Как расчитать толщину монолитной плиты перекрытия

Сначала о нагрузках. По таблице 3.3 СНиП 2.01.07-85* временная нагрузка на перекрытие считается равной 150 кг/м². То есть на каждом квадратном метре перекрытия можно будет разместить 150 кг дополнительного веса сверх постоянных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят вес самого перекрытия с напольными конструкциями и вес межкомнатных перегородок. Мебель, санитарно-техническое оборудование и вес людей относят к временным нагрузкам.

Преимущества и недостатки использования бетонных пустотных плит

При строительстве даже такого относительно простого здания, как гараж, неизбежно возникает вопрос – как и из чего лучше сделать потолочное перекрытие?

Вариантов, конечно, достаточно много, но все они трудоемкие – нужно возиться с балками, подшивать потолок, или же вязать арматурный каркас, делать опалубку, месить самостоятельно или заказывать бетон. Все это отнимает много времени и в итоге получается не дешевле, а иногда и дороже, чем сделать перекрытие из железобетонных пустотных плит.

Преимущества плиты следующие:

  1. Относительно небольшой вес и небольшая стоимость.
  2. Хорошая тепло- и звукоизоляция.
  3. В продольных отверстиях плит удобно прокладывать разного рода коммуникации.
  4. Качество плит обычно соответствует заявленному производителем, так как они производятся на крупных предприятиях, а в кустарных условиях их производство невыгодно.
  5. Широкий выбор стандартных типовых размеров. Это позволяет заказывать доборные элементы нужных размеров у производителя. Очень быстрый монтаж, если сравнивать с другими типами перекрытий.

Из недостатков этого материала следует, в первую очередь, отметить необходимость использования тяжелой техники – автокрана или погрузчика. Это, конечно, негативно сказывается на итоговой стоимости перекрытия. Кроме этого, серьезных недостатков у плит нет.

Предисловие

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "ЦНИИЭП жилища — институт комплексного проектирования жилых и общественных зданий" (АО "ЦНИИЭП жилища")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. N 82-П)За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны поМК (ИСО 3166) 004-97

Код страны поМК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2015 г. N 2077-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 26434-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 ВЗАМЕН 26434-85*________________* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 26434-85. — Примечание изготовителя базы данных.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2017 г.Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

Целесообразность устройства монолитного перекрытия

Свои достоинства и недостатки есть как у готовых плит перекрытия, так и у плит, залитых единым монолитом по месту. Выбирать тот или иной вариант нужно, сравнивая их особенности и проецируя на свои обстоятельства: условия строительства, технические и финансовые возможности.

Достоинств у монолитных перекрытий действительно много.

  • Возможность изготовления нестандартных плит.

В частных домах применение готовых железобетонных изделий ограничивается их стандартными формами и габаритами. Их невозможно использовать для перекрытия эркеров, выносных фигурных балконов, других помещений, размеры которых не позволяют разложить готовые плиты с опорой на несущие стены. Зато своими руками можно залить перекрытие любой конфигурации.

Выносной балкон с опорой на колонныИсточник

  • Отсутствие стыков и швов.

Цельная конструкция – это невозможность смещения плит относительно друг друга с образованием трещин вдоль стыков и риском протечек, нарушения тепло- и звукоизоляции.

  • Равномерное распределение нагрузок.

Монолитная плита является частью коробки здания. Все возложенные на неё нагрузки равномерно распределяются по всему периметру стен и также равномерно передаются на фундамент.

  • Высокая прочность и долговечность.

В монолитной плите нет пустот и стыковочных зон, поэтому она при равной толщине со сборными конструкциями выдерживает большие нагрузки.

Монолит заливается целиком на всю площадь этажаИсточник

Что касается экономической выгоды, то этот пункт требует индивидуальных расчётов, иначе результат может оказаться неожиданным. Большинство частных застройщиков считают, что изготовление бетонной плиты обойдётся дешевле монтажа сборных перекрытий исходя из стоимости самих плит, их транспортировки, погрузочных работ и применения спецтехники для подъёма на этаж и укладки.

Но доставка огромного количества арматуры и готовой бетонной смеси – это тоже транспортные расходы, а для подачи раствора на высоту необходим бетононасос. Плюсуем сюда расходы на изготовление опалубки и подпорных конструкций. И только после этого можно сравнивать затраты по двум вариантам и смотреть, насколько существенной получается разница.

Самый бюджетный вариант – все, вплоть до приготовления бетона, делать своими силами. Но для этого нужно знать, как залить перекрытие между этажами своими руками правильно, как добиться прочности самодельного раствора, как сэкономить на опалубке. И быть готовыми к тому, что работа отнимет много времени и потребует недюжинных физических усилий.

В одиночку залить перекрытие большой площади невозможно, нужны помощникиИсточник

Высокие временные и трудовые затраты – не единственный минус монолитных перекрытий. Ещё один серьёзный недостаток связан с тем, что после их заливки продолжать работы на объекте можно будет не раньше чем через месяц, когда бетонная плита обретёт проектную прочность. На протяжении этого времени она будет требовать внимания и выполнения мероприятий по предотвращению появления усадочных трещин.

Особенности производства бетонных плит объёмом м³ и конструкций других размеров

Железобетон представляет собой материал, состоящий из смеси бетона, усиленный с помощью арматурных прутьев или проволоки. Именно такое сочетание составляющих делает разного размера железобетонные плиты прочным строительным материалом. Благодаря тому, что стальные арматурные прутья находятся внутри бетонной смеси, они надёжно защищены от коррозии и вредного воздействия окружающей среды.

В свою очередь, стальные элементы улучшают несущие характеристики бетонной смеси, которая отличается относительной хрупкостью. Именно в результате такого сочетания железобетонные конструкции характеризуются способностью противостоять сжатию. Таким образом, независимо от размера, плиты состоят из таких элементов:

  • арматуры;
  • бетона, который бывает лёгким, тяжёлым или силикатным.

Внутри бетонной смеси находятся стальные арматурные прутья, что делают плиты более прочными

Арматурные вставки представляют собой стальные прутья или проволочные пучки, которые, в свою очередь, делятся на такие виды:

  1. Рабочие. Размещаются в нижней части железобетонных изделий и работают на изгиб.
  2. Монтажные. Составляют основу или скелет конструкции, их главная задача – придание плите объёма и фиксация размещения прутьев рабочей арматуры.

Для производства перекрытий применяется тяжёлый, напряжённый бетон, состоящий из воды, цементной смеси и особого наполнителя, который делится на такие виды, как:

  • крупнозернистый, состоящий из щебня или известняка;
  • мелкозернистый, основа которого – кварцевый песок.

Основными активными составляющими, из которых состоит бетон, являются цемент и вода. Благодаря их взаимодействию получается цементный камень, скрепляющий зерна наполнителя, в результате чего и получается цельный монолит.

Интересная информация! Вследствие того, что цемент не взаимодействует с наполнителем, его считают инертным материалом. Однако наполнитель, независимо от зернистости, оказывает основное влияние на свойства и структуру бетона.

Железобетонные плиты перекрытия изготавливаются из конструкционных тяжелых и легких бетонных смесей

Если при изготовлении плит используется предварител ьно сжатый бетон, который называется напряжённым, для его армирования применяются прутья в немного растянутом состоянии, что значительно повышает прочность перекрытий. На объём изделий будет влиять не только размер бетонных плит, но и характеристики используемых в производстве деталей.

Как рассчитать нагрузку правильно

Строительство любого дома не может обойтись без правильного расчета нагрузки, которую способна удержать плита перекрытия. От нее зависит жесткость всего здания. Поэтому данные расчеты – это залог безопасного строительства, это гарантия безопасности жизни людей.

В каждом доме перекрытия имеют две конструктивные части:

  • верхняя;
  • нижняя.

Верхняя часть передает нагрузку нижней конструкции. Поэтому очень важно точно рассчитать допустимую величину.

В основном расчет любой строительной конструкции просто необходим, чтобы впоследствии не произошло разрушение здания. В случае ошибочного расчета стены очень быстро начнут трескаться. Здание быстро развалится.

  • динамический;
  • статический.

Статический расчет учитывает все предметы, которые осуществляют нагрузку на плиту. Все движущиеся объекты несут динамическую величину.

Чтобы выполнить расчет, необходимо иметь:

  • калькулятор;
  • рулетку;
  • уровень.

От размера плиты зависит ее устойчивость к различным нагрузкам.

Для определения нагрузки, которую способна выдержать будущая плита перекрытия, предварительно делается подробный чертеж. Учитывается площадь дома и все, что может создавать нагрузку. К данным элементам относятся:

  • перегородки;
  • утепления;
  • цементные стяжки;
  • напольное покрытие.

Основная опорная система кровли находится в торцах плиты. Когда изготавливаются плиты, армирование располагается так, чтобы максимальная нагрузка приходилась именно на торцы.

Центр плиты не должен воспринимать нагрузку, она не закладывается при расчете конструкции.

Поэтому середина конструкции не выдержит, даже если она будет усилена капитальными стенами.

Чтобы понять, как делается расчет, возьмем для примера конструкцию типа «ПК-50-15-8». Согласно ГОСТу 9561-91, масса данной системы равна 2850 кг.

  1. Сначала рассчитывается площадь всей несущей поверхности: 5 м × 1,5 м = 7,5 кв.м.
  2. Затем рассчитывается вес, который может удержать плита: 7,5 кв. м × 800 кг/ 6000 кг.
  3. После этого определяется масса: 6000 кг – 2850 кг = 3150 кг.

На последнем шаге подсчитывается, сколько останется от нагрузки после проведения утепления, укладки стяжки и обшивки полов. Профессионалы стараются брать напольное покрытие, чтобы оно и стяжка не превышали 150 кг/

Затем 7,5 кв. м умножается на значение 150 кг/, в результате получается 1125 кг. От массы плиты, равной 3150 кг, отнимается 1125 кг, получается 3000 кг. Таким образом, 1 кв. м может выдержать 300 кг/кв. см.

Правила укладки плит перекрытия

Правила укладки и анкеровки

Изделия укладывают после установки опорных элементов каркаса и сварки их закладных деталей. Панели подаются краном к месту установки в горизонтальном положении. Иногда плиты привозят в транспорте со сдвигом, наклонно, тогда используют захваты с автоматикой или кантователи в виде рамы для перевода в горизонталь.

Состав работ по нормам ЕНиР 4-1-7:

  • приготовление раствора для заделки стыков после сварки;
  • подъем и установка плит в проектное положение;
  • выверка с помощью приборов положения элементов, исправление неточностей;
  • сварка закладок на плитах, опорных конструкциях и между собой на панелях;
  • заливка бетона в пустоты швов.

Место установки очищают, расстилают раствор под опорной площадью. Монтажники принимают следующую часть перекрытия и кладут на слой раствора. Выверяют панель при натянутых стропах, контролируют горизонтальность и высоту. Монтажные петли ранее приваренных элементов подгибают ломом и молотком, чтобы выдержать размер опирания.

До начала укладки заканчивают работы:

  • монтаж колонн и контроль из вертикальности, положение по высоте и в плане по чертежу;
  • ответная засыпка фундаментных пазух с трамбовкой;
  • составление технической карты передвижения и стоянок подъемного крана;
  • завозка в рабочую зону инструментов, инвентаря и материалов.

Регулируется проектный зазор между плитами в соответствии с рекомендациями проекта. Первые плиты перекрытия устанавливаются с лесов, а при монтаже последующих рабочие используют ранее поставленные элементы. Панели привариваются швом не меньше чем в трех углах.

Перекрытия

по профилированному листу

При строительстве частного дома наиболее актуальным способом перекрытия потолка является заливка по профилированному листу. В этом случае сначала укладываются швеллера в виде несущих балок, на них профилированный лист, а сверху заливается слой бетона в размере около 15 сантиметров. В этом случае бетонную стяжку делают слоем с высотой 5 сантиметров.

Опирают профлист или поверх балок, либо с примыканием к швелерам. В доме с таким перекрытием максимальный вес на квадратный метр не может превышать 150 килограмм.

Интересно, что пол в случае с бетонированием на профилированный лист получается ровный, в отличие от поверхности потолка – её нужно дополнительно подготавливать под отделку.

Ребристое перекрытие

В частных домах не редко устанавливают и ребристое монолитное перекрытие, которое подразумевает укладку длинных ребер и слоя бетона между ними. Пустоты между ребрами заполняют специальными утеплителями, например:

  •  Керамзитом.
  •  Минеральной ватой.
  •  Пенополистиролом.

Высоту ребра в частном доме делают 20 сантиметров, этого достаточно, расстояния между ребрами около 5-10 сантиметров. Ширина ребра так же около 10 сантиметров. В случае с ребристым перекрытием используется стяжка, как и в других случаях – 5 сантиметров.

Установка ребристой плиты перекрытия считается простой и экономичной.

Скорее всего вам будут интересны статьи:

  • Алюминиевый реечный потолок: монтаж и особенности подвесной конструкции
  • Делаем потолок самостоятельно
  • Выбор гипсокартона

Преимущества пустотных плит

Среди преимущества данных изделий можно выделить следующие:

  • относительно небольшая нагрузка на периметр всего здания, в отличие от тех же полнотелых изделий;
  • высокие показатели прочности, несмотря на то, что внизу панели являются пустотными;
  • надёжность;
  • осадка дома будет гораздо менее интенсивной, чем при использовании полнотелых изделий (собственно, это преимущество исходит от относительно небольшого веса);
  • относительно небольшая стоимость.

В целом многопустотные панели — это один из главнейших строительных материалов. Сегодня его выпускает всего лишь несколько заводов во всей огромной России. Главное, как уже отмечалось выше — это не дать себя обмануть при покупке.

Схема устройства арматурных блоков в пустотной плите перекрытия

Иногда (такое встречается редко, но всё же) продавцы пытаются реализовать некачественные панели, так называемые облегчённые. Они, например, могут иметь маркировку, где показывается, что изделие рассчитано на нагрузку в 500 килограммов на один квадратный метр, а на деле этот параметр в несколько раз ниже.

Это даже не мошенничество, это — уголовное преступление, которое должно караться по всей строгости закона. Ведь если покупать панель, рассчитанную на меньшую нагрузку, возникает серьёзный риск обрушения строений. Такую ситуацию можно наблюдать не только в провинции, но даже в Москве или Петербурге.

В общем, при покупке подобной продукции нужно быть предельно осторожным. Важно помнить, что любая ошибка при проектировании может иметь даже трагические последствия.

Виды нагрузок

Виды нагрузок можно разделить на два типа: постоянные и временные. В зависимости от условий строительства и назначения здания на фундамент может передаваться:

1. Постоянная нагрузка. Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.

2. Временная нагрузка, которая в зависимости от времени воздействия подразделяется на:

а) Длительная временная нагрузка, которая действует на фундамент достаточно долго. Сюда относят передачу нагрузки от оборудования, а также полезное давление от материалов (в складских помещениях) и прочих элементов наполнения помещения.

б) Кратковременная нагрузка, которая действует непродолжительное время. В этой категории находится полезная нагрузка на перекрытия от людей, в зависимости от назначения здания (поток в жилом здании и офисном помещении значительно отличается), нагрузки от кранов в промышленных зданиях, а также ветровые и снеговые нагрузки.

в) Особая нагрузка, которая возникает в особых случаях. Эта категория учитывает сейсмические нагрузки, аварийные ситуации, а также нагрузки от просадки здания в районах, где ведутся горные выработки.

Полноценно правильный расчет фундамента выполняется после сбора нагрузок на фундамент. При этом складываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, которые позволяют выявить поведение фундамента в максимально опасном положении.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент необходимо все горизонтальные и вертикальные силы (кроме бокового давления грунта) приложить на обрезе фундамента.

Подбор сечения арматуры

Расчетное сопротивление растяжению для арматуры A400 будет: Rs = 3600 кгс/см кв. (355 МПа). Расчетное сопротивление бетонному сжатию (класс B20) будет: Rb = 117 кгс/см кв. (11.5 МПа). Все остальные нагрузки и параметры для имеющейся плиты были определены ранее. Прежде всего с помощью формулы будет определено значение коэффициента am:

am = 1800 / (1 * ^2 * 1170000) =

Арматуры имеет два размера, условный и реальный размеры.

В связи с тем, что момент был определен в кг/м и размер поперечного сечения удобно подставлять в метрах тоже, значение расчетного сопротивления будет приведено кг/м кв. для того, чтобы соблюдалась размерность.

Подобное значение меньше предельного для такого класса арматуры согласно таблице ( < ). Соответственно, арматура в сжатой зоне по расчетам не нужна. Следовательно, по формуле площадь сечения арматуры, которая требуется:

As = 117 * 100 * 8 (1 — корень кв. (1 — 2 * )) / 3600 =

В подобном случае использовались размеры поперечного сечения в сантиметрах. Значение расчетных сопротивлений при этом было в кг/см кв. для того, чтобы упростить вычисления.

Для армирования 1 п.м имеющейся плиты перекрытия следует использовать 5 стержней, которые имеют диаметр 14 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры будет Подбор арматуры достаточно удобно производится согласно следующей таблице.

Размеры плит

Все плиты имеют общий размер – ширину. Она составляет 220 мм. Другие размеры указываются в маркировке готового изделия. Стандарт по нагрузке каждой плиты составляет 800 кг/м 2 . Все плиты изготовляются с зазором в 10 мм. Это условие необходимо для качественного монтажа плит (только так не крошатся углы при укладке).

При составлении задания на изготовление плит заказчику необходимо учесть, что железобетонные конструкции режутся только в длину. По ширине это невозможно сделать технически – произойдет растрескивание конструкции в области металлических частей. Все плиты имеют маркировку.

Другое применение

Пустотные плиты применяют в качестве фундаментов одноэтажных некапитальных зданий, например временных бытовок. Монтаж происходит, как и с обычным фундаментом – вырывается котлован, производится уплотнение из песка, затем укладываются плиты.

Схемы армирования

При армировании фундамента по основной ширине прутья должны укладываться с сохранением одинакового размера ячейки по всей площади плиты. В среднем шаг сетки составляет около 20-40 см, с увеличением массы здания сокращается расстояние между отдельными прутьями. Для сетки, заложенной под кирпичным зданием, следует взять минимальное расстояние в 200 мм, тогда как для более легких каркасных и деревянных домов достаточно сетки с максимальным шагом, что требует меньшего количества арматуры. Вне зависимости от конфигурации сетки арматурного каркаса, необходимо следить за тем, чтобы расстояние между прутками не превышало толщину плиты на 150% и больше.

Как правило, не имеет значения, какую использовать арматуру для сооружения нижнего и верхнего слоя – и в том, и в другом случае применяются одинаковые прутки. Однако если в наличии имеются прутки разных размеров, то более толстые укладываются под плитный фундамент в нижнем слое, так как наиболее напряжение создается именно там.

Схемы армирования

Торцевые части прутков связываются П-образными элементами, объединяющими нижний и верхний слой в единое целое. Кроме того, они нужны для компенсации крутящих моментов, способных разрушить каркас.

В местах, в которых плита подвергается максимальному продавливанию (к примеру, под станами) шаг сетки необходимо уменьшить. Насколько густой должна быть сетка в проблемных зонах определяют соответствующие расчеты, однако в среднем ее шаг уменьшают в два раза. Для обеспечения дополнительного усиления плиточного фундамента его каркас объединяют армированной подвальной стеной, для чего в соответствующих местах делают выпуск стержней.

Читайте также:  Как утеплить плиты перекрытия на чердаке