Железобетонные плиты перекрытия и их виды

Железобетонные плиты перекрытия называют конструкции, которые формируют пол и потолок помещений. В частном домостроении перекрытия нередко выполняют из древесины, но если речь идет о капитальных постройках из кирпича, других штучных материалов или монолитного бетона, то многие отдают предпочтение готовым ЖБ изделиям.

Сбор нагрузок некоторый дополнительный расчет

Сбор нагрузок и расчет прочности монолитных плит перекрытия часто сводится к сравнению двух факторов между собой:

  • усилий, которые действуют в плитах;
  • прочностью армированных ее сечений.

Первое в обязательном порядке должно быть меньше, чем второе.

Определение в нагруженных сечениях моментных усилий. Моментных, потому что изгибающие моменты будут определять на 95% армирование изгибных плит. Нагруженные сечения — середина пролета или, выражаясь другими словами, центр плиты.

Изгибающие моменты в квадратной плите, которая не защемлена по контуру (пример — на кирпичные стены) по каждому направлению X и Y могут определяться: Mx = My = ql^2 / 23.

Для частных случаев можно получить некоторые определенные значения:

  1. Плита в плане 6х6 м — Mx = My =
  2. Плита в плане 5х5 м — Mx = My =
  3. Плита в плане 4х4 м — Mx = My =

При проверке прочности считается, что в сечении имеется сжатый бетон сверху, а также растянутая арматура снизу. Они способны образовать силовую пару, которая воспринимает моментное усилие, приходящее на нее.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

К плюсам относят:

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.

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).

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.

Читайте также:  Как в уже построенном доме вырыть погреб правильно

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.

Принципы расчета перекрытий

Чтобы постройка прослужила не одно десятилетие, необходимо правильно подобрать  сборные железобетонные плиты перекрытия или грамотно рассчитать монолитную конструкцию.

При этом учитывается длительная нагрузка (от выше расположенных строительных конструкций, мебели, техники и т.д.), а также кратковременная (люди, оборудование для строительства и ремонта и т.д.). В расчет берется статические и динамические воздействия на перекрытие, сосредоточенная и распределительная нагрузка, прочность опорных конструкций, собственный вес плиты.

Расчеты следует доверить профессионалам, особенно если речь идет о монолитных перекрытиях. При самостоятельном строительстве небольшого частного дома проще самостоятельно выбрать стандартные плиты перекрытия, так как их несущая способность известна. Если самостоятельные расчеты оказались не верны, или дом получил повреждение в результате землетрясения, пожара или иных внешних воздействий, можно выполнить усиление плит перекрытия.

Возможные виды перекрытий

Монолитные перекрытия обычно относятся к безбалочному типу, однако при больших пролетах или необходимости обеспечения повышенной прочности (например, в сейсмических зонах) они могут устанавливаться на металлические или железобетонные балки. Устройство монолита подразумевает отнесение такой конструкции к неразъемному виду, независимо от количества слоев и разнотипности деталей и материалов.

Расчет ребристого монолитного перекрытия.

По своей конструкции монолитные перекрытия подразделяются на несколько видов:

  1. Монолитная плоская плита, изготовленная на съемной опалубке.
  2. Многослойная плита, сформированная на несъемной опалубке.
  3. Облегченные системы.

Облегченная система характеризуется функциональным разделением зон плиты и неравенством ее толщины по площади. Другими словами, в таких конструкциях формируются несущие зоны (в виде усиленных ребер) и облегченные участки. Основные виды — кессонные и ребристые перекрытия.

Читайте также:  Как правильно уложить арматуру для монолитной плиты

Кроме того, монолитное перекрытие подразделяется по способу изготовления: изготовление методом заливки и установка готовых монолитных плит. Наибольшее применение нашел первый тип перекрытия.

Виды конструкции

Рабочую поверхность между этажами, на которую происходит заливка раствора, выполняют двумя методами:

  • съемная опалубка;
  • несъемная опалубка.

При возведении многоэтажных домов, где затраты способны с легкостью окупиться, рационально применять специальные съемные щиты, которые устанавливаются с помощью домкратов. При строительстве дома своими руками такие затраты не окупятся и сильно увеличат стоимость здания. В этом случае лучшим решением станет установка опалубки для перекрытий из более простых материалов.

Самостоятельная заливка предполагает использование доступных материалов, к которым можно отнести:

  • профлист;
  • влагостойкая фанера;
  • дерево.

Если планируются существенные нагрузки на перекрытие из монолита лучше всего использовать профнастил. Деревянная опалубка и влагостойкая фанера подойдут, например, для перекрытия верхнего этажа при обустройстве чердака, когда нагрузки на горизонтальную конструкцию невелики.

Монтаж плит перекрытия

По ширине здания плиты укладываются без зазоров. Порой, требуются доборные блоки. У таких плит перекрытия размеры меньше основных. Узкие варианты закрывают, к примеру, санузлы типовых домов.

Оптимальным опиранием железобетонных плит на стены считается 120 миллиметров. Имеется в виду заход блоков на основную кладку. Если плиты длиной до 4-ех метров, достаточно и 7-ми сантиметров.

Для ПК свыше 4-ех метров, минимум составляет 9 сантиметров. Соответственно, на стадии проекта дома стены уводят друг от друга на удобное расстояние. Иначе, придется комбинировать плиты, или заказывать негабаритные перекрытия.

Точки опирания перекрытий зависят от их вида. Для одних плит нужны дополнительные подпорки. Для других блоков достаточно опоры по 2-ум сторонам. Порой, плиты ложатся сразу на 4 стены.

Рассчитывая опирание плит, учитывают прохождение каналов вентиляции. Их блоки не должны перекрывать, зажимать. Поэтому, идеальной шириной несущих конструкций внутреннего типа считаются 38 сантиметров. Отнимем 24 на заходы плит с обеих сторон, получим стандарт для канала вентиляции. Обычно, он составляет 14 сантиметров.

Строение несущих стен тютелька в тютельку обязывает укладывать ПК максимально точно. Смещения неминуемо ведут к перекрыванию вентиляции. Поэтому, многие застройщики проектируют стены шириной в 40 сантиметров, давая строителям право на небольшие погрешности.

Перекрытия из бетона

Высота подставки 100 мм, при толщине плиты 200 мм. Устанавливаются подставки с шагом 800-800 мм в шахматном порядке.

На торцах плиты устанавливают «П» образные детали из арматуры диаметром 10 мм (класс А400С). Они служат для усиления краев перекрытия. Длинна верхней и нижней части 400 мм, высота 140 мм, как показано на рисунке (при толщине плиты 200мм).

Сетка из арматуры должна перекрывать кирпичную стену не менее чем на 15 сантиметров, а газобетонную – на 25 сантиметров. Расстояние от торцов стержней до вертикальной опалубки, должно составлять так же – 25 мм.

Для соблюдения нужного расстояния нижней сетки от опалубки, в зоне пересечения прутков, под нее вставляют фиксирующие элементы из пластмассы, с расстоянием между ними в 1 метр.

Читайте также:  Устройство пола по бетонной плите в частном доме

Алгоритм расчета, основанный на несущей способности почвы

Когда определены габариты фундаментной плиты, можно осуществить расчет этой конструкции исходя из несущей грунтовой способности. Цель этой операции – оценка состояния грунта и его способности выдерживать суммарный вес всех стен перекрытия и прочих элементов внутри здания.

Пример: сильное давление на почву приведет к чрезмерной осадке фундаментной плиты и смещению слоев грунта. Все это в комплексе станет причиной развития катастрофических последствий.

Площадь фундамента считается надежной, если она превышает следующее условие:

в котором S – подошва основания дома в кв. см;

Kн – коэффициент, определяющий надежность опоры (принимается равным 1,2);

F – суммарная масса всех плит перекрытия (включая эксплуатационные нагрузки) на фундамент в кг;

Kр – коэффициент, который определяет условия работ;

R – условное значение расчетного почвенного сопротивления в кг/

Армирование монолитного основания

Условия работы на каждом грунте принимают различное на коэффициент Кр оказывает влияние тип возводимого здания. К примеру, необходимо построить тяжелый дом на почве, основа которой – пластичная глина. Кр в этом случае будет равен 1. Слабоглинистые и мелкопесчаные почвы – Кр равняется 1,2. Легкая постройка на крупнопесчаной почве определяет значение Кр как 1,4. Данные значения коэффициента, определяющего условия строительства, можно взять из специальных таблиц. Найденная цифра подставляется в вышеприведенный расчет.

Таблица 2. Значения коэффициентов, определяющих условия работ при строительстве фундамента на почвах с органическими компонентами

Марки: какие используются?

Применение существующих сортов бетонных смесей для замеса раствора зависит от целевого назначения сооружаемого объекта. Чаще всего в производстве перекрытий используются марки М300—350. Маркировка в виде цифр на уже готовом продукте несет информацию о количестве использованного цемента и информирует об уровне прочности материала на сжатие. М300 основывается на крупных типах наполнителя, таких как гравий или гранит. Основа раствора — цемент, выступающий в роли вяжущего вещества, популярным считается портландцемент с маркировкой М400. Марка бетона и сфера актуального использования готового строительного продукта:

Марка бетона подбирается в зависимости от целевого использования готового сооружения, например, М350 применяется для создания фундамента.

  • М250. Используется при изготовлении деталей перекрытия, эксплуатация которых не предполагает больших силовых нагрузок. А также целесообразно применять для монолитного фундамента, возведения лестничных прогонов, вспомогательных стен.
  • М350. Идеальный вид сорта, применяемый при производстве плиты перекрытия, организации фундаментальных основ. Смесь марки М350 имеет свойства выдерживать довольно большие механические нагрузки и не терять при этом начальных свойств.
  • М400. Сверхпрочный бетон, который отличается от других видов высочайшими характеристиками и достаточно высокой ценовой политикой. Для отстроя жилых помещений не применяется, сфера применения — перекрытия для укладки аэродромных полос, гоночных трасс и дорог с повышенной нагрузкой.
  • М450—500. Вид прочнейшего материала, применяется для производства деталей перекрытия для сооружений зданий, эксплуатируемых в специфических условиях, например, гидротехнических конструкций.