Расчет процента армирования плиты перекрытия

Учитывая относительно доступные цены на стройматериалы, большинство людей прибегают к самостоятельным постройкам. В частном домостроении возникает много вопросов по поводу строительства, в том числе касающиеся такого понятия, как плиты перекрытия. Армирование является неотъемлемой частью их сооружения. Как оно осуществляется и возможно ли его выполнить своими руками?

Профили и размеры

Лучшим вариантом для плит перекрытия является монолитная плита.

Такие перекрытия применяют отдельно или комплексно: в конструкции самого перекрытия или для фундамента. Перпендикулярный профиль монолитных железобетонных балок в основном имеет прямоугольную или тавровую форму. Существуют и другие виды, например, двутавровая, коробчатая, трапециевидная и др., но их не применяют, так как при выполнении армирования таких железобетонных балок сталкиваются как с техническими, так и с технологическими трудностями.

Расчет поперечного сечения перекладины (ее ширина) производится с учетом того обстоятельства, что она должна равняться 1/2-1/3 высоты самого профиля. А если быть более конкретными, то она должна составлять 10, 12, 15, 20, 22, 25 см и выше (все величины должны быть кратными 5). В том случае если конструкция тонкостенная, тогда толщина балки (ее ребра) составляет 1/5 от высоты сечения.

Профили и размеры

Перекладины, плиты и перекрытия из монолитного железобетона армируют вязаной и сварной арматурой, при этом используя как продольный, так и поперечный каркас. Для вязаных каркасов можно использовать и отогнутую арматуру. При этом если продольный каркас в балках имеет доведение до опоры не меньше двух стержней, то ее диаметр должен быть 10 мм и выше.

Если перекрытия часторебристые, тогда применяют рабочий каркас 8 мм, причем один стержень доводят до опоры.

Когда возводят вязаный каркас, а высота балок при этом составляет 40 см, тогда вместо ненапрягаемой арматуры используют 12 мм стержни. Если хотят сконструировать продольную арматуру, применяют стержни меньшего диаметра.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

К плюсам относят:

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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).

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в растянутой зоне

Читайте также:  Расчет монолитного перекрытия – учитываем все нюансы

Рисунок 8.3 – К расчёту тавровых сечений с полкой в растянутой зоне

В данном случае полка находится в растянутой зоне. Растянутый бетон в расчёте не учитывают, так как в нём имеются трещины. Поэтому расчёт прочности таких элементов выполняют как прямоугольных сечений с размерами .

3. Расчёт изгибаемых элементов таврового сечения

с полкой в сжатой зоне

При расчёте изгибаемых элементов таврового сечения с полкой в сжатой зоне в зависимости от положения нейтральной оси возможны два случая расчёта:

— нейтральная ось находится в пределах полки (1 случай);

— нейтральная ось находится в пределах ребра>(2 случай).

1) Определение случая расчёта

Рисунок 8.4 – Схема усилий при определении случая расчёта

изгибаемых элементов таврового сечения

Предположим, что нейтральная ось проходит по низу полки, т.е. вся полка сжата и тогда .

Равнодействующие нормальных напряжений в сжатом бетоне и в растянутой арматуре равны:

, .

Плечо внутренней пары сил .

Рассмотрим равновесие элемента (рис. 15) под действием изгибающего момента от нагрузки и внутренних усилий, возникающих в сжатом бетонеи растянутой арматуре.

1. ;

; ;.

Если , то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении I типа задач – проверки прочности, заданного сечения элемента.

2.;

; ;.

Выражение представляет собой изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой.

Если, то, т.е. нейтральная ось находится в пределах полки и будем иметь 1 случай расчёта тавровых сечений.

Если >, то>, т.е. нейтральная ось находится в пределах ребра и будем иметь 2 случай расчёта тавровых сечений.

Данные уравнения применяют для определения случай расчёта тавровых сечений при решении II типа задач – расчёта сечений элемента.

Армирование по ширине плиты

Эскиз армирования плиты перекрытия

Принимается стандартный квадратный размер плиты, где шаг арматурного каркаса будет одинаковым в любых направлениях. Для бетонных зданий армирование делают с интервалом 200−400 мм, для кирпичных зданий достаточно 200 мм, чертеж будет напоминать шахматную доску.

Армирование по ширине плиты

Для легких каркасных зданий шаг будет еще меньшим, ведь нагрузка на фундамент значительно меньшая, но тут также многое зависит от типа почвы и ее несущих способностей. Но, в соответствии с СП «Бетонные и железобетонные конструкции», максимальное расстояние между стержнями не должно составлять 1,5 толщины плиты в целом.

Особенности армирования фундаментных плит

Схема расположения усилений.

Монолитную плиту, поперечное сечение которой может быть разной, необходимо армировать в два слоя. Первая сетка располагается в нижней части плиты, вторая – должна идти сверху. Сетки должны располагаться строго в середине бетона. Защитный слой, который создается при помощи опалубки, должен быть от 15-20 миллиметров. Арматура и сетка между собой связываются при помощи специальной вязальной проволоки.

В сетке арматура должна будет полностью цельной, не иметь никаких разрывов, иначе процент разрушенных армированных фундаментных плит будет постоянно расти. Если не хватает длины арматуры, то дополнительные прутья нужно подвязывать с нахлестом, который должен равняться 40 диаметрам самой арматуры. Если, например, армируется перекрытие диаметром в 10 миллиметров, то нахлест необходимо сделать в 400 миллиметров. Все стыки должны располагаться строго в шахматном порядке, в разбежку. Края верхней и нижней арматуры можно связывать между собой П-образным усилением.

Так как процент нагрузки на железобетонную плиту передается сверху вниз, то можно сделать следующий вывод: главной рабочей арматурой является именно нижняя, которая испытывает растягивающие нагрузки. Верхняя, в основном, получает нагрузки на сжатие.

При проводимой процедуре армирования нижняя сетка дополнительно прокладывается между несущими опорами строго посередине. При связке верхней сетки необходимо усиление прокладывать над несущими опорами. Требуется дополнительное усиление в местах большого скопления отверстий разного диаметра. Нижняя сетка усиливается между несущими стенами в проеме.

Верхняя сетка, как правило, усиливается над несущими стенами. Армирование монолитных плит перекрытия в тех местах, где они опираются на колонны, требует создания объемных усилий. Плита перекрытия заливается с помощью бетононасоса. При этом в обязательном порядке уплотняется бетон, для этих целей используется глубинный вибратор. Процесс затвердения бетона сопровождается его усадкой, чей процент возрастает по мере высыхания бетона, что приведет к появлению на его поверхности микротрещин. Именно поэтому на протяжении двух-трех дней после совершения заливки бетоном желательно пролить данную конструкцию обычной водой. Бетон лучше увлажнять путем разбрызгивания, а не прямой струей воды.

Читайте также:  Как армировать монолитную плиту перекрытия: схемы и примеры

Монолитная плита перекрытия своими руками – схема армирования

Чтобы узнать толщину будущего перекрытия, строители пользуются простой формулой – длину пролета делят на 30, полученная цифра и будет оптимальной толщиной. Традиционная система армирования плит заключается в расположении рабочих стержней внизу и вверху плиты, перераспределяющей нагрузку арматуры и упоры из катанки. Если толщина плиты будет не более 80 мм, достаточно для армирования всего одного слоя проволочной сетки. Важно так приподнять сетку, чтобы она оказалась как бы внутри бетона, как минимум на 2-3 см.

Сетка может быть как скрученной проволокой, так и скрепленной сваркой – последний способ целесообразно применять при диаметре арматуры не менее 6 мм. Если толщина плиты достигла или превысила предела в 150 мм, армирование необходимо совершать в 2 слоя, расположив их друг на друге и связав между собой проволокой. Размер ячеек должен быть не меньше 150*150 мм, но и не превышать 200*200. Для наиболее прочного результата желательно использовать арматуру одинакового сечения, если же вы хотите укрепить плиты еще больше, используйте в привязке к основной конструкции прутья длиной 40-150 см.

Нагрузка на конструкцию распределяется следующим образом: основные нагрузки приходятся на нижнюю арматуру, тогда как верхняя испытывает сжимающую нагрузку, равно как и бетон. Процесс армирования следует выполнять на всю площадь монолитной плиты, в обязательном порядке применяя опалубку, которая традиционно выполняется из дерева или фанеры. Стойки опалубки должны быть закреплены как можно прочнее, ведь только один квадратный метр перекрытия может достигать в весе 300 кг! Для надежности гораздо лучше использовать телескопические стойки, которые способны выдерживать на себе 2 тонны веса.

Инструкция по армированию перекрытия

Давление на монолитную плиту идет вертикально вниз и распределяется равномерно по всей площади. Получается, что верхняя часть арматурного каркаса принимает на себя сжимающие нагрузки, а нижняя – растягивающие. Пруты укладывают в опалубку и связывают между собой гибкой проволокой или соединяют сварным швом. Для нижней сетки используют толстые стальные стержни. Верхний слой составляют прутки меньшего диаметра.

Действительно рабочий законный способ экономии.Это нужно знать каждому!

Инструкция по армированию перекрытия

В плите толщиной 180-200 мм между сетками выдерживают расстояние 100-125 мм. Для этого используют фиксаторы, которые изготавливают из обрезков арматуры. Длинные пруты изгибают в виде буквы «Л» и располагают с шагом в 1м. В зонах, требующих усиления плиты перекрытия, расстояние сокращают до 40 см. Обычно это центр, места соединения с опорами и точки максимальной нагрузки.

Под нижнюю сетку заливают слой бетона в 25-35 мм. Чтобы выдержать этот размер, под арматурные узлы равномерно выкладывают пластиковые подставки, которые продаются в строительных магазинах. Их можно заменить деревянными брусочками, прикрученными к основанию опалубки саморезами. Верхнюю сетку арматурного каркаса заливают таким же слоем, как и внизу.

Руководство по армированию монолитной плиты перекрытия

Технология строительства состоит из нескольких операций, которые необходимо выполнять в определенной последовательности.

Инструкция по армированию перекрытия

Разъемную форму изготавливают из досок, фанерных листов и стальных швеллеров. Под опалубку устанавливают телескопические стойки на устойчивых и прочных треногах. Количество подпорок должно надежно удерживать короб, не допуская прогибов под тяжестью раствора.

При толщине слоя в 200 мм масса квадратного метра бетона составляет 300-500 кг. Вместо выдвижных стоек можно использовать деревянные бруски или кругляки сечением 100×100 мм. Их располагают с шагом в 1,2-1,5 м. На стойки выкладывают продольные балки и поднимают их на заданную высоту. Затем монтируют поперечины, на которых шурупами закрепляют ламинированную фанеру. Рекомендуемая толщина составляет 18-20 мм.

Ламинированную поверхность можно заменить обычной фанерой, окрашенной масляной краской. Еще один вариант основания – ровные доски, крытые полиэтиленовой пленкой. К скользящей поверхности бетон не прилипает, поэтому нижняя часть плиты перекрытия получается идеально гладкой и ровной.

Стальные стержни укладывают и вяжут в соответствии с расчетной схемой армирования. Оптимальный размер ячеек 150×150 или 200×200 мм. Нужно стремиться к тому, чтобы продольные участки сетки были цельными. Если длины прутков недостаточно, то дополнительные стержни накладывают с большим нахлестом. Места соединения располагают в шахматном порядке. Такое армирование обеспечивает надлежащую прочность и жесткость плиты.

Инструкция по армированию перекрытия

Рекомендуется использовать бетонную смесь заводского производства. В ней точно выдерживаются пропорции компонентов, в состав вводят добавки, улучшающие эксплуатационные свойства. Бетон проходит качественный контроль и доставляется на стройплощадку в количестве, достаточном для разовой заливки.

С помощью бетононасоса раствор укладывают сразу на всю площадь плиты. Глубинный строительный вибратор хорошо уплотняет бетон и равномерно распределяет его по форме. Одновременно происходит удаление воздушных пузырьков, По окончании заливки поверхность выравнивают специальной гладилкой на длинной ручке и посыпают тонким слоем сухого цемента.

Читайте также:  Легкое чердачное перекрытие по профлисту

Оптимальная температура окружающего воздуха при бетонировании перекрытия должна быть не ниже +5°С. В сильный холод влага внутри раствора замерзает и разрывает монолит. Трещины ослабляют прочность плиты и сокращают срок ее службы. При благоприятном температурном режиме полное отвердение армированного перекрытия наступает через месяц. Чтобы не допустить быстрого испарения влаги, первые 3-4 дня бетон регулярно смачивают водой. В летнее время дополнительно укрывают пленкой.

Порядок работ по армированию

Все виды работ делятся на несколько последовательных этапов:

  1. Монтаж опалубки.
  2. Крепление арматуры и сетки.
  3. Заливка бетоном.

Первым делом нужно поставить опалубку. Для устройства опалубки есть свои требования: она не должна деформироваться при заливке бетоном, выдерживать общий вес плиты до полного застывания раствора. Нагрузка при этом огромна, слой бетона в 200 мм весит около 0,5 тонны, и это нагрузка только на 1 м2. Поэтому опалубка должна быть прочной и крепкой. Щитки опалубки можно делать из фанеры в 18-20 мм, а брус размером 100 на 100 мм использовать в качестве стоек, балок и ригелей. Отлично подойдет и профессиональная опалубка для заливки плит. Она уже рассчитана на большие нагрузки, в комплекте есть и телескопические стоечки, которые могут регулировать уровень обрешетки и выдерживать большой вес. Такое оборудование стоит дорого, и если стройка разовая, можно арендовать опалубки и стойки на фирмах или у других строительных организациях.

Схема опалубки есть в любой строительной литературе, но если выбор пал на профессиональную, там будет инструкция вместе с упаковкой. Какую опалубку вы выберете, по сути, не важно, главное проверить все поверхности на горизонтальность и выставить уровень с помощью нивелира, уровня или других приборов. Армирование плит. Перед началом армирования нужно положить на дно фиксирующие элементы − опоры из пластика для защитного слоя, их высота от 25 до 30 мм. Далее параллельно укладываются стержни с равным шагом. Потом устанавливается другой ряд под прямым углом в 90 градусов. При помощи проволоки вязальной связываются разделители сеток вместе с равным шагом. Дополнительно нужно армировать края перекрытий – усилить конструкцию. Поперечные и продольные стержни армирования укладываются последовательно на разделители и П-образные элементы усилений. Верхняя плоскость стержней арматуры должна проходить ниже уровня опалубки в среднем на 30 мм. Арматура в собранном виде должна выдержать вес человека, если каркас жесткий, то и деформаций не будет.

Минимальный армирующий процент

Под предельно минимальным армирующим процентом принято понимать степень преобразования бетона в железобетон. Недостаточная величина этого параметра не дает права считать изделие усиленным до ЖБИ. Это будет простым упрочнением конструкционного типа. Площади сечения бетонного изделия учитываются в минимальном проценте усиления при использовании продольного армирования в обязательном порядке:

  1. Усиление прутьями будет соответствовать 0,05 процентам от площади разреза изделия из бетона. Это актуально для объектов с внецентренно изгибаемыми и растянутыми нагрузками, когда оказывается продольное давление за пределами действительной высоты.
  2. Армирование прутьями равно не менее 0,06 процентам, когда давление во внецентренно растянутых изделиях осуществляется на пространство между армирующими прутьями.
  3. Упрочнение будет составлять 0,1—0,25 процента, если железобетонные материалы усиливаются во внецентренно сжатых частях, то есть между арматурами.

При расположении продольного усиления по периметру сечения, то есть равномерно, степень армирования должна равняться величинам, вдвое большим указанных для всех перечисленных выше случаев. Это правило аналогично и для усиления центрально-растянутых изделий.

Армирование монолитных безбалочных перекрытий

Армирование безбалочных пространств осуществляется по аналогии с балочными, однако тут весь упор делается на колонны.

Внимание!

В данном случае следует обязательно осуществить дополнительное армирование монолитной плиты при помощи плоских вертикальных каркасов или, если таковых нет, то стержнями по осям колонны. В случае осуществления раздельного армирования, над опорами следует установить другую арматуру, а нижние переплетные стержни в данной ситуации лучше выполнять сквозными которые обязательно пропускаются сквозь несколько опор.

Для того, чтобы сэкономить на плите, ее разбивают на 3 полосы:

Армирование монолитных безбалочных перекрытий
  • Средняя;
  • Две крайние, которые имеют ширину пролета.

Площадь сечения арматуры, возможно брать и меньше, однако есть условие, что на каждый метр плиты, должно приходиться как минимум 3 (но лучше больше) арматуры.

В случае если происходит вылет консоли до 1 метра длинны, то плиты принимают за одну постоянную длину, а в случае ели вылет превышает 1 метр, то толщина сечения должны определяться при помощи расчетов.

Примечание

Армирование консольных осуществляется только верхними арматурами.