Армирование плиты перекрытия – сделай сам!

Фундаментное основание представляет собой опору любого объекта, от прочности которой зависят эксплуатационные его сроки. Армирование фундаментной плиты стальными прутьями считается самым простым и эффективным вариантом увеличения периода службы фундамента. Большой популярностью данная технология пользуется при устройстве монолитных конструкций, подверженных значительным изгибающим воздействиям, которые легко способны разрушить простой бетон, не имеющий металлической каркасной основы.

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в  разделе 10.3 СП Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП )

Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:

  • обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
  • качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонной смеси)

Согласно п. 10.3.5 (СП , СП ), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:

1. Не менее наибольшего диаметра стержня!

2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 25 мм;
  • для верхней арматуры не менее 30 мм;

3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 50 мм (кроме стержней двух нижних рядов).

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

  • не менее 50 мм;

5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).

При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:

d si -диаметр одного стержня в пучке, 

n- число стержней в пучке.

Расчет сечений второстепенной балки на опорах и в пролете

Для определения расчетных пролетов задаемся размерами главной балки:

h=40см

bf=0,5*h см

Второстепенную балку будем рассматривать как неразрезную балку, опорами для которой служат главные балки.

Расчетные средние пролеты второстепенной балки

l02=l1 — bf м

Расчетные крайние пролет

l02=l2-а- bf /2+ В/2 м

Сбор нагрузок

Нагрузку на 1 м длины балки принимают на ширину грузовой площади, равную 2м. Расчетные нагрузки с учетом веса балки

pld=2* pld Н/м

pcd=2* pcd Н/м

p=2* р Н/м

q=q0+p Н/м

Расчетные моменты:

В крайних пролетах

М1=q*l012/1Н*м

В среднем пролете и над средними опорами

М2=Мс= q*l022/16 Н*м

Над вторыми от края опорами

Мв= q*l022/11 Н*м

Особенности бетонных конструкций

Монолитные лестницы находятся на первом месте по безопасности и долговечности, а технологии отделки позволяют придать изделию любой дизайн.

Создание железобетонной конструкции происходит на месте строительства. Обязательно для ее возведения армирование. Железный каркас может связываться со стеной или быть независимым. Лестница может быть следующего вида:

  • маршевая;
  • забежная;
  • винтовая;
  • на тетиве;
  • на косоуре.

Самой простой считается конструкция с маршами, но для нее нужно больше пространства. Забежные варианты считаются не очень удобными, но их легче поместить в тесных холлах. Из-за невозможности демонтировать конструкцию, перенести в другое место или доделать, лестницы устанавливают на начальных этапах строительства. Важно правильно провести предварительные расчеты.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия на стены

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Армирование фундаментной плиты

Пример армирования

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Армирование фундаментной плиты

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Своими руками: армирование монолитной плиты перекрытия от А до Я

При армировании рекомендуется к использованию горячекатаная стальная арматура класса А3 – ее диаметр составляет в зависимости от предполагаемых нагрузок от 8 до 14 мм. Первая сетка закладывается в нижней части плиты, соответственно вторая – в верхней. Опалубку нужно выставлять так, чтобы сетки располагались внутри плиты, а защитный внешний слой бетона достигал около 2 см. Связывают арматуру в сетку обычной вязальной проволокой, создавая ячейки 200*200 или 150*150.

Иногда вместо проволоки используют сварку, однако это выход из положения только в том случае, если у вас есть сварочный аппарат и вы обладаете хорошими навыками работы в этом направлении. Сварка прутьев арматуры способна очень сильно их истончать в местах сваривания, что впоследствии может привести к нарушению целостности конструкции.

Арматура в сетке должна без разрывов, если же длины одной арматуры не хватает, подвязывать дополнительную следует с ощутимым нахлестом не менее полуметра. Стыки следует располагать в шахматном порядке, края же сеток следует связывать в П-образном формате. Если необходимо выполнить изгиб арматуры, делать это нужно лишь с применением механических средств, без нагрева прутьев. Нагрев способен повлиять на структуру металла, который впоследствии может попросту лопнуть. Места особых нагрузок армируются дополнительными прутьями, поэтому очень важно учесть расположение тяжелых элементов и скопления отверстий, которые также необходимо усиливать. Усилить верхнюю сетку следует над несущими стенами, объемные усиления требуются и в местах опоры на колонны.

Готовую сетку из арматуры лучше всего заливать бетононасосом. При небольших объемах работы можно обойтись и своими силами, но в таком случае должна быть организована быстрая подача готового бетона и его замешивание как минимум с помощью ручной бетономешалки, то есть вам понадобятся как минимум 2-3 помощника. В обязательном порядке после заливки следует уплотнить бетон – на больших участках для этого используют глубинный вибратор, в домашних условиях можно обойтись ритмичным и частым постукиванием молотка по опалубке или еще открытых элементах сетки.

Затвердевая, бетон ощутимо усаживается, а при слишком быстром высыхании усадка увеличивается, что может послужить причиной появления микротрещин. Поэтому после заливки бетоном монолитную плиту следует поливать водой, особенно в жаркую погоду. Избегайте прямой струи, старайтесь разбрызгивать воду над всем перекрытием. Достаточно часто во избежание растрескивания бетона на нижний слой укладывается полимерная сетка, поверх которой уже и выполняется основная конструкция. Полимерную сетку используют и для армирования бетонных стяжек, когда применение проволоки или арматуры попросту невозможно.

Читайте также:  Как армировать монолитное перекрытие – технология и схема работ

Расчет диаметра и количества арматуры

Сечение арматурного материала, используемого для устройства армированного ленточного монолитного фундамента, считается важным показателем, и определять его следует заблаговременно.

Для этого существует определенная методика:

  • длина плиты умножается на ее высоту, чтобы определить ее сечение;
  • вычисляется допустимый диаметр прута, для чего сечение плиты следует разделить на минимальный показатель армирования (в процентах);
  • определяется площадь прутьев в ряду;
  • имея данные по длине плиты и шагу размещения арматурных стержней, определяется их минимальное значение сечения.
Расчет диаметра и количества арматуры

Имея данные по сечению прута. Диаметр его можно уточнить в действующем ГОСТе 5781.

Чтобы выполнить расчет количества арматуры, необходимой для армирования, пользуются несложной схемой.

Зная параметры плиты, их делят на значение стандартной ячейки, чтобы уточнить количество стержней. К полученному числу прибавляют дополнительный прут.

Чтобы получить каркасную сетку, потребуется укладка поперечного материала для армирования, так что полученное значение увеличивается в два раза.

Каркас состоит из двух рядов, так что окончательный результат вновь увеличивается вдвое, и у нас получается искомое количество стержней.

Расчет диаметра и количества арматуры

Как правило, стальные прутья поставляются шестиметровыми отрезками, поэтому легко определить, сколько погонных метров материала потребуется.

Элементы вертикального соединения определяются аналогично. Для уточнения параметра длины соединительного элемента необходимо знать высоту плиты, от которой отнимаются два расстояния, отделяющие концы арматуры от верхней и нижней поверхности. Остается подсчитать общую длину, сложить все данные и получить окончательный результат.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

Читайте также:  I. Проектирование монолитного железобетонного перекрытия.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой А0n = M/bh20nRb. Соответственно получим:

  • А01 =
  • А02 =

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметкуДля расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Самостоятельное армирование плиты перекрытия

  1. Арматура укладывается в опалубку по длине и без соединений, одним сплошным прутом. При неизбежности разрыва, прутья связываются с нахлестом ≥ 50 см;
  2. Перпендикулярные пересечения арматуры соединяются проволокой или сваркой – обычной электрической дугой или при помощи точечной (импульсной) технологии сваривания;
  3. Связывание прутьев осуществляется специальным вязальным крючком, каждое место скрутки подкручивается для усиления соединения. При небольшой площади плиты можно использовать обычные плоскогубцы;
  4. Металлическая сетка или карта – хорошая альтернатива прутьям, ее укладывают внахлест не меньше, чем на две ячейки, размер ячеек указан выше. Длина нахлеста не должна быть меньше 400 мм. Соединение фрагментов сетки делаются вязальной проволокой;
  5. Армирующий каркас не должен быть виден из бетонного раствора – его необходимо погружать в раствор на 5-7 см. Нижняя часть армирующего каркаса укладывается на пластмассовые подставки, верхний слой прутьев утапливается в бетон. Боковые стенки армопояса также должны находиться в бетонном растворе;
  6. Участки плиты с повышенной нагрузкой необходимо усиливать дополнительными стержнями, концы прутьев арматуры загибаются механически, без нагрева и подпиливания, чтобы не уменьшить прочность и пластичность каркаса растрескиванием.

Армирующий каркас в деталях

Раствор для армирования плиты перекорытия

  1. Небольшие монолитные плиты проще и быстрее заливать вручную, для плит большой площади используется спецтехника и специальное оборудование – автомиксеры, бетономешалки, бетононасосы, рукава для заливки раствора, и т.д. Заводской бетонный раствор имеет в своем составе стабилизаторы, пластификаторы, гидрофобизаторы и другие добавки, улучшающие эксплуатационные и технические характеристики рабочей смеси. Плита любого объема и площади должна быть залита непрерывной подачей раствора, за один прием, чтобы не происходило расслаивания затвердевших слоев бетона. При работе на частном объекте для обеспечения этого условия может потребоваться небольшая бригада рабочих;
  2. Пропорции бетонного раствора стандартные – одна часть бетона состоит из: трех частей очищенного или речного песка, пяти частей гравия или щебня средней (а лучше – смешанной) фракции; чистой воды в объеме 1/5 от общего объема сыпучих материалов;
  3. Первый этап – перемешивание сухих сыпучих материалов без добавления воды. После тщательного перемешивания вода добавляется (порционно) до тех пор, пока раствор не станет густым. С лопаты раствор должен падать, а не стекать. При необходимости получить большие объемы бетона используют бетономешалку;
  4. После приготовления раствор необходимо сразу использовать, перерывов в заливке делать нельзя.

После того, как бетонный раствор схватился, на поверхность плиты ставят маяки, по которым заливается цементно-песчаный раствор без гравия или щебня, пропорции смеси – 3 (песок), 1 (цемент), воду добавляют до тех пор, пока не получится консистенция сметаны. В течение первых 3-5 суток поверхность взбрызгивается водой каждые 5-6 чесов, чтобы не допустить растрескивания верхних слоев быстрее затвердевающего бетона. После увлажнения плита накрывается полиэтиленом. Бетон набирает прочность 28 суток.