Возведение монолитных перекрытий: правила и расчеты

При строительстве любого индивидуального двухэтажного жилого дома возникает вопрос, каким сделать междуэтажное перекрытие. Обычно его выполняют из железобетона, что обеспечивает его прочность, надежность, долговечность, сейсмоустойчивость и соблюдение противопожарных норм.

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.

Виды монолитного перекрытия из железобетона

Балочное перекрытие представляет собой плиту и балки (ребра). При больших пролетах (более 6 м) необходимы промежуточные опоры, которые выполняют в виде прогонов или колонн, выполненных из монолитного железобетона.

Кессонные перекрытия – одна из разновидностей балочного перекрытия. Оно представляет собой плиту и две взаимно перпендикулярных по направленности балки, находящиеся в нижней зоне. Такая конструкция создает снизу прямоугольные углубления, именуемые кессонами.

Если коротко сказать, то при расчете этого вида перекрытия производится перераспределение арматуры и бетона в конструкции (плита – ребра). Это позволяет получить экономию материала, осуществлять перекрытие больших пролетов. Но это тема уже другой статьи.

Кессонные перекрытия распространены в основном за рубежом при возведении зданий общественного назначения с подвесными потолками.

Монолитные безбалочные перекрытия из железобетона – это сплошная плита, опирающаяся на стены или колонны, которые находятся друг от друга на расстоянии 5 – 6 метров.

Толщина плиты принимается по расчету и варьирует в пределах 120 – 250 мм. Применение этих железобетонных перекрытий, опирающихся на колонны, позволяет добиться гораздо большего разнообразия объемно – планировочных решений.

Балконные плиты, выполненные совместно с монолитным перекрытием и являющиеся его частью, обладают большей прочностью и долговечностью по сравнению с их сборными аналогами.

Все элементы обоих видов перекрытий связаны едино между собой. Размеры сечения каждого элемента, потребное количество арматуры определяется расчетным путем в каждом отдельном случае.

Армирование

Для придания прочности монолитному перекрытию выполняется его армирование.

  1. На опалубку монтируется арматурный каркас из стальных прутьев. Сечение их должно быть 10 или 12 мм. Он представляет собой сетку с ячейками, каждая сторона которых 200 мм. Пруты связывают между собой специальной вязальной проволокой, толщина которой не меньше 1,5 мм. Поскольку обычно длины арматурных прутов не хватает на всю протяженность каркаса, то их соединяют между собой внахлест 400 мм, тоже связав проволокой.
  2. Арматурная сетка должна устанавливаться таким образом, чтобы её опирание на стену составляло 150 мм, если стена выполнена из кирпича, и 250 мм, если стена возведена из газобетонных блоков.
  3. Для максимального усиления требуется две арматурных сетки. Их располагают таким образом, чтобы верхняя и нижняя сетки находились от нижнего и верхнего края монолитной плиты на расстоянии не менее 30 мм.
  4. Чтобы правильно соблюсти это расстояние для нижней сетки, под неё с шагом 100–120 мм подкладывают фиксаторы из пластмассы.
  5. Монолитное покрытие, толщина которого 200 мм, наиболее всего подходит для пролета 6 м. Это выходит из расчета 1:30. В нем за 1 принимается толщина перекрытия, а за 30 – ширина всего пролета. Исходя из этой толщины плиты, верхняя арматурная сетка устанавливается таким образом, чтобы потом быть утопленной в бетон на глубину 20 мм.
  6. Для разведения сеток на определенные расстояния делаются специальные фиксаторы при помощи гибочного инструмента. Вертикальные фиксаторы устанавливают на расстоянии одного метра друг от друга, а торцевые – на расстоянии 0,4 м. Это дает дополнительное усиление монолитного перекрытия. Фиксаторы, соединяющие между собой верхнюю и нижнюю сетку, тоже устанавливаются с шагом 0,4 м.
Читайте также:  Опирание плиты перекрытия на Керамические блоки

Где применяются?

Особенности и преимущества ребристых плит позволяют применять их в качестве перекрытий повсеместно. Железобетонными изделиями создают несущие элементы и отдельные узлы здания. Основные сферы использования:

  • чердачные, гаражные или подвальные помещения;
  • промышленные предприятия;
  • жилые здания, преимущественно панельного типа;
  • помещения с огневой или химически агрессивной средой.

Способ применения изделий зависит от их типа. Например, элементы с ребрами вниз предназначены для обустройства потолков в промышленных цехах, а с ребрами вверх – для укладки полов.

Технология изготовления

Для заливки монолитных конструкций необходимо подготовить следующие материалы: арматуру, цемент (марка от М-400), щебень, песок, аппарат для сварки арматуры, доски для опалубки, электроинструмент (для резки досок, арматуры). Когда материал готов, можно приступать к сборке опалубки, ее дно может быть сделано из досок толщиной 3-4 см, или водостойкой фанеры толщиной 2 см, для боковых стенок используют доски толщиной 2-3 см. Если щиты со щелями, их надо закрыть пленкой, это предотвратит вытекание раствора.

Первое что нужно сделать, это уложить щиты днища, для монтажа используют поперечные балки и опоры. Расстояние между стойками (опорами) 1-1,2 м. После этого монтируют боковые стенки. Опалубка должна быть прочной, быть выставлена строго горизонтально, дно можно устелить пленкой или рубероидом, это придаст гладкости поверхности, уберет мелкие неровности досок.

Расчет армирования в железобетонном перекрытии должен проводиться специалистом. Советуют использовать арматуру с диаметром 8-14 мм (зависимо от предполагаемых нагрузок).

Армирование проводится в два шара, нижний устанавливается на пластмассовые подставки. Из арматуры делают сетку с шагом 150-200 мм. Арматура к сетке крепится мягкой проволокой. Арматура берется цельная, если длины мало, то дополнительный кусок крепится с нахлестом, равным 40-кратному диаметру прута. Стыки размещают в шахматном порядке. Сетки по краям соединяются п-образными усилениями. Каркас после заливки должен быть скрыт шаром бетона от 2 см.

Технология изготовления

В зависимости от площади заливки проводится дополнительное усиление. Оно делается отдельными отрезками арматуры длиной 40-200 см. Нижнюю сетку надо усилить в проеме, верхнюю – над несущими стенами. В местах опирания на колоны армирование требует отдельных объемных усиливающих элементов.

Для заливки перекрытий используют бетон марки М400 (1 часть бетон, 2 – песок, щебень -4, вода). Бетон заливают в опалубку, начав в одном углу, и закончив в противоположном. При укладке нужно использовать глубинный вибратор, это поможет удалить пустоты с бетона. Железобетонная плита заливается без перерывов, толщиной в 8-12 см. После заливки поверхность выравнивается устройствами, похожими на швабры.

Снять опалубку можно через 2-3 недели после заливки, тогда плита набирает 80% своей прочности. Если опалубка снимается раньше, то опоры оставляют. Использовать плиты можно через 28 дней (после полного высыхания). Чтобы избежать пересыхания и появления трещин, первую неделю после заливки бетон надо регулярно увлажнять, поливать водой. Иногда поверхность накрывают мешковиной или пленкой для дополнительного сохранения влаги.

Этапы работы

Сборка опалубки

Опалубка представляет собой короб, в который будет заливаться раствор бетона. Для строительства лучше использовать деревянные доски, они должны быть максимально ровные. Их проще собирать и демонтировать, а также обрабатывать (резать, пилить, подгонять под требуемые размеры).

Этапы работы

Размеры досок

  • толщина – от 2 см;
  • высота – зависит от толщины предполагаемой плиты, она должна на несколько сантиметров быть выше.

Доски собираются в щиты, которые будут составлять основу боковых бортов. Масса очень тяжелая и может продавить дерево, поэтому каждые полметра обязательно устанавливаются ребра жесткости.

Под опалубкой устанавливаются подпорки – по одной на каждый квадратный метр. Подпорки должны быть крепкими, прочными, достаточно толстыми, чтобы выдержать вес бетона и не деформироваться.

Этапы работы

Армирование

Без установки арматуры плита может потрескаться, армирование помогает ей выдержать нагрузки и вес здания (пре заливки плиты над подвальным помещением).

Арматура ставится в два слоя – нижний и верхний. На нижнюю сетку приходится больше воздействия, поэтому прутья должны быть более толстыми – не меньше 12 мм. Для верхнего слоя можно взять тоньше.

Средний размер одной ячейки от 15 см до 20 см, прутья связываются между собой проволокой или привариваются. Каркас крепится на стенки короба, он должен быть надежно установлен.

Этапы работы

Расстояние между слоями арматуре не меньше 10 см, арматура не должна лежать на опалубке. Слой бетона под слоем армирования не меньше двух сантиметров.

Читайте также:  Как правильно сделать пароизоляцию деревянных стен?

Заливка полистиролбетона

На подготовленное основание выкладывают раствор бетона. Важно не допускать накапливания массы в одной части, а сразу равномерно распределять по всей поверхности.

Толщина слоя по всей площади должна быть одинаковой, следить за этим помогут специальные перемычки, установленные перед заливкой.

Этапы работы

После распределения бетона, необходимо довести поверхность до гладкости с помощью правила или взять ровную доску.

Спустя сутки демонтируем опалубку, поверхность закрываем пленкой и оставляем до полного высыхания на несколько недель (пленку можно снять через пару дней). Чем толще слой, тем дольше сохнет плита.

Перекрытия из пенополистиролбетона оптимальное решение при строительстве дома. Плиты легкие и прочные, имеет высокие показатели теплоизоляции и влагостойкости. Вести строительные работы можно круглый год.

Последовательность монтажа плит перекрытия

Изначально следует выполнить 2 этапа:

  1. Подготовка. Важно создать правильный уровень между всеми опорными стенами сооружения. Допустимая разница – 1 см, её устранять не обязательно. Для проверки горизонтальной плоскости используют строительный уровень. Между противоположными стенами укладывают балку и проверяют ровность. Если есть небольшие неровности, их можно устранить цементным раствором.
  2. Далее выполняется распределительный пояс для выравнивания стены. Армировочный пояс изготавливают из цемента М500 1 к 3 с песком. Важно обеспечить чистоту песка, по необходимости промыть, просеять. Раствор готовят средней вязкости. Смесь заливают в опалубку и протыкают или трамбуют для удаления пустот. Просыхание раствора занимает до 3-4 недель.
Последовательность монтажа плит перекрытия

Главными качествами, за которые ценится железобетон, всегда называют прочность и хорошую сопротивляемость изгибающему моменту

Программа армирования монолитного перекрытия

Этап армирования монолитных перекрытий является весьма ответственным при возведении дома. От правильности его выполнения зависит не только несущая способность постройки, но и ее стоимость.

Армирование монолитного перекрытия производится в два слоя. Как основания применяются стержни арматуры А-500С 10 мм диаметром, которая кладется с шагом в 200 мм как в верхнем, так и нижнем слое. При помощи вязальной проволоки 1,2-1,5 мм диаметром стержни арматуры соединяются в сетки; они легко связываются друг с другом при помощи специального крючка. Арматурная сетка должна не доходить своими торцами до вертикальной опалубки по плоскости перекрытия на расстояние 20-25 мм.

Схема армированного монолитного перекрытия

Сделать две основные арматурные сетки – только часть дела. Следующей стадией будет выполнение армирования плиты, то есть размещение сеток на требуемое расстояние по высоте. Отталкиваясь от того, что арматурная сетка должна защищаться слоем бетона 20 мм толщиной, по вертикали расстояние между слоями арматуры должно быть 105-125 мм. Для этого делаются специальные фиксаторы из арматуры диаметром 10 мм. Опорные нижние части и верхняя горизонтальная полка фиксатора имеют длину по 350 мм. Расчет длины вертикальных частей делают в зависимости от толщины перекрытия, так что они составляют от 105 до 125 мм.

Сделать такие фиксаторы из арматуры, как и другие детали армирования монолитного перекрытия, нетрудно при помощи гибочного приспособления, которое можно сделать самостоятельно. Размещаются фиксаторы разделения верхнего и нижнего слоя арматуры с шагом 1×1 м, каждый новый ряд в шахматном порядке от предыдущего. Причем фиксатор устанавливается под углом 10-15 градусов по отношению к главным стержням арматурного каркаса.

Перекрытие своими руками

Материал, инструмент и техника

  • Для работы потребуются заказать миксеры с бетоном, бетононансос (если требуется поднимать раствор на высоту), строительный вибратор для раствора. Также, если бетонная смесь не покупная, а делается самостоятельно, то и бетономешалка.
  • Для арматуры необходимо закупить специальные металлические пруты и вязальную проволоку, а для опалубки – деревянный брус, доски и влагостойкую фанеру.
  • Для заливки нужен будет готовый бетон или его обычные компоненты в виде цемента, воды, очищенного песка и мелкого щебня 5-20 мм.

Переход от процесса возведения стен к созданию плиты перекрытия происходит на этапе полного их доведения до намеченной высоты. Начинают с опалубки.

Перекрытие своими руками

Как сделать опалубку?

Сначала делают опалубку, которая выглядит как огромная ванна-форма для последующего наполнения цементным раствором. Её сооружают из устойчивых к влажности фанерных листов и вертикально установленных опорных частей.

В качестве опорных элементов вместо древесного бруса можно использовать специальные металлические трубчатые стойки телескопического типа. А вместо фанерных листов можно взять доски, выложив по тому же принципу.

Опоры для опалубки ставят из расчета такой прочности, которая бы удерживала не только её вес, но и залитого туда бетона вкупе с весом арматурной составляющей.

Читайте также:  Какую нагрузку выдерживает плита перекрытия

Итак, последовательность работ по опалубке для монолита:

Перекрытие своими руками
  • Сооружение опор. Здесь нужно очень внимательно выверять уровень, так как даже небольшое отклонение по высоте губительно скажется на прочности. Каждая стойка предполагает нагрузку от минимальной в 300 кг до оптимальной в полтонны.
  • Делается отступ от стен на 20-25см, между стойками соблюдается метровое расстояние.
  • Кладка балок поперёк предполагаемой плиты перекрытия, их крепят к стенам и пришивают в тех местах, где они соприкасаются со стойками, чтобы создать максимальную стабильность и устойчивость при заливке и высыхании.
  • Размер балки подбирают такой, чтобы бетонная масса не создала прогиба в дне опалубки сверх допустимой меры в 1/150 пролета.
  • На созданную основу выкладывают доски или фанерные листы, которые дополнительно изолируют плёнкой. Зазоры между досками можно ещё и запенить для большей надёжности.
  • На этом же этапе идёт закладка труб для электропроводки и вентиляции.
  • Опалубка готова и можно переходить к сооружению армирующей сетки.

Требования к арматуре

  • Берут металлические пруты с сечением от 8 мм до 10 мм.
  • Делают сетку, скрепляя их проволокой не более полутора миллиметров в сечении и не менее 1,2 мм.
  • Арматура ставится на двух уровнях – на верхнем ярусе, создавая эффект растяжения, и на нижнем, работая на сжатие.
  • Делаются отступы между арматурной сеткой и опалубкой в 20-25 мм для того, чтобы соблюсти оптимальную толщину бетонной прослойки в этих зонах перекрытия.
  • Верхний ярус армирования должен быть на расстоянии 100 мм от нижнего.
  • Полученный промежуток оснащают фиксаторами дистанционной разновидности с опорными лапками.
  • Прут с сечением 10 мм допускается при необходимости нарастить не более, чем на 480 мм.
  • Пруты арматуры в ярусах скрепляют по шахматному принципу.

Как армировать

  1. Нижняя часть арматуры укладывается продольно, а поверх неё устанавливается поперечный ряд прутов с двухметровым шагом.
  2. Третий ряд опять кладут продольным способом, придерживаясь метрового шага.
  3. Берут проволоку с достаточной мягкостью и проходят все места пересечения прутьев, тщательно связывая их.
  4. На нижний слой арматуры крепят под углом в 15° фиксаторы из пластика на метровом расстоянии друг от друга.
  5. Так заполняют армирующей сеткой нижний ярус и после этого приступают к созданию верхнего яруса точно по такому же принципу.
  6. Каждые 40 см края обоих ярусов скрепляют специальными соединителями.

Заливка бетоном

Перекрытие своими руками

Требования к прочности¸ качеству, толщине:

  • Допустимо использовать только добротный бетон, обычно берётся М200 или ещё более качественные материалы. Качество бетона – это залог необходимой прочности перекрытия.
  • Толщина плиты рассчитывается от минимальной в 15 см до максимальной в 30 см.
  • Заливку не делают при температуре ниже +5°С. Если ситуация не оставляет выбора, тогда дополняют состав специальными добавочными средствами, обогревают раствор перед использованием.

Заливка:

  1. Маркируют высоту заливки.
  2. Сама процедура происходит за один раз. Полный объём бетона при помощи бетононасоса непрерывно заливается в форму. В противном случае, если заливают в несколько приёмов, перекрытие утратит прочность.
  3. Бетон разравнивают по форме опалубки.
  4. Обязательно используют строительный вибратор для удаления воздушных пузырьков из состава. Без вибрационной проработки не обойтись. Сила тяжести самого бетона недостаточна для нужного уплотнения, требуется обязательно подвергнуть состав вибрационному воздействию, так как только в этом случае он спрессуется до положенной нормы и воедино схватится с армирующей сеткой.

Важно!

Перекрытие своими руками

Для полноценного отвердения и достижения пика прочности бетон сушат 27-28 суток.

После полного отвердения работы по строительству возобновляют.

Расчет монолитного перекрытия пример

Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами. Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?

Расчет монолитного перекрытия пример

В расчёте приняты следующие нагрузки:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Полезная нагрузка 300 кг/м2.
  4. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.
Расчет монолитного перекрытия пример

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Расчет монолитного перекрытия пример

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Расчет монолитного перекрытия пример

Подбор верхнего армирования по Х.

Подбор верхнего армирования по У.

Расчет монолитного перекрытия пример

Подбор нижнего армирования по Х.

Подбор нижнего армирования по У.

Расчет монолитного перекрытия пример

Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:

Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.

Расчет монолитного перекрытия пример

Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.