для этого используются СНиПы и международные стандарты. Тем не менее существует сложившийся порядок работ, который позволяет гарантировать максимальное качество будущей постройки:

  1. Вначале осуществляется расчёт по четырём основным видам нагрузки: постоянная, временная, кратковременная, особая. К примеру, при создании фундамента для агрегатов, создающих сильные вибрации, используются исключительно железобетонные монолитные конструкции.
  2. Геодезическая разведка, составление плана, а также анализ общих показателей.
  3. Определение точек возводимого строения.
  4. Армирование конструкций. Оно бывает двух типов: предварительно напряжённое и обычное.
  5. Монтаж опалубки. Опалубка позволяет создать необходимую форму для будущей железобетонной конструкции. При этом она может классифицироваться по разборности, материалу, назначению и конструкции.
  6. Бетонирование. Есть четыре основных способа заливки бетона: с лотка миксера прямо на опалубку; посредством автобетононасоса; через желоб; при помощи колокола. Для уплотнения бетона применяют вибратор.

Очень важную часть в создании прочной и надёжной железобетонной монолитной конструкции играет уход за бетоном. Всё дело в том, что этот материал может застыть только при определённых условиях. Обычно полное затвердевание бетона занимает около 15—28 суток, если не используются специальные сорта цемента. Чтобы предотвратить испарение влаги в жаркое время года ЖМК поливают водой.

Важно! При работе в холодное время года необходимо специальное оборудование вроде прогревателей. Также не удастся обойтись без утеплителей.

Как проходит монтаж?

Данная технология позволяет экономить на материалах, ведь именно компания застройщик определяет целесообразность использования тех или иных элементов конструкции. Монтаж железобетонных монолитных конструкций проходит прямо на строительной площадке и состоит из таких этапов:

  1. На площадку укладывается материал для армирования. Важно соблюдать нормативные расстояния между элементами каркаса. Это гарантирует равномерность растекания бетона.
  2. Заливается бетон. На этом этапе необходимо следить, чтобы в смесь не попали масляные вещества. Они препятствуют связыванию бетона.
  3. При необходимости устанавливается дополнительное оборудование, ускоряющее сушку.

Железобетонные монолитные конструкции позволяют создавать кривые линии, что делает общую архитектуру здания в разы богаче и насыщеннее.

Как измеряется прочность бетона

Качественные показатели бетона всегда проходят ряд испытаний на прочность. Испытания производятся различными способами. Цель испытаний — контроль прочности бетона. Испытания бетона осуществляются разными способами, прочность бетона измеряется в МПа, однако в современных расчетах обычно фигурирует средняя прочность бетона, измеряемая в кгс/см2.

Главные документы, регламентирующие условия и специфику исследования бетона, отражены в ГОСТ. Испытание бетона на прочность предполагает, что исследовать нужно такие его свойства, как:

  • пористость,
  • плотность,
  • прочность,
  • водопроницаемость.
  • водопоглощение,
  • влажность.

Однако обычно исследуется только основной показатель — прочность бетона.

Как измеряется прочность бетона

Строители имеют право на определение прочности бетона неразрушающим методом, либо методом разрушающего воздействия.

  1. Неразрушающие методы контроля.

При выборе методов исследований важно владеть информацией о том, каковы особенности того или иного метода и для каких сфер подходит тот или иной метод исследования. Для этого рекомендуется обратиться к регламентам, утвержденным ГОСТ. Испытание бетона на прочность в зависимости от целей определено ГОСТ 18105-86.

При исследовании прочности бетона применяются техники, основанные на методах местного разрушения, ударного воздействия на бетон или ультразвукового прозвучивания.

Если исследуются монолитные сооружения из бетона, применяются ударно-импульсные в сочетании с ультразвуковыми исследованиями.

  1. Разрушающие методы контроля.

Кроме определения прочности бетона неразрушающим методом, существует разрушающий метод контроля. Разрушающий метод контроля применительно к прочности бетона характеризуется тем, что контрольный образец бетона в виде куба 15*15 см подвергают испытаниям на специальном прессе с применением давления до полного разрушения образца. По величине силы, которую потребовалось приложить для разрушения куба, говорят о прочности бетона.

Как измеряется прочность бетона

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Как приготовить бетон в бетономешалке При кажущейся простоте процесса по приготовлению бетона в бетономешалке, есть несколько распространенных ошибок, которые допускают многие начинающие строители. Первая ошибка связана с тем, что новички…
  2. Каркас для фундамента из арматуры своими руками Каркас для фундамента из арматуры выполняет те же функции, что и человеческий скелет. Прутья из металла, которые есть в любом фундаменте, помимо своих основных функций,…
  3. Делаем фундамент под теплицу своими руками Сооружение любой теплицы начинается всегда с нескольких основных аспектов, среди которых: определение месторасположения, длительность ее эксплуатации, кровельный материал для теплицы и создание фундамента….
  4. Расчет стоимости фундамента по онлайн калькулятору — считаем цемент, объем, материалы Когда проводится расчет стоимости фундамента, онлайн калькулятор не бывает лишним. Его данных иногда бывает достаточно, чтобы построить, например, баню или дачу. В расчетах суммируется вес…