Монолитные перекрытия: особенности проектирования и строительства

Весь процесс армирования горизонта палубы можно разбить на несколько этапов:

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.

Стальное армирование дорожной плиты

В соответствии с действующими нормативами (ГОСТ, СНиП) любая дорожная плита должна изготавливаться с армированием элементами горячекатаной стали, сваренными в единую арматурную конструкцию.

Армирование монолитной дорожной плиты может выполняться по ненапрягаемой технологии или с предварительным напряжением осевых стержней. Изделия с преднапряжением прочнее ненапрягаемых, для дорожных плит это означает более высокую нагрузку.

Технология предварительного напряжения состоит в фиксации стержней арматуры в специальных зажимах стенда с последующим растяжением их домкратами или путём разогрева. В арматуру с растянутыми стержнями заливают бетон и выдерживают его до определённой стадии набора прочности. Затем фиксаторы освобождают и отправляют плиту на склад для «дозревания».

Армирование дорожных плит можно проводить только по схемам, установленным для каждого типоразмера ГОСТ В нём приведены типовые чертежи с обозначением видов элементов, составляющих армоконструкцию.

В таблице спецификаций по каждой плите приводятся номера элементов, обозначенных индексами:

  • арматурная сетка — С;
  • арматурный каркас — К;
  • петля монтажная — П;
  • скоба — Ск;
  • фиксатор — Ф;
  • отдельный стержень — словом.
Читайте также:  Плавающий пол - звукоизоляция в доме, квартире межэтажных перекрытий

Другая таблица определяет параметры элементов — диаметр, класс стали и общий вес металла.

Таким образом, чертежи армирования дорожных плит позволяют рассчитать стоимость металла и трудоёмкость работ по изготовлению стальной конструкции.

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.
Читайте также:  Основные параметры железобетонных ребристых плит перекрытий

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.

Армирование нижнего слоя плиты перекрытия

Армирование первого направления нижнего слоя

Начинают армирование горизонта, как и устройство опалубочных систем с конструкций, которые лежат ниже плоскости горизонта: капители колонн, утопленные ригеля, консоли и другие. Технология армирования и нюансы зависят непосредственно от проекта конструкции и разрабатываются индивидуально для каждой, в целом скажем что армокаркас таких конструкций стараются изготовить заранее в армоцеху, если позволяет проект, а к месту монтажа подать его уже готовым.

Когда все предварительные этапы завершены — начинают укладку первого ряда стержней армокаркаса палубы. Шаг стержней — важный момент на который обращает внимание работник технического надзора, поэтому применяют шаблон в виде доски, на которую краской нанесены насечки на расстоянии шага стержней арматуры. Шаг стержней также просто расчерчивают мелом по поверхности палубы, но такой вариант менее надежный и дает большую погрешность.

Сначала укладывают стержни в одном направлении. Если стержни приходиться стыковать, то размер стыка арматуры подсчитывают умножая диаметра арматуры на 40, то есть если диаметр арматуры 12мм х 40 получаем размер стыка 480мм. Стык всегда связывается вязальной проволокой по краям не более 10 см от края.

Важный нюанс при укладки арматуры на горизонт палубы — организация укладки подрезаемых элементов. Тут возможны три варианта:

  1. Всю подрезку просчитывают заранее по чертежам и заготавливают в армоцеху. При грамотном планировании такой вариант наиболее продуктивен, особенно при типовом проекте.
  2. Подрезку просчитывают в процессе укладки и подрезают болгаркой в оборудованном месте на палубе или недалеко от места укладки. Такой вариант более продуктивен если подрезкой занимается один человек.
  3. Подрезку производят непосредственно на месте укладки арматуры. Подрезаемые стержни прикладывают прямо на место стыка и отрезают болгаркой лишние части арматуры. Такой вариант несет за собой самые большие нерациональные затраты труда. Болгарку и кучу удлинителей приходиться непрерывно таскать за собой, непрерывно перемещаться по поверхности палубы и таскать подрезанную арматуру.

Горизонтальный защитный слой

Когда первый слой армирования уложен приступают к монтажу горизонтального защитного слоя (пространство между фанерой и арматурой обычно = 20 мм, для того чтобы арматура после заливки не выглядывала из бетона). Защитный слой создают при помощи изготовленных заводским способом бабышек из пластмассы или бетонных кубиков размером 50х50х20 мм, которые можно изготовить непосредственно на стройплощадке.

После того как защитный слой смонтирован приступают к укладке второго направления нижнего слоя. Два слоя арматуры образуют ячейки в виде сетки квадратов с заданным шагом. Каждый второй стык такой сетки нужно связать вязальной проволокой.

Вязка арматуры

Когда площадь палубы на производстве велика этот этап работы становиться очень трудоемким т. к. вяжут арматуру в основном кустарным приспособлением в виде крючка. Поэтому часто правилом вязать каждый второй стык пренебрегают и вяжут через две на третий, а то и с еще большим шагом. Особенно это касается нижнего слоя т. к. брак при его производстве легче скрыть вторым слоем армирования.

Формула расчета арматуры

Имеется плита габаритами 6х10 метров. Используется арматура диаметром 10 миллиметров, шаг сетки 20 сантиметров. Произведем расчет количества арматуры, которую необходимо уложить: (6/0,2+1) + (10/0,2+1)= 31 (прутки по 6 метров) + 51 (прутки по 10 метров) = 82 прутка. Необходимо использовать два пояса армирования, поэтому количество арматуры удваивается. В итоге получается 82 *2 = 164 прутка, в том числе 62 прутка по 6 метров и 102 прутка по 10 метров. Итого 62*6+102*10= 1392 метров арматуры для армирования плиты.