Армирование монолитной плиты перекрытия и основы расчета

Объект: Расчет монолитной плиты перекрытия на отм. +6.250, в осях 14/15 – 18/19, между осями А – Б.

Классификация монолитных плит перекрытия

Перекрытие такого типа бывает кессонным (ребристым), безбалочным и балочным. Последний вид изделий укладывается несколькими методами, что зависит от их особенностей. Выбираются:

  • гладкие – для достижения необходимого уровня жесткости монтаж балок выполняется перпендикулярно по отношении друг к другу;
  • ребристые – укладка балок выполняется перпендикулярно ребрам.

Кессонное перекрытие имеет ребра, размещенные в двух направлениях. Преимущества: прочность на изгиб, легкость конструкции по причине особого строения реберной сетки.

Если обустраивается безбалочное перекрытие, применяются специальные колонны с капителями, сделанные как перевернутые пирамиды.

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.

Виды перекрытий

В зависимости от конструкции каркаса перекрытия монтируются деревянные и железобетонные. Последние в свою очередь делятся на:

  • стандартные железобетонные плиты различных конструкций;
  • монолитное перекрытие.

Преимущество готовых армированных плит в профессиональном изготовлении согласно требованиям СНиП: меньший вес за счет наличия сформированных при заливке полостей. По количеству и форме внутреннего строения плита бывает:

  • многопустотной – с круглыми продольными отверстиями;
  • ребристой – сложный профиль поверхности;
  • пустотной – узкие, фигурные панели используются как вставки.

Уже готовые плиты перекрытия оправдывают свое применение при крупном строительстве, например при возведении высотных домов. Но они имеют свои недостатки при укладке:

  • наличие стыков;
  • использование грузоподъемной техники;
  • подходят только под стандартные размеры помещений;
  • невозможность создавать фигурные перекрытия, отверстия для вытяжек и др.

Рекомендуем

  • Деревянные перекрытия как достойная альтернатива железобетонным плитам
  • Монтаж плит перекрытия – правила и особенности работ
  • Утепление чердачного перекрытия по деревянным балкам – выбор материала и технология

Монтаж перекрытий из плит обходится дорого. Надо оплачивать транспортировку спецавтомобилем, загрузку и монтаж подъемным краном. Чтобы дважды не вызывать спецтехнику, желательно с машины плиты сразу монтировать на стены. Если рассматривать индивидуальное строительство небольших коттеджей и домов, то специалисты рекомендуют самостоятельное изготовление перекрытий. Заливка бетонным раствором производится непосредственно на месте. Предварительно сооружается опалубка обвязки и армированная сетка.

Типы монолитных перекрытий

Балки и ригели, элементы балочного перекрытия, становятся одним целым с монолитной конструкцией.

Выделяют балочные и безбалочные системы плит. Балочный тип характеризуется наличием ригелей, которые располагаются либо поперек строения, либо крест-накрест. не имеет выступающих ребер. Как показывает практика, целесообразней всего применять поперечное расположение ригелей. Но все-таки окончательный вариант зависит от назначения возводимого монолитного перекрытия, направлением в помещениях технологических потоков, характером размещения нагрузок, методом устройства жесткости каркаса, можно разместить крупногабаритное оборудование на ригелях конструкции непосредственно, на отдельный ригель нагрузка снижается. При устройстве монолитной конструкции балки и ригели становятся одним целым с плитами.

Типы монолитных перекрытий

У безбалочного типа монолитного перекрытия отсутствуют выступающие ребра ригелей. Вместо них выступают участки плит 0,2-0,3 от места, где находится пролет. Им отведена роль плитных плоских ригелей, которые работают между колоннами в пролет по схеме балок. Из-за этого исключается устройство отверстий и проемов в участках междуколонных плит монолитного перекрытия, в этом качестве может применяться срединная часть монолитной плиты. Принимаются монолитные конструкции толщиной, которая примерно равна 1/32 самого большого пролета, и если пролет не превышает 6 м, проще изготавливать плиты монолитного перекрытия плоскими.

Читайте также:  Устройство деревянных перекрытий в доме из пеноблоков

■ Расчет и конструирование главных балок.

На главную балку передаются постоянные и временные сосредоточенные нагрузки от второстепенных балок, равные их опорным реакциям (без учета неразрезности). Кроме того, учитывается собственная масса главной балки, которую разрешается приводить к сосредоточенным грузам, приложенным в местах опирания второстепенных балок и равным массе участков главной балки между второстепенными балками.

В расчетном отношении главная балка монолитного ребристого перекрытия рассматривается как неразрезная, загруженная сосредоточенными грузами. Изгибающие моменты и поперечные силы определяют с учетом перераспределения усилий. Размеры сечений главной балки уточняют по моменту у грани колонны, тогда h0 = 1,8 ; h=h0+(6…8) см, так как над главными балками располагается арматура плиты и сеток второстепенных балок. Расчетное сечение главных балок принимают в пролете — тавровое, на опоре—прямоугольное. В пролете главную балку армируют 2…3 плоскими каркасами, соединенными перед установкой в пространственный каркас (рис. 9.7, б). При наличии третьего каркаса его обычно не доводят до грани опоры, обрывая в соответствии с эпюрой моментов. На опоре главная балка армируется двумя самостоятельными каркасами с рабочей арматурой вверху.

Рис. 9.7. Конструирование второстепенных и главных балок:

■ Расчет и конструирование главных балок.

1 — второстепенная балка; 2 — главная балка; 3 — колонна

На главную балку нагрузка от второстепенной передается через сжатую зону последней (рис. 9.7, в). Эта нагрузка воспринимается поперечной арматурой главной балки, а при необходимости ставятся дополнительные сетки. Длина зоны, в пределах которой учитывается поперечная арматура, воспринимающая опорную реакцию второстепенных балок, определяется по формуле a = 2hs+b (см. § 6.3).

Необходимая площадь рабочей арматуры см. формулу (6.5)]

где F — реакция опоры второстепенной балки; h0 — рабочая высота главной балки.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ ПРОГИБЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

10.7. Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций и нагрузки, от которых следует определять прогибы, приведены в табл. 19. Требования к зазорам между смежными элементами приведены в п. 6 рекомендуемого приложения 6.

Таблица 19

_____________

Обозначения, принятые в табл. 19:

l — расчетный пролет элемента конструкции;

а — шаг балок или ферм, к которым крепятся подвесные крановые пути.

Примечания: 1. Для консоли вместо l следует принимать удвоенный ее вылет.

2. Для промежуточных значений l в поз. 2, а предельные прогибы следует определять линейной интерполяцией, учитывая требования п. 7 рекомендуемого приложения 6.

3. В поз. 2, а цифры, указанные в скобках, следует принимать при высоте помещений до 6 м включительно.

4. Особенности вычисления прогибов по поз. 2, г указаны в п. 8 рекомендуемого приложения 6.

5. При ограничении прогибов эстетико-психологическими требованиями допускается пролет l принимать равным расстоянию между внутренними поверхностями несущих стен (или колонн).

10.8. Расстояние (зазор) от верхней точки тележки мостового крана до нижней точки прогнутых несущих конструкций покрытий (или предметов, прикрепленных к ним) должно быть не менее 100 мм.

10.9. Прогибы элементов покрытий должны быть такими, чтобы, несмотря на их наличие, был обеспечен уклон кровли не менее 1/200 в одном из направлений (кроме случаев, оговоренных в других нормативных документах).

Предельные прогибы элементов перекрытий (балок, ригелей, плит), лестниц, балконов, лоджий, помещений жилых и общественных зданий, а также бытовых помещений производственных зданий, исходя из физиологических требований, следует определять по формуле

(26)

где g — ускорение свободного падения;

р — нормативное значение нагрузки от людей, возбуждающих колебания, принимаемое по табл. 20;

р1 — пониженное нормативное значение нагрузки на перекрытия, принимаемое по табл. 3 и 20;

q — нормативное значение нагрузки от веса рассчитываемого элемента и опирающихся на него конструкций;

п — частота приложения нагрузки при ходьбе человека, принимаемая по табл. 20;

b — коэффициент, принимаемый по табл. 20.

Таблица 20

Помещения, принимаемые по табл. 3 p, кПа (кгс/м2) p1, кПа (кгс/м2) n, Гц b
Поз. 1, 2, кроме классных и бытовых;

поз. 3, 4,а, 9,б, 10,б

0,25 (25) Принимается по табл. 3 1,5
Поз. 2 — классные и бытовые;

поз. 4, б-г, кроме танцевальных;

поз. 9,а, 10,а, 12, 13

0,5 (50) То же 1,5
Поз. 4 — танцевальные;

поз. 6, 7

1,5 (150) 0,2 (20) 2,0 50
Читайте также:  Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

_____________

Обозначения, принятые в табл. 20:

Q — вес одного человека, принимаемый равным 0,8 кН (80 кгс);

a — коэффициент, принимаемый равным 1,0 для элементов, рассчитываемых по балочной схеме, 0,5 — а остальных случаях (например, при опирании плит по трем или четырем сторонам);

а — шаг балок, ригелей, ширина плит (настилов), м;

l — расчетный пролет элемента конструкции, м.

Прогибы следует определять от суммы нагрузок yА1p + р1 + q, где yA1 — коэффициент, определяемый по формуле (1).

Этап 4: Определение предполагаемой нагрузки на плиту

Балка может испытывать самые разнообразные нагрузки. Строительная механика «гласит», что все неподвижное, прибитое, приклеенное или другим способом устроенное на плите перекрытия становится статистической и в тоже время постоянной нагрузкой. А все что движется (что передвигается разными способами) по балке становится динамической (как правило временной) нагрузкой. Все это к тому, что в данном примере нами будут убраны различия между этими видами нагрузок.

Сосредоточенная нагрузка измеряется в килограмм-силах (кгс или кг) либо в Ньютонах. Распределительная нагрузка измеряется в килограмм-сила-метр (кгс/м).

Расчет плиты перекрытия в жилых домах, как правило, нацелен на определение распределительной нагрузки q1=400 кг/м². Вес плиты высотой 100 мм добавит к этому типу нагрузи около 250 кг/м². А стяжка и чистовое покрытие (возьмем керамическую плитку) приплюсуют сюда еще дополнительных 100 кг/м².

В приведенной выше распределительной нагрузке учитывается большая часть из тех нагрузок, которые имеют отношение к перекрытиям в жилых домах. Однако это ни в коей мере не означает, что расчет конструкции с учетом более значимых нагрузок не может иметь место. Отнюдь, просто в нашем случае взятые значения являются усредненными. В тоже время мы в любом случае подстрахуемся и умножим итоговое значение нагрузки на так называемый коэффициент надежности γ=1.2.

q=(400+250+100)1.2=900 кг/м²

Поскольку наши расчеты опираются на плиту шириной 1 м, то нагрузка являющаяся распределительной, может быть рассмотрена как плоская (работающая на плиту перекрытия по оси «y» и измеряемая в кг/м).

Часто встречающиеся ошибки

Правильная укладка плит перекрытия – залог надежности здания. К часто встречающимся ошибкам при монтаже можно отнести:

  1. Использование поврежденных плит. Тонкие неглубокие трещины можно заделать раствором и использовать плиту на малонагружаемом участке перекрытия. Если трещина сквозная, такое изделие пускают на изготовление коротких секций или выбраковывают. Чаще всего плиты повреждаются при нарушении правил транспортировки.
  2. Глубину опирания ниже установленного минимума. В такой ситуации нагрузка от плиты приходится на край кирпичной кладки или армопояса, что провоцирует его медленное разрушение.
  3. Чрезвычайно большая глубина опирания. В такой ситуации плита оказывается защемленной внутри стены и не может правильно работать под нагрузками. В результате она начинает разрушать кладку. Помимо этого торец плиты оказывается близко к внешней стороны стены, что увеличивает теплопотери здания.
  4. Неправильная анкеровка или ее отсутствие. Если плиты, из которых состоит сборное перекрытие, не связаны между собой и со стенами, либо анкеровка выполнена неправильно, жесткость конструкции недостаточна и есть риск подвижек плит и стен, особенно в условиях сейсмики. Это угрожает устойчивости и целостности постройки.

Какую нагрузку обычно выдерживает плита перекрытия

Отделочный материал выбирается по принципу, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия. Этот показатель будет влиять на обустройство крыши здания. В основном, когда строится любое здание или объект, в первую очередь соблюдается жесткость каркаса, его устойчивость. Все эти характеристики напрямую зависят от прочности создаваемого перекрытия.

Основные характеризующие моменты

Установка плиты перекрытия на несущую конструкцию кровли позволяет заниматься возведением многоэтажных домов. Чтобы правильно выполнить проект здания, необходимо точно знать, какое давление выдержит выбранная плита перекрытия. Необходимо хорошо разбираться в разнообразии плит.

Прежде чем приступать к возведению многоэтажного здания, необходимо провести расчет нагрузки. От будущего веса будет зависеть подбор конструкции здания, от нагрузки зависит, какую нужно устанавливать плиту.

Полнотелые системы отличаются большой массой, они стоят очень дорого. Такая конструкция применяется в строительстве серьезных объектов, которые относятся к социально значимым.

При строительстве жилых домов в основном используется пустотная плита. Надо сказать, что основные технические параметры такой плиты соответствуют всем стандартам строительства жилого помещения:

Читайте также:  Как правильно выбрать профлист по его несущей способоности

Плиту отличает:

  • высокая надежность;
  • малый вес.
Какую нагрузку обычно выдерживает плита перекрытия

Важнейшим преимуществом этих изделий можно назвать низкую стоимость. Это дало возможность применять такую систему намного чаще, если сравнивать ее с другими.

Для расчета перекрытия учитывается местонахождение пустот. Они располагаются таким образом, чтобы несущие характеристики изделия не были нарушены. Пустоты влияют также на звукоизоляцию помещения, его теплоизоляционные свойства.

Плита изготавливается самых разных размеров. Ее длина может достигать максимально 9,7 м при максимальной ширине — 3,5 м.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия.

При строительстве зданий чаще всего применяются конструкции с габаритами 6 х1,5 м. Этот размер считается стандартным и наиболее востребованным. Данную систему применяют для возведения:

  • высотных зданий;
  • многоэтажек;
  • коттеджей.

Так как вес данных плит не очень высок, их легко монтировать, для чего применяется пятитонный кран.

Кирпичные стены по плитам перекрытия

Во многих случаях конструктивными решениями индивидуальных загородных жилых зданий предусматриваются кирпичные стены и перегородки по сборным или монолитным плитам перекрытия различных размеров.

Основные варианты домов с кирпичными стенами и бетонными перекрытиями

В проектных разработках на строительство индивидуального кирпичного дома может быть заложен один из двух наиболее распространенных вариантов коробки здания:

  • наружные и внутренние несущие стены, на которые уложены пустотные плиты перекрытия и кирпичная кладка ведется уже по смонтированному перекрытию. В этом случае важно обеспечить минимальную величину опирания сборных железобетонных плит на стену (этот раз мер не может быть меньше 120 мм при любой длине плит и толщине стены). При таком варианте бетонные плиты перекрытия не обязательно должны иметь заполнение пустот с торцов конструкции, поскольку нагрузка, которая приходится на перекрытие от вышележащих стен индивидуального здания, невелика. Для устройства сборных перекрытий малоэтажных кирпичных зданий могут использоваться как стандартные пустотные плиты перекрытия типа ПК, так и облегченные плиты типа ПНО, имеющие толщину 160 мм против 220 мм у традиционных. Плиты ПНО используются в индивидуальном строительстве, и также рассчитаны на восприятие нагрузок от кирпичных стен;
  • наружные и внутренние кирпичные стены выложены на монолитных железобетонных перекрытиях. В этом случае вся нагрузка от стенового ограждения передается на плиту перекрытия, поэтому на кладку воздействует вес только одного этажа, что позволяет использовать кирпич невысокой прочности. Однако снижению затрат на кирпичную кладку соответствует более сложная технология устройства монолитного перекрытия – сборка опалубки, армирование плиты, подача бетона на отметку перекрытия, прогрев бетона при выполнении работ в условиях отрицательных температур. Несмотря на это, монолитные плиты перекрытия дают возможность принимать планировку этажей дома без оглядки на стандартные бетонные плиты перекрытия, которые могут перекрывать только определенные пролеты и при этом с фиксированным шагом, что достаточно жестко регламентирует размеры комнат.

Оба этих варианта с одинаковым успехом могут применяться при строительстве индивидуальных жилых домов с кирпичными стенами. Но если первый вариант – сборные железобетонные изделия дает возможность подготовить перекрытие под кирпичную кладку достаточно быстро и вне зависимости от сезона, то второй позволяет предусматривать свободную планировку дома, хотя при этом возникают значительные трудозатраты непосредственно на строительной площадке.

Кирпичные стены по плитам перекрытия

Специфика кирпичной кладки по бетонным плитам

Если при возведении дома используются сборные бетонные плиты перекрытия, то внутренние несущие стены выкладываются на месте их стыка. Поэтому, для обеспечения полноценного опирания стены на перекрытие, стык между торцами плит тщательно заполняется цементно-песчаным раствором, а нижний ряд кирпича укладывается на растворную постель.

Особенно это требование относится к местам, где для обеспечения устойчивости наружных и внутренних стен здания, плиты крепятся друг к другу за счет проволочных скруток, зацепленных за монтажные петли изделий.

Наряду с двумя традиционными вариантами устройства стен по перекрытиям существует и третий вариант – комбинированный, когда наружные стены представляют собой трехслойную конструкцию (наружная верста – облицовочный кирпич, средний слой – эффективный плитный утеплитель, внутренний слой – простой полнотелый кирпич).

В этом случае на монолитную конструкцию или пустотные плиты перекрытия передается вес только внутренней части наружной стены, а облицовочный слой выкладывается на всю высоту дома. Такое конструктивное решение позволяет избавиться от «мостика холода» — монолитного или сборного перекрытия, на котором выкладывается наружная стена полностью.

Широкий ассортимент разнообразных изделий для многоэтажного гражданского и промышленного, а также индивидуального строительства в Москве и Московской области, в т.ч. пустотные стандартные и облегченные плиты перекрытия, изготавливает столичный завод ЖБИ-4, причем железобетонные изделия, поставляемые этим предприятием, отличаются оптимальным для региона соотношением цена/качество.