Архитектура. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к расчетно-графической работы : «Введение в профессию»

План перекрытий – графическое изображение горизонтальных конструкцию, выполняющих несущую и ограждающую функцию. Непосредственным назначением перекрытий является разделение здания на этажи для увеличения полезной площади сооружения, которую можно было бы использовать, к примеру, для размещения жилых помещений.

Чтобы составить план перекрытий, необходимо определить, какие несущие конструкции будут применены — это также входит в проектирование домов (железобетонные сборные или монолитные; балочные железобетонные, деревянные или металлические и др.).

Общие сведения о сборных плитах перекрытия

Дома, которые выполняются из сборных железобетонных плит, обладают стандартными габаритами, но отличаются по типу.

Сборные строения имеют ряд преимуществ в сравнении с монолитом:

• высокая скорость монтажа;
• укладка плит может выполняться вне зависимости от условий: мороз, жара, дождь и т. п. не станут проблемой;
• низкая цена, можно сэкономить до 15% от стоимости монолита.

Железобетонные плиты вместе с бетонным полом первого этажа приводят к главному недостатку конструкции – большая масса. Из-за высокого веса, плиты имеют ограниченную область использования и требуют установку высокопрочного фундамента. Увеличивая глубину заложения фундаментов под внутренние и несущие стены, возрастает смета на строительство. Даже с учётом дополнительных затрат, ЖБ плиты получаются дешевле, чем монолит.

Проведенные многочисленные сравнения доказали, что плитные перекрытия на 50-70 % дешевле, нежели монолитное перекрытие и пустотные плиты

Толщина наружных и внутренних стен здания отличаются, несущие плиты имеют толщину 140-220 мм, а в длину до 9 м в зависимости от величины пролёта. Толщина внутренних стен – около 8-12 мм. При работе с панелями важно учитывать раскладку и тип конструкции.

Всего выделяют 3 основных вида:

• полнотелые. Без пустот, имеют наибольший вес. Отличаются наибольшей прочностью. Их вносят в план, чертеж перекрытий исключительно многоэтажных зданий. Применяются для создания межэтажных перекрытий. Из-за сплошного строения, плиты обладают сниженными тепло- и звукоизоляционными свойствами;
• пустотные. Внутри выполнены продольные пустоты обычно круглой формы. Добавление воздушных резервуаров повлекло увеличение толщины – 220 мм. Являются наиболее распространёнными сборными элементами. Они отличаются высокими изоляционными характеристиками. Благодаря наличию пустот, в сравнении с монолитными перекрытиями, пустотелые блоки создают меньшую нагрузку на основание и стены. Дополнительным преимуществом является способность перекрывать большие пролёты и несущие стены, так как длина плит достигает 12 м;
• шатровые. Представляют собой лоток с рёбрами, направленными вниз или вверх. Толщина плит составляет от 140 до 160 мм.

При работе с крышей и наружными стенами нередко используются монолитные перекрытия благодаря их достоинствам в сравнении со сборными плитами:

• равномерно распределяют нагрузку;
• для постройки не требуется привлечение спецтехники;
• могут укладываться не только на стены, но и колонны;
• монолит можно приготовить любого размера, в том числе нестандартного.

Перекрытие сохраняет свое монолитно-армированную конструкцию
Монолитные панели обладают 3 главными недостатками:

• трудоёмкость строительства;
• необходимость в сложном процессе усиления конструкции, без помощи высококвалифицированных строителей обойтись вряд ли удастся;
• обязательно требуется формирование опалубки, процесс трудоёмкий и требует много материалов.

Когда будет составляться план и рассматриваться раскладка плит перекрытия, стоит учесть особенности каждого типа перекрытий.

Устройство безбалочной конструкции для проема в перекрытии под лестницу

Также существует более экономичный вариант устройства лестничного проема, когда вместо сварной конструкции используют так называемую безбалочную конструкцию. Она не имеет в своем составе продольные балки, а сам проем обрамляется уголками из металла. Эти уголки опираются на края соседних плит перекрытия своими полками. В таком случае весь вес монолитного участка и самой лестницы будет переноситься непосредственно на плиты межэтажного перекрытия. Данный способ подходит только для достаточно узких лестниц, а для устройства широкого лестничного проема это метод не подходит.

Методика изготовления проемов в перекрытии по лестницу на тетивах и на косоурах практически идентичны. То есть сами проемы, варианты опирания тетивы на нижние и верхние балки такие же, как и для лестниц на косоурах.

План плит перекрытий

Важным этапом составления схемы является расчёт количества плит. Показатель определяется как сумма площадей перекрытий и площадь одной плиты. При разделении может получиться нецелое значение, округление проводится в большую сторону.

При рассмотрении плана можно выбирать несколько типов перекрытий для разных этажей. Отличия часто закладываются в отношении помещений ниже планировочной отметки земли, но изменения можно вносить для каждого этажа по отдельности.

Лучше черчение схемы плана перекрытий отдать в руки профессионалу. Сами работы под силу новичку или неквалифицированному рабочему, но чертёж требует понимания свойств ЖБ плит и правильных расчётов. Любая ошибка может обернуться разрушением строения. Архитектор учтёт особенности здания и поможет определить лучший план.

План перекрытий – графическое изображение горизонтальных конструкцию, выполняющих несущую и ограждающую функцию

Для перекрытия используют ЖБ балки с тавровым сечением и межбалочным заполнением (плиты из лёгкого бетона или пустотелые вкладыши). Длина балок колеблется в пределах 2,4-6,4 м. Опора на стену – от 150 мм. С обеих сторон концы заанкерованы в стену. Шаг определяется как размер заполнителя, обычно составляет 60, 80 см или 1 м.

Если планируется закладывать деревянные перекрытия, ситуация значительно упрощается, так как оперировать придётся не тяжёлыми конструкциями, а легко перемещаемыми балками. При допущении погрешности в плане перекрытий, их легче устранить, результат ошибки не плачевный. Деревом может выполнять перекрытия даже новичок. Важно выбирать балки с пропиткой, а их укладка является простой процедурой.

Балки из дерева способны перекрывать пролёт до 4,8 м. Высота бруса подбирается в диапазоне 5-10% от величины пролёта, а ширина находится в пределах 60-120 мм. Опорой межбалочных щитов являются черепные брусы 40-50 мм, которые прикрепляются к сторонам балок. Шаг балок принимают от 600 до 1500 мм, это оказывает определяющее значение на ширину щитов. Длина щитов рассчитывается исходя из длины досок.

Перекрытия: принцип и важность расчетов

Перед тем как использовать программу для расчета перекрытия, надо определиться с материалом конструкции. При частном строительстве используют три основных типа перекрытия:

Деревянное

Несущими балками при устройстве деревянного перекрытия выступают: брус (бревно), металлический профиль (швеллер, двутавр, уголок) или железобетонные элементы. Балки застилаются досками, образуя плиты перекрытия. Основываясь при вычислениях на строительных нормах, сечение несущей балки определяется путем суммирования её веса и нагрузки эксплуатационной. Примерная нагрузка межэтажного деревянного перекрытия 400кг/ м². Если не предполагается активная эксплуатация данной зоны, например, в случае создания и обустройства чердака или пространства под крышей, принимаемая во внимание нагрузка может быть уменьшена.

Схема устройства плит перекрытия из дерева

В длину каждой балки из дерева закладывается минимум 24 см, необходимых для её крепления. Важный элемент расчета деревянных конструкций – прогиб балки. Правильные вычисления помогут выбрать оптимальное сечение элемента при заданной длине. Это предотвратит изменение геометрии помещения, и повысит безопасность перекрытия.

Количество необходимых балок рассчитывается, исходя из монтажного шага. Укладку производят, перекрывая узкий пролет, с интервалом от двух с половиной до четырех метров. В свою очередь, шаг зависит от ширины расположения каркасных стоек.

Железобетонные монолитные

В качестве несущих при устройстве монолитных ж/б конструкций перекрытий в доме используются металлические профили или ж/б балки. Плиты перекрытия формируются из монолитных железобетонных деталей. Это позволяет выдерживать большие нагрузки, перевязывать широкие прогоны.

Расчет монолитного перекрытия в специальной программе

При вычислении нагрузки на двутавровую балку её вес без учета стяжки рассчитывается исходя из значения 350 кг/ м², а учитывая стяжку – 500 кг/ м². Монтажный шаг при укладке принято делать равным 1 метру.

При создании ж/б перекрытия работает правило: длина проема должна быть в 20 раз больше высоты балки. Это допустимый минимум. Высота и ширина ж/б элемента так относится друг к другу, как 7 к 5. При расчете перекрытия также необходимо учитывать вероятный изгиб, геометрию плит, выбор армирования и характеристики бетона. В видео показан процесс расчета монолитного перекрытия.

Железобетонные сборные

Элементы для изготовления подобных перекрытий имеют стандартные размеры и специальных расчетов не требуют. Необходимо определиться с их количеством и нагрузкой на общее основание строения.

Предварительный подсчет поможет значительно сэкономить при закупке строительных материалов. Кроме финансовых выгод вычисления нагрузок дадут гарантию безопасности строения.

Если прочность перекрытия не учитывать, постройка может обвалиться и привести не только к дополнительным затратам, но и к ещё более плачевным последствиям. Правильный предварительный расчет – основа безопасности строения.

План раскладки плит перекрытий

После составления набросков в отношении примерного месторасположения плит важно определиться с осями габаритными размерами панелей по осям. Размеры плиты помогут определить высоту здания и количество панелей. Размерные величины по вертикали учитывают показатели относительных высот от уровня чистого пола.

Для составления плана важно учесть расположение несущих стен, к которым будут крепиться перекрытия.

При раскладке несущих элементов перекрытия, вы увидите, что подбор их ширины также важен, как и длины

Изготовление проема в железобетонном перекрытии под лестницу

В отличие от деревянного межэтажного перекрытия, в железобетонном перекрытии устраивать лестничный проем труднее. Если планируется устанавливать лестницу, то следует это учесть еще на этапе изготовления межэтажного железобетонного перекрытия. Проем в таком перекрытии должен обрамляться металлическими уголковыми, двутавровыми, швеллерными профилями.

Для проема в перекрытии под лестницу, еще при возведении здания, оставляется промежуток по ширине стандартной плиты из железобетона. Поскольку проем под лестницу на косоурах и тетевах обычно занимает гораздо меньшую площадь, чем стандартная железобетонная плита, оставшееся после оборудования проема пространство в дальнейшем заливается бетоном.

План несущих конструкций перекрытий

Многопустотные перекрытия опирают на несущую стену из кирпича с короткой стороны, как минимум на 90 мм. Если опорой выступает ячеистый бетон – 120-150 мм. не рекомендуется опирать длинной стороной на самонесущие элементы. Для возведения малоэтажных строений лучше использовать плиты с шириной 1,8 м и длиной до 7,2 м.

Если стены в здании выполнены из ячеистого бетона, лучше применять перекрытие из такого же материала. С короткой стороны должны поддерживаться несущими стенами – 10-15 см, а по бокам – 2-5 см. Для усиления конструкции в план должен быть включён ЖБ пояс из монолита, который опоясывает здание и внутренние стены.

При составлении плана сооружения из сборных ЖБ или ячеистобетонных плит важно делать сноски с размерами элементов, указывать участки из монолита, высоту опирания, ширину ЖБ пояса и анкеровку панелей.

Преимущественно при перекрытиях используют двутавровые балки с высотой 16-27 см. Балки перекрытий должны опираться на стены на 18 см или больше. Чтобы сформировать жёсткий диск, следует соединить балки воедино и прикрепить их к стенам. Между балками выдерживают расстояние 60, 77, 80 см или 1, 1,1 м. На шаг наибольшее влияние оказывает тип межбалочного заполнителя. Балки по краям конструкции лучше фиксировать возле несущих стен (до 5 см от края балки до стены). Элементы нестандартной формы лучше изготовлять из монолитного бетона.

По окончании расположения несущих элементов на стенах здания переходят к нанесению обозначений и размеров

Устройство лестничного проема в деревянном перекрытии

Последовательность изготовления лестничного проема в деревянном перекрытии следующая.

Устройство лестничного проема в деревянном перекрытии:

• а — в середине перекрытия;
• б — у стены;
• в — устройство сопряжения балок.

1. Сначала в том месте, где планируется лестничный проем, необходимо подрезать рядовую балку перекрытия. Если размеры лестничного проема должны быть больше образовавшегося после подрезки одной балки отверстия, можно укоротить еще одну балку, но не более двух.
2. Параллельно рядовым балкам перекрытия устанавливают две спаренные балки.
3. К спаренным балкам крепят короткие спаренные балки, которые формируют лестничный проем.
4. К уже установленным балкам фиксируют короткие, обрезанные: они обеспечат проему дополнительную жесткость.

Толщина и высота спаренных балок должны быть равны габаритам основных балок. Балки соединяют между собой металлическими уголками и саморезами или с помощью специального крепежного профиля.

Если лестничный проем расположен возле кирпичной стены, балки нужно одним концом закрепить в стене по рассмотренной выше технологии.

Общие сведения о монтаже

Сборные ЖБ плиты устанавливаются с минимальным зазором между собой. Для монтажа потребуется специальная грузоподъёмная техника. Швы перекрытий заполняются цементным раствором. Создать целостное и предельно жёсткое перекрытие по горизонтали помогут металлические анкера, которые монтируются к петлям плит. В местах соприкосновения панелей с внутренними плитами используются составные анкера, которые скрепляются сваркой.

Если сборные плиты основываются на наружных стенах, рекомендуется присоединять их торцевые части к кладке посредством Г-образных анкеров. После установки их заливают цементом, он предотвратит появление коррозии. При появлении щелей между плитами и перегородками, их можно устранить кирпичной кладкой.

Важное правило – ЖБ плиты укладываются исключительно на несущие стены, остальные самонесущие конструкции и перегородки укладываются после монтажа плит.

Под несущие и самонесущие стены с толщиной свыше 250 мм при закладывании плит формируется фундамент. Дополнительно основание устанавливается под каналы вентиляции и отдельные опорные элементы. Чтобы создать эскиз фундамента, следует учесть величину основания под стены и определить привязку подошвы фундамента к модульным разбивочным слоям. При использовании столбчатых и сборных оснований ширину фундаментных плит определяют согласно прочности, требуемой для выдерживания нагрузок.

Кроме хорошего экономического эффекта по стоимости строительства и скорости возведения зданий применение железобетона дает еще целый ряд преимуществ

Толщину бутобетонных и бутовых лент определяют шире стены на 8-10 см. Величина сборного фундамента определяется равной толщине блоков (30-60 см), но сама стена иногда шире основания на 4-5 см. Распространённая длина блоков: 80, 120, 240 см. Для снижения давления на почву фундамент может изготавливаться с расширенной подошвой с 1-2 уступами габаритами (ВхШ) – 30-40х15-25 см. В сборном фундаменте для уширения используют фундаментную плиту-подушку с арматурой шириной от 60 см до 1,6 м, в высоту 30 см.

Процесс укладки монолитного перекрытия фундамента

Монолитное перекрытие плит выбирают для укладки фундамента зданий с нестабильным основанием и низкой несущей способностью, поскольку такой вид заливки позволяет равномерно перенести нагрузку от всех стен здания и всей своей площадью оказывает давление на грунт.
Первое, что нужно сделать при укладке фундамента, – это вырыть котлован необходимой глубины. Желательно при помощи бульдозера. После готовности котлована его нужно довести до абсолютно ровного состояния с допустимой погрешностью в 5 сантиметров.

Выравнивание котлована осуществляется двумя методами:

1. Ручным . Рабочие в ручном режиме, при помощи лопат, выравнивают поверхность грунта;
2. Механическим . Для этих целей нанимается мини-экскаватор, на который устанавливается планировочный ковш, не имеющий зубов и водитель технического средства подчищает дно с использованием лазерного нивелира.

Итак, дно котлована имеет ровную поверхность и готово к дальнейшим работам. На первом этапе необходимо уложить так называемый бугорок или тощий бетон. Первый слой низкомарочного класса бетона заливается на толщину не более 10 сантиметров. Этот слой необходим для того, чтобы снизить любую погрешность по горизонту основания и окончательно выровнять дно.

На следующем этапе укладки устанавливаются опалубки из ламинированной фанеры. Для опалубок этот материал наиболее предпочтителен. В целях экономии можно взять эти элементы строительства в аренду.

После установки гидроизоляции и опалубок вяжется нижняя сетка, состоящая из арматуры. Нижняя часть сетки крепится на специальные тарельчатые металлические подставки. Круглые тарелки нижней части подставок нужны для того, чтобы не продавить и не повредить уложенную гидроизоляцию.

Для прочности фундамента используются закладные выпуски под установку монолитных колонн. Они встраиваются непосредственно в бетонную плиту. Такая арматура имеет Г-образную форму, вертикальной палочкой она вставляется в тело монолитной плиты.

В обязательном порядке при укладке плиты нужно производить вибрирование толщины бетона. При помощи этой операции из влажного слоя бетона выгоняются пузыри воздуха, приближая конструкцию к требованиям ГОСТ, предъявляемым к строительству многоэтажных зданий. Вибрирование бетона производится посредством глубинного вибратора. Данное механическое устройство после погружения вала в бетон выгоняет из последнего пузыри воздуха.

По завершению этой процедуры обязательно выравнивают поверхность резиновой виброрейкой. По сути, виброрейка – это такое длинное правило с установленным бензиновым двигателем. Принцип его действия предельно прост: на виброрейку переносится вибрация двигателя и при движении получается идеально ровная поверхность. Проверить, насколько хорошо прошел процесс выравнивания, можно лазерным ротационным нивелиром.

Бетон заводского приготовления перемешивается в бетономешалке, после чего его можно залить в пространство между заготовками. Качество бетона нужно проверять заранее. Для этого изготавливаются пробные кубики бетона размером 10х10 в количестве двух штук. По истечении 28 дней бетон набирает свою марочную прочность, и кубики передаются на проверку качества и соответствия требованиям к строительству в испытательную лабораторию. После этого бетон можно залить.

Готовый фундамент должен устояться. Процесс высыхания происходит в течение 28-30 дней, за время которых основание набирает крепость и необходимую прочность. По завершению работ снимаются опалубки, вместо которых возводится цоколь, который чаще всего делают из влагоотталкивающего кирпича «черепашка» или обрабатывают другими способами. Фундамент готов.

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.

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

Устройство металлической рамы для проема в перекрытии под лестницу

Изготавливая металлическую раму из профилей, рекомендуется их «рожки», то есть полки профилей, лежащих вдоль, располагать в середину перекрытия. Тогда монолитный участок будет изготовить легче. Для поперечно лежащих профилей не имеет значения, куда будут направлены рожки. Но если проем в перекрытии под лестницу планируется отделывать древесиной или другим материалом, то эти рожки также лучше направить внутрь заливаемых бетоном участков.

Для скрытия металлической рамы, ее необходимо приподнять относительно нижней поверхности плит перекрытия на двадцать-тридцать миллиметров. Тогда цемент, заливаемый в опалубку, будет затекать под металлический профиль, закрывая стальную раму. Для того, чтобы цемент со временем не начал отваливаться, рекомендуется к нижней полке профиля приварить несколько коротышей из металла и прикрепить к ним специальную штукатурную сетку.

Технология установки плиты перекрытия

Для установки сборных ЖБ плит будет необходимо взять в аренду кран и 4 рабочих: машинист, стропальщик и 2 монтажника.

Несущие стены следует рассчитывать с учётом необходимости зазора 5 см со стороны улицы. В углубление укладывается утеплитель, он предотвращает сквозняк через щели в перекрытии. Износ теплоизоляции в подобных домах приводит к появлению холода, сырости и сквозняка.

Процедура установки:

1. На приготовленную подушку из цементного раствора на опорные стены укладывается бетон слоем 15-20 мм.
2. Краном поднимают панель и размещают сверху места монтажа.
3. Монтажники разворачивают плиту для направления в желаемое положение. Точно разместить плиту до снятия строп помогут ломы. Правильное расположение подразумевает место соприкосновение стены и плиты не менее чем на 15 см с каждой стороны.
4. Стропы отцепляют, и проводится окончательная проверка установки.

Для железобетона не существует ограничений по температурному режиму

Последствия нарушения последовательности

Пирог для каждого типа деревянного перекрытия несет на себе определенные функции. Нарушение последовательности слоев или их отсутствие может привести к негативным последствиям.

Цокольная конструкция дает прочность полу первого этажа, который несет на себе основную нагрузку. Если отсутствует утепление или оно выполнено ненадлежащим образом, то пол будет промерзать в зимнее время года.

Без вентиляции или гидроизоляции деревянная конструкция будет отсыревать и гнить.

Несоблюдение особенностей пирога приводит к:

• снижению температуры в здании;
• появлению сырости и грибка;
• выпадению конденсата и образованию плесени;
• повышению затрат на обогрев дома;
• постепенное разрушение деревянной конструкции изнутри.

Кроме этого, следует уделить внимание выбору материала для каждого слоя.

Проверка правильности установки плит перекрытия на опорные несущие стены

Наиболее точно определить правильность установки помогут визир и строительный уровень. Если стены имеют отличие более 4 мм с противоположных сторон, плиту следует монтировать повторно. Её поднимают, подправляют раствор и добавляют смесь в больших количествах с низкой стороны. Если цемент начал застывать, лучше удалить его и замесить повторно. Даже после добавления воды в старую смесь она уже не приобретёт желаемой прочности. При отсутствии проблем с уровнем выполняется крепление плит.

Для фиксации ЖБ панелей к монтажным петлям привариваются анкера. Далее петли свариваются между собой. Щели заполняют цементом. Чтобы предотвратить высыпание раствора снизу, в зазор засыпают щебень (до 2 см).

В процессе крепления пригодятся инструменты:

• кран;
• компрессорная установка;
• подмостки;
• строительные уровни;
• молотки, в том числе отбойные;
• ломы;
• кельмы;
• ножовки по металлу;
• резервуар или поверхность для приготовления раствора.

Пробить перекрытие под лестницу

К этому виду перепланировки в большинстве случаев прибегают из желания объединить в одну две квартиры, расположенные на разных этажах. Проектировка подобного мероприятия – штука довольно сложная, а само оно требует обязательного согласования

Перекрытиями, равно как и любыми другими несущими конструкциями, должны заниматься профессионалы. Самовольные работы могут привести к самым печальным последствиям, вплоть до обрушения плиты. А на начальном этапе пробивка проёма для так называемого соединения квартир по вертикали с последующим монтажом лестницы требует строгого официального согласования. Иначе больших штрафов вам не избежать.

Особенности установки сборных плит перекрытия в частном строительстве

Процедура подобна предыдущим методам, но есть отличия, которые наступают вследствие уменьшения габаритов и массы плит. Даже с уменьшением веса, нагрузка на опорные элементы остаётся высокой. Чтобы предотвратить разрушение строения придётся увеличить смету на заказ просчёта нагрузки, устройство фундамента, утолщение стен. Дополнительной затратой является необходимость найма квалифицированных рабочих с опытом работы.

Проще выполнять перекрытие из деревянного бруса, методика значительно легче и менее затратная. Однозначное предпочтение ЖБ плитам отдают при возведении плоской кровли. Сверху панелей просто укладывается рулонный или листовой кровельный материал. При использовании ЖБ плит для кровли, получают более долговечное и прочное покрытие.

Калькуляторы и бесплатные программы для проектирования

Для постройки собственного дома тратить время на изучение сложных программ для расчета перекрытия излишне. Специально для тех, кто строит дом своими руками, разработаны несложные инструменты.

Чертеж плиты перекрытия созданный в специальной программе

Среди подобного софта есть платный и бесплатный, предназначенный для скачивания, и работающий on-line. Программы для расчета деревянных перекрытий. Если дом, который предстоит построить, деревянный, то для расчета перекрытия удобнее воспользоваться простым софтом.

Инструмент для подсчета нагрузки балок из клееного и профилированного бруса. Основное направление – многопролетные элементы.

Строительный портал №1

04.04.2019 admin Комментарии Нет комментариев

Плиты перекрытий для уменьшения расхода ма­териалов проектируют облегченными — пустотными или ребристыми (рис. 7.2,а). При удалении бетона из рас­тянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. Нижняя полка, образующая замкнутую пустоту, создает­ся при необходимости устройства гладкого потолка.

Рис. 7.2. Формы поперечного сечения плит перекрытий

Плиты изготовляют с пустотами различной формы: овальной, круглой и т. п. В панелях значительной шири­ны устраивают несколько рядом расположенных пустот (рис. 7.2.а).

Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода — изготовителя.

По форме поперечного сечения плиты бывают с овальными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые с ребрами вверх (с устройством чистого пола по ребрам), ребристые с ребрами вниз, сплошные (рис. 7.2а — е).

В плитах с пустотами минимальная толщина полок 25—30 мм, ребер 30—35 мм; в ребристых плитах с ребра­ми вниз толщина полки (плиты) 50—60 мм.

При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3…5 т, а иногда и больше. Плиты шириной 3,2 м при проле­те 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса та­ких плит с пустотами 5…6 т. Пустотные и сплошные пли­ты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели реб­рами вниз — для промышленных зданий с нормативны­ми нагрузками свыше 5 кН/м 2 .

Экономичность плиты оценивают по приведенной тол­щине бетона, которая получается делением объема бето­на панели на ее площадь и по расходу стальной армату­ры (табл. 7.1).

Технико-экономические показатели плит перекрытий при номинальном пролете 6 м и нормативной нагрузке 6-7 кН/м 2

Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 9,2 см, в то время как в плитах с круглыми пустота­ми приведенная толщина бетона достигает 12 см. Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызван­ные тем, что после извлечения пустотообразователей (пуансонов) стенки каналов свежеотформованного изде­лия иногда обваливаются.

Расчетный пролет плит l

принимают равным расстоянию между осями ее опор (рис. 7.3. а — в); при опирании по верху ригелей
l
=
l
—
b/2
(где
b
— ширина ригеля); при опирании на полки ригелей
l
=
l
–
a
—
b (а
— размер полки). При опирании одним кон­цом на ригель, другим на стенку расчетный пролет равен расстоянию от оси опоры на стене до оси опоры на ригеле.

Рис. 7.3. Расчетные пролеты и сечения плит

Высота сечения плиты h

должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворе­ны требования жесткости (предельных прогибов). При пролетах 5—7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости. Предварительно высоту сечения панели, удовлетворяющую одно­временно условиям прочности и требованиям жесткости, можно определить по приближенной формуле

(7.1)

где с

— коэффициент, для пустотных панелей он равен 18 — 20, для ребристых панелей с полкой в сжатой зоне – 30 — 34;

— дли­тельно действующая нормативная нагрузка на 1 м 2 перекрытия;

— кратковременно действующая нормативная нагрузка на 1 м 2 пере­крытия;

— коэффициент увеличения прогибов при длительном действии нагрузки: для пустотелых панелей = 2, для ребристых па­нелей с полкой в сжатой зоне = 1,5.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать равной:

h= l

/20 — для ребристых; h=
l
/30 — для пустотных.

При расчете прочности по изгибающему моменту ши­рина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты, а расчетная ширина сжатой полки принимается равной полной ширине панели. При малой толщине сжатой пол­ки, когда ,

ширина полки, вводимая в расчет, не должна превышать

(7.2)

где n

— число ребер в поперечном сечении панели.

В ребристой панели ребрами вниз при толщине полки но при наличии поперечных ребер, вводимая в расчет ширина полки принимается равной полной шири­не панели.

Таким образом, расчет прочности плит сводится к рас­чету таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

При расчете прогибов сечения панелей с пустотами приводят к эквивалентным двутавровым сечениям. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавро­вое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром d

равна площади квадратного от­верстия со стороной (рис. 7.4):

(7.3)

Рис. 7.4. Эквивалентные сечения плит для расчета прогибов

Сечение панелей с овальными пустотами (см. рис. 7.4)

приводят к эквивалентному двутавровому сечению, заме­няя овальное сечение пустоты прямоугольным с той же площадью и тем же моментом инерции и соблюдая усло­вие совпадения центра тяжести овала и заменяющего прямоугольника. Обозначив
b1
и
h1
— ширину и высоту эквивалентного прямоугольника;
F
и
I
— площадь и мо­мент инерции овала:

; (7.4)

Полка панели работает на местный изгиб как частич­но защемленная на опорах плита пролетом l

, равным расстоянию в свету между ребрами. В ребристых пане­лях с ребрами вниз защемление полки создается залив­кой бетоном швов, препятствующей повороту ребра (рис. 7.5, а). Изгибающий момент

(7.5)

В ребристой панели с поперечными промежуточными реб­рами изгибающие моменты полки могут определяться как в плите, опертой по контуру и работающей в двух направлениях (рис. 7.5,б).

Рис. 7.5. Расчетные схемы полок плит

Применяют сварные сетки и каркасы из обыкновенной арматурной проволоки и горя­чекатаной арматуры периодического профиля (рис. 7.6). В качестве напрягаемой продольной арматуры применяют стержни классов S800, S1200, высокопрочную проволоку и канаты. Армировать можно без предварительного напряжения, если пролет панели меньше 6 м.

Продольную рабочую арматуру располагают по всей ширине нижней полки сечения пустотных панелей и в ребрах ребристых панелей.

Поперечные стержни объединяют с продольной мон­тажной или рабочей ненапрягаемой арматурой в плоские сварные каркасы, которые размещают в ребрах плит. Плоские сварные каркасы в круглопустотных плитах мо­гут размещаться только на приопорных участках, через одно-два ребра. К концам продольной ненапрягаемой арматуры реб­ристых плит приваривают анкеры из уголков или пла­стин для закрепления стержней на опоре.

Сплошные плиты из тяжелого и легкого бетонов ар­мируют продольной напрягаемой арматурой и сварными сетками. Монтажные петли закладывают по четырем углам плит. В местах установки петель сплошные панели ар­мируют дополнительными верхними сетками.

Пример армирования ребристой панели перекрытия промышлен­ного здания приведен на рис. 7.7. Номинальная шири­на этой панели считается равной 1,5 м. Применяют та­кие плиты также шириной 3 м.

Рис. 7.7. Армирование ребристой плиты перекрытия

Монтажные соединения панелей всех типов выполня­ют сваркой стальных закладных деталей и заполнением бетоном швов между плитами. В продоль­ных боковых гранях плит предусматривают впадины, предназначенные для образования прерывистых шпонок, обеспечивающих сов­местную работу плит на сдвиг в вертикальном и горизон­тальном направлениях (рис. 7.8а). При таком соединений сборных элементов перекрытия представляют собой жесткие го­ризонтальные диафрагмы.

Если временные нагрузки на перекрытиях больше 10 Н/м 2 , то ребристые плиты при замоноличивании швов целесообразно превращать в неразрезные. С этой целью швы между ребристыми плитами на опорах арми­руют сварными седловидными каркасами, пересекающи­ми ригель (рис. 7.8б). На нагрузки, действующие после замоноличнвания, такие плиты рассчитывают как неразрезные.

Возведение основы внутри дома

Когда перегородки делают из тяжелых материалов (кирпича, шлакоблоков), тогда фундамент обязателен.

Опалубка с арматурным каркасом для заливки ленты

Процесс строительства включает такие этапы:

• внутри постройки демонтируют пол;
• отмечают расположение фундаментных траншей;
• выкапывают углубления требуемой глубины (приблизительно 0,5 м) и ширины;
• засыпают дно песчаной подушкой толщиной около 10 см;
• монтируют щиты;
• укладывают гидроизоляционный материал;
• устанавливают внутрь арматурный каркас, связывая его, например, анкерами с основным фундаментом;
• выполняют заливку бетоном;
• поверхность монолита выравнивают, проверяя уровнем.

После набора прочности опорной конструкцией приступают к возведению перегородок. Ширина ленты определяется габаритами используемого материала. Она должна превышать примерно на 5 см с каждой стороны толщину межкомнатных стен.

Легкие перегородки устанавливают даже непосредственно на пол, надежно скрепляя их с ним, потолком и сопрягаемыми стенами. Это делается с помощью создания углублений, применения анкеров или арматуры.

Весь процесс строительства фундамента под межкомнатные перегородки своими руками показан в видеоролике ниже. Строительство фундаментной конструкции, предназначенной для опирания межкомнатных перегородок, при перепланировках необходимо, если планируется использовать тяжелый материал. Простейший вариант – это использование технологии аналогичной возведению ленточного основания. При этом кроме бетона можно использовать различные блоки. Важен правильный расчет, чтобы опора выдержала нагрузку, а перегородка не деформировалась.

Повышение несущей способности

В бюджетном строительстве зачастую стыки между плитами просто заполняют раствором или строительной пеной. Однако существует проверенный метод, как уложить плиты перекрытия, одновременно увеличив прочность всего перекрытия. Для этого промежутки между ПК нужно не просто заполнить раствором, но армировать

. Проложить хотя бы один (лучше два — снизу и сверху) арматурный стержень. По наружному периметру устроить монолитный пояс, от 5 см шириной. Арматурный каркас связать из двух стержней и расположить вертикально. Так же замоноличивают промежутки между ПК во внутренних несущих стенах.

Фрагмент монолитного ребристого перекрытия (а) и сетка разбивки на плитные и балочные элементы (б)

1 — плита; 2, 3 — второстепенные и главные балки; 4 — колонны; 5 — плитный элемент; б — балочный элемент таврового сечения

Размерность создаваемой конечноэлементной сетки определяется общей размерностью задачи (количество конечных элементов и узлов в общей про­странственной схеме), геометрическими размерами конструкции и конфигура­цией (размеры в плане, регулярность структуры несущей системы, наличие криволинейных элементов и т.д.). В регулярных структурах снижается трудо­емкость на стадии формирования расчетной модели и в процессе анализа полу­ченных результатов. Следует помнить, что геометрия расчетной схемы форми­руется по осям элементов. Соответственно усилия в зонах узловых сопряжений определяются по фактическим пролетам и являются несколько завышенными. Вместе с тем в реальной системе на внутренние усилия по линиям сопряжений элементов существенное влияние оказывают габариты конструкций, что необ­ходимо учитывать при конструировании армирования сечений.

Нагрузки на перекрытия задаются по реальной схеме их приложения в конструкции. Нагрузки от собственного веса конструкции учитываются заданием объемной массы материала. Нагрузки от оборудования, в зависи­мости от характера взаимодействия с перекрытием, принимаются в виде сосредоточенных, линейных или равномерно распределенных. Нагрузки от снегового покрова задают как равномерно распределенные с учетом изме­нения интенсивности в местах расположения снеговых мешков. Темпера­турные воздействия задают с помощью перепада температуры для всей конструкции, ее части по длине или сечению. Ветровая нагрузка чаще всего представляется в виде горизонтальной сосредоточенной силы в уровне пе­рекрытий.

Расчет по прочности элементов перекрытий на основе метода конеч­ных элементов в общем случае производят как линейных (балочные эле­менты) и плоскостных элементов на действие усилий в этих элементах, по­лученных из пространственного статического расчета несущей конструк­тивной системы в целом.

Расчетными усилиями для линейных элементов являются Nx, NY, Qz, Мх и Му ,приложенные на границе элемента, для плитных — совместное дейст­вие изгибающих моментов Мх и Му в направлении взаимно перпендику­лярных осей X и Y и крутящих моментов Мху, приложенных по боковым сторонам плоского выделенного элемента, на действие поперечных сил Qx и Qy , приложенных по боковым сторонам плоского элемента (рис. ниже).

Анкеровка

Процедура анкерования производится после того, как перекрытие установлено. Анкера скрепляют плиты со стенами и между собой. Эта технология помогает усилить жесткость и крепость конструкции. Крепеж изготавливается из металлических сплавов, чаще из оцинкованной или нержавеющей стали.

Для строповки высокоплотных элементов применяют крепления в форме буквы «Г». У них длина загиба бывает от 30 до 40 сантиметров. Устанавливаются такие детали на 3 метра друг от друга. Смежные плиты крепятся поперечным способом, крайние – диагональным.

Алгоритм действий при анкеровке следующий:

• крепеж сгибается с одной стороны под проушину в плите;
• смежные анкеры стягиваются до предела, после чего привариваются к монтажной петле;
• межпанельные швы закрываются раствором.

Анкеровку можно выполнять силами двух рабочих.

Армирование и обвязка

После монтажа опалубки ее смазывают антиадгезивным составом и начинают укладку арматуры. На венцах и опорных ребрах прутья увязывают в квадрат, сохраняя со всех сторон минимально допустимый защитный слой. Основной массив перекрытия армируется сеткой. Нижний слой укладывают на пластиковые «сухари», контролирующие сохранение нижнего защитного слоя. Сетку перевязывают на пересечении каждого третьего прута.

После обвязки нижней сетки на нее устанавливают промежуточные фиксаторы через 100 см в шахматном порядке. Для усиления опоры на стены монтируют торцевые фиксаторы. Эти элементы помогают сохранять проектное расстояние между двумя плоскостями армирования.

Как выполняется анкеровка панелей перекрытия?

Анкер — это крепеж из металлического сплава: оцинкованной или нержавеющей стали, латуни и тому подобного. Он устанавливается в несущем основании и удерживает строительную конструкцию, например, плиту перекрытия. Анкеры используют при возведении любых объектов: одно- и многоэтажных домов, промышленных сооружений, гаражей. Они увеличивают прочность, устойчивость и долговечность построек. В сейсмически активных районах анкеровка плит перекрытия — прямая необходимость: при землетрясении укрепленные этажи проваливаются медленнее, что дает людям шанс спастись.

В зависимости от конструкции, места применения и основания выделяют 5 типов анкеров:

1. Клиновой — это болт с конусовидной шляпкой и распорной втулкой. Он используется для плотных материалов (полнотелого кирпича, бетона). Анкеровка происходит из-за трения втулки о внутреннюю часть отверстия в стене. Достоинства крепления — дешевизна и быстрота монтажа, в том числе сквозного. Недостаток — невозможность его повторного применения.

2. Втулочный крепеж работает таким же образом, что и клиновой. Его используют для полнотелых материалов — железобетона, природного камня. По длине детали проходит втулка, которую распирает болт или гайка. Преимущества анкера — простой монтаж (в том числе сквозной). Минус — большие соединительные отверстия.

3. Забивное крепление — это втулка с разрезами на одном конце. При ударе они распираются клином, который есть внутри детали. Анкер применяют для прочных, неэластичных оснований. Соединение происходит в результате трения и внутреннего упора. Плюсы — быстрый монтаж и устойчивость к вибрации. Минусы — высокие требования к точности соединительных отверстий.

4. Химический крепеж скрепляет конструкции за счет клея, который закачивается в канал детали. Его применяют для любых материалов. Достоинства: легкость монтажа, минимальные требования к точности отверстий. Недостаток — дороговизна.

Отдельный вид — анкеры специального назначения. Среди них:

• Рамный. Используют для крепления оконных профилей и дверных коробок.
• Потолочный. Для подвесных потолков.
• Фундаментный.
• Болт Молли. Для материалов с полостью внутри или низкой несущей способностью (гипсокартон, пустотелый кирпич, ДСП).

Соединение панелей перекрытия

Стандартная междуэтажная — это железобетонная конструкция с внутренними пустотами. Анкеровку делают после каждого перекрытия, включая подвал и чердак. Междуэтажные плиты скрепляют друг с другом и со стенами. Способ соединения зависит от основания и наличия на панелях перекрытия монтажных петель (проушин). В здании из плотных материалов (кирпич, природный камень, полнотелый бетон) анкеровка плит к стенам делается стальными Г-образными креплениями, с длиной загиба 30–40 см. Их устанавливают через 3 м. Соседние плиты соединяют поперечными крепежами, а крайние — диагональными.

Порядок действий при анкеровке:

1. край крепления сгибают петлей, которая цепляется за проушину перекрытия;
2. соседние анкеры по возможности стягивают;
3. приваривают их друг к другу и к монтажным петлям;
4. заделывают раствором швы среди плит и проушины.

В зданиях из пустотелых материалов (пено- и газобетонные блоки, эффективный кирпич, известняк) анкеровка панелей перекрытия между собой выполняется тем же способом, что и при плотных основаниях. Но дополнительно по периметру дома прокладывают бетонный пояс. Это кольцевой анкер, который лежит в одной плоскости с плитами перекрытия и скрепляет их со стенами и друг с другом. Он состоит из арматурного каркаса, утопленного в бетон.

При помощи анкера выполняется и перевязка плит перекрытия без проушин. К панелям крепят стальную пластину 50х50 или 100х100 мм. К ней приваривают металлический стержень. Второй его конец закладывают в пояс и таким образом делают анкеровку. Диск перекрытия добавочно укрепляют, создавая соединения на внутренних стенах. Если необходимо усиление анкеровки ЖБИ, используют штыри, арматурные стержни и крюки.

Устройство и крепление перекрытия

Пока железобетонные панели еще на земле, их осматривают и удаляют бракованные. В оставшихся заделывают отверстия: устанавливают в просвет полтора кирпича и закидывают раствором, предохраняя плиты от промерзания. Затем проверяют готовность несущих стен. Верхний край кирпичной кладки должен быть тычковым. Если панели опираются на стены из блоков, делают бетонный армопояс, который равномерно распределяет нагрузку и уберегает постройку от деформации.