При строительстве здания нельзя использовать плиту перекрытия, состоящую только из бетона, без стального каркаса в середине. Даже при применении лучшей марки цемента, конструкция будет слаба на изгиб и растягивающее усилие. Поэтому для повышения нагрузочной способности выполняется армирование плиты перекрытия. Разберемся, как грамотно сделать расчеты, и какие материалы лучше применить.
Армированная пустотелая плита Источник glotr.uz
Особенности изготовления плит
В частном строительстве широко применяется метод заливки плит для перекрытия между этажами. Чтобы усилить конструкцию, внутрь нее помещают каркас из стального прутка. Особенность этого процесса заключается в двух деталях.
Во-первых, подбирается арматура только большого диаметра. Во-вторых, при сборке каркаса не используется сварка. Пруток между собой перевязывается отожженной проволокой. Потому что на практике доказано, что сварка ослабляет соединение, расположенное в бетоне.
Весь процесс можно поделить на 4 действия:
- При разработке проекта учитывают размер перекрытия и действующую на него нагрузку в будущем. На основании этих показателей проводится расчет армирования.
- Между капитальными стенами монтируют опалубку из щитов. Конструкцию закрепляют опорными элементами.
- Руководствуясь проектной документацией, из толстой арматуры нарезают заготовки. С помощью отожженной проволоки связывается каркас по чертежу и помещается внутрь опалубки.
- В подготовленную форму заливается жидкий бетон. Массу уплотняют и дают застыть. Для хорошего набора твердости поверхность регулярно увлажняют.
Монолитная плита под фундамент Источник tildacdn.com
Чтобы коррозийные процессы, как можно меньше повлияли на связанную между собой продольную и поперечную арматуру в плите, каркас помещается в опалубку на специальные опоры. Они поднимают арматуру на некоторую высоту от основания. По техническим нормам такое же расстояние должно соблюдаться от каркаса до поверхности. А его величина всегда рассчитывается индивидуально.
Кроме основного армирования перекрытия, часто проводятся дополнительные усиления. Для этого заранее определяются проблемные участки. А также места расположения плиты, где на нее будет воздействовать повышенная нагрузка. В этих частях бетонной плиты помещаются дополнительные стальные стержни при заливке.
Как правило, это делают:
- в месте контакта плиты с опорой;
- там, где по проекту предусмотрена установка тяжелого оборудования;
- вокруг дымоходов и вентиляционных магистралей;
- просто по центру плиты, поскольку это самое слабое место в ней.
Определение требуемой толщины монолитного перекрытия
Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение – отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм – 150мм.
Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.
Разновидности армированных плит
Горизонтальная плита отделяет один этаж от другого, поэтому и называется перекрывающей. Причем верхняя сторона подобной платформы становится полом для следующего этажа. А нижняя часть выступает потолком для помещения снизу.
Перекрытия между этажами Источник gazobetoneco.ru
Классификация перекрытий по назначению:
- Межэтажные платформы, разделяющие здание на разные уровни.
- Цокольные плиты, отделяющие подвальное помещение от первого этажа.
- Чердачные, ограничивающие пространство под крышей от жилых этажей.
- Сборные, состоящие из нескольких элементов, которые производят на заводе, а соединяют уже на строительном объекте.
- Монолитные, изготовление которых происходит прямо на месте необходимого расположения.
- Сборно-монолитные, имеющие структуру из пустотелых блоков и балок из металла облегченного варианта.
Примером последней группы выступает широко распространенная армированная многопустотная плита перекрытия из железобетона. Сборные конструкции часто комплектуются из двух видов изделий. Железобетонной балки и легкобетонного пустотелого вкладыша.
А вот монолитную плиту на объекте нередко устанавливают между двумя металлическими двутаврами. Подобная связка серьезно усиливает конструкцию. И ее монтаж необходим в проблемных местах с повышенной нагрузкой.
Плита между двутаврами Источник жк-акваполис.рф
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на реконструкции и перестройке домов
НДС перекрытий
Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.
Рассмотрим два случая – свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.
Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).
Разница в моментах Мх.
Разница в моментах Му.
Разница в подборе верхнего армирования по Х.
Разница в подборе верхнего армирования по У.
Разница в подборе нижнего армирования по Х.
Разница в подборе нижнего армирования по У.
Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления – ещё и поворот.
Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.
Преимущества конструкции
Массив из бетона способен выдержать очень большие сжимающие нагрузки. Но если на конструкцию будет действовать изгибающий момент либо растягивающее усилие, прочность ее ограничена. Неспособность бетона демпфировать такие нагрузки и компенсируется армированием.
Основные достоинства упрочнения бетона металлом:
- Возрастает эксплуатационный ресурс, который исчисляется десятилетиями.
- При заливке монолитной плиты перекрытие не имеет стыковочных швов. Это положительно сказывается на потолках и полах. Гладкая поверхность не требует особой подготовки для отделки.
- Армированное монолитное перекрытие весит меньше, чем заводские изделия такой же площади. Поэтому нагрузка на фундамент уменьшается.
- Сочетание стальной арматуры и бетона увеличивает прочность конструкции при действующих в различных направлениях нагрузках.
- Один квадратный метр поверхности подобных плит способен выдержать до 0,8 тонны.
- Использование негорючих материалов позволяет долгое время сохранить целостность конструкции при высоких температурах. Ж/б плиты совершенно не боятся открытого огня.
Плиты перекрытия после пожара Источник maxons.com
- Для производства монолитной плиты прямо на объекте требуется намного меньше расходов. Промышленные конструкции и стоят дороже, и требуют доставки на стройку.
- Формирование монолита не нуждается в грузоподъемной технике. За исключением подачи на этаж элементов опалубки.
- Монолитная плита равномерно передает усилия на все опоры. Поэтому образование трещин сводится к минимуму.
- Если проект дома отличается нестандартностью, то возведение одной монолитной плиты в качестве перекрытия будет самым практичным решением.
- Продольная и поперечная арматура в плите перекрытия делает конструкцию намного морозостойкой и повышает ее шумоизоляцию.
- Монолитное перекрытие для двухэтажного дома может залить даже начинающие строители, без привлечения специалиста.
- В качестве опоры под плиту можно использовать колонны. Это повышает привлекательность здания.
Из минусов выделяют трудоемкую операцию создания каркаса из арматуры. К тому же он требует специального инвентаря и механических приспособлений. Второй проблемой выступает долгий процесс набора прочности бетона. Причем его необходимо контролировать и все это время ухаживать за плитой.
Увлажнение монолитной плиты Источник martand.ru
Частные застройщики видят недостаток в том, что армирование монолитной плиты перекрытия невозможно сделать в одиночку. Для этого потребуется минимум 3 человека.
Требования к усилению плит
При усилении бетонной конструкции арматурой необходимо придерживаться определенных норм и рекомендаций. И в первую очередь нужно отказаться от сварочных работ. Потому что электрическая сварка нарушает структуру металла в местах соединения и этим ослабляет конструкцию.
Толщина железобетонной плиты перекрытия должна быть в 30 раз меньше расстояния между несущими стенами. А минимальный размер не должен опускаться ниже 15 см. При этом разрешается укладка арматуры всего в один слой. Но если толщина плиты выше позволенного минимума, то пруток уже должен связываться в каркас.
Рабочая арматура в плите перекрытия соединяется между собой только отожженной проволокой. Ее диаметр – от 1,2 до 1,6 мм. Пруток для каркаса необходимо подобрать сечением от 80 до 120 мм. Но можно приобрести уже готовую сетку из толстой арматуры.
Рифленый пруток для армирования Источник rem-market.ru
Для раствора нужно выбирать только качественный цемент, а опалубку делать из строганных досок. Можно использовать влагозащищенную фанеру. В любом случае необходимо тщательно уплотнить все стыки, чтобы избежать протечки бетона.
Если в качестве подпорок под опалубку применяется древесина, то нужно подбирать столбы с диаметром в 20 см. Но лучше использовать телескопические металлические стойки. Они гораздо удобнее в работе. Их даже не потребуется покупать. Есть компании, сдающие всю опалубку в аренду.
Укладка арматуры в котлован
Многие владельцы предпочитают все работы по армированию проводить непосредственно в подготовленном котловане. Это конечно, целесообразно, если смотреть с точки зрения экономии времени. Так не придется переносить подготовленную конструкцию из арматуры с места работы и укладывать в фундамент.
Но такие операции часто повреждают утрамбованную подушку и гидроизоляцию самого основания, позволяя влаге из почвы постепенно разрушать весь фундамент строения.
Лучше подготовленный нижний пояс с соединенными подпорками укладывать в котлован, и там уже на месте выполнять цельный каркас, связывая верхние концы подпорок и внешний пояс армирования.
При этом перед укладкой нижнего пояса стоит стороны котлована укомплектовать опалубкой, чтобы армирование сразу выполнялось прочно. Да и металлический каркас такого фундамента не потребует дополнительных доработок в виде выравнивания или смещения.
Материалы и необходимые расчеты
Для создания хорошего бетона понадобится цемент марки 300 и выше. Наполнителями должны выступать мелкий песок и средне фракционный щебень. Для усиливающего каркаса подойдет рифленый пруток из стали А класса.
При работе поможет:
- болгарка для отрезания арматуры;
- механизм для вязки проволоки;
- оснастка для сгибания арматуры.
Прежде чем приступить к работе, необходимо выполнить расчеты. Сначала нужно найти толщину будущего железобетонного перекрытия. Для этого требуется замерить расстояние между капитальными стенами. Результат поделить на 30 и умножить на 1,2 (коэффициент запаса).
Например, если от стены до стены 8 метров, то: 800 : 30 × 1,2 = 32. Толщина перекрытия в этом случае должна составлять 320 мм. Но для уверенности лучше проконсультироваться у эксперта. Ведь всегда нужно учитывать все нюансы.
Затем подсчитывается количество уровней арматуры в плите перекрытия. И поскольку толщина плиты в нашем примере больше 150 мм, то уже необходимо применять двухуровневое усиление. Используя рифленый пруток сечением до 12 мм, нужно связать две сетки с ячейкой от 200 до 400 мм.
Армирование плиты перекрытия Источник graficart.ru
Затем решетки соединяются в каркас. А его высота определяется нормами отступа от основания опалубки и поверхностью будущей плиты. И в этом вопросе также лучше обратиться к специалисту.
Армирование пустотелой плиты
Перекрытия с пустотами очень распространены при строительстве домов. Прочность у такой плиты не хуже монолитной, а вес значительно ниже. Отсюда и меньше нагрузка на фундамент. Технология производства плиты с пустотами несколько отличается от обычной.
Процесс армирования пустотной плиты перекрытия:
- В опалубку помещается нижняя сетка из арматуры и устанавливается на подставки.
- Затем монтируются вертикальные каркасы.
- После этого устанавливаются формирователи пустоты (пуансоны).
- Конструкция накрывается верхней арматурной сеткой.
После этого форма заливается бетоном и вибрируется. По истечении необходимого времени пуансоны вынимаются и затираются неровности на плите. Бурятся отверстия под петли, и конструкция в обязательном порядке отправляется на пропарку.
Пустотелая плита Источник gbi-ryazan.ru
Диаметр прутка при армировании пустотелой конструкции намного меньше, чем используется при создании монолитной плиты. Для нижней сетки берется продольная арматура сечением 8 мм, а поперечная – 4 мм. Верхняя сетка вообще вся состоит из прутка сечением 3 мм.
У пустотелой плиты есть одна особенность. Ее нельзя укорачивать. Если перекрытие распилить поперек, то опорный узел лишится поперечного армирования. А это чревато образованием наклонных трещин на плите.
Основные ошибки монтажа
Для обеспечения фундамента нужными свойствами, защиты его от разрушений необходимо строго выдерживать технологию армирования. Как правило, малоопытные строители допускают типовые ошибки:
на залитый бетонный раствор не натягивают полиэтиленовый материал. Цементное молочко вытекает, на поверхности появляются трещины;
- засыпав подушку из песка и щебня, многие пренебрегают ее утрамбовкой. Фундаментная основа дает усадку, образуются трещины;
- на установленной опалубке не проводится заделка щелей, через которые протекает растворная смесь, что влечет за собой появление неровностей;
- плохая изоляция плиты от поверхности почвы приведет к преждевременному разрушению фундаментной основы, а восстановительные работы обойдутся достаточно дорого;
- ошибкой является применение в качестве спейсеров камней;
- арматурные прутья во время монтажных работ фиксируются в почвенном слое, металл подвергается коррозии и быстро разрушается;
- перед устройством фундамента не насыпается подушка из песчано-щебневой смеси, от чего показатель прочности плиты снижается. Еще одна характерная ошибка – для устройства подушки используют только щебенку, а ведь минимальный процент содержания песка в подушке под фундаментную плиту перед ее армированием должен быть в пределах сорока;
- шаг размещения стержней сетки превышает допустимый максимальный предел в сорок сантиметров, или вовсе не соответствует расчетным данным по нагрузочным воздействиям;
- со стороны арматурных торцов нет защитного слоя из бетонного раствора, и металл раньше времени подвергается коррозии;
- под установкой стен и колонн нет вертикальных арматурных стержней, и нагрузочные усилия распределяются неравномерно.
Это наиболее грубые ошибки, способные однозначно оказать негативное воздействие на эксплуатационные показатели фундаментной основы. Есть и более неочевидные особенности, про которые могут рассказать только опытные специалисты.
Коротко о главном
При возведении двухэтажного дома для перекрытия между уровнями практичнее всего остановиться на технологии создания монолитной железобетонной плиты. Полученная конструкция ни в чем не уступает заводским элементам. А по некоторым параметрам даже превзойдет их.
Перед работой нужна консультация у специалиста и грамотно выполненные расчеты. А армировать плиту несложно. Главное подобрать пруток нужного сечения. И руководствуясь технической документацией увязать его в решетку. Скорее всего понадобится подготовить два таких элемента и соединить их в каркас.
