Как армировать плиту перекрытия и зачем это делать?

Гипсокартон 13,241 Просмотров

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условияГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условияГОСТ 7348-81 Проволока из углеродистой стали для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций. Технические условияГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкостиГОСТ Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требованияГОСТ Бетоны. Базовый метод определения морозостойкостиГОСТ Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаиванииГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцамГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытанийГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условияГОСТ 10922-90 Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условияГОСТ Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемостиГОСТ Бетоны. Методы определения плотностиГОСТ Бетоны. Методы определения водонепроницаемостиГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и храненияГОСТ 13840-68 Канаты стальные арматурные 17. Технические условияГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определенияГОСТ 17623-87 Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотностиГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочностиГОСТ 17625-83 Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматурыГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочностиГОСТ 22362-77 Конструкции железобетонные. Методы измерения силы натяжения арматурыГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроляГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматурыГОСТ 23858-79 Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемкиГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условияГОСТ 26134-84 Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкостиГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условияПримечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Особенности производства бетонных плит объёмом м³ и конструкций других размеров

Железобетон представляет собой материал, состоящий из смеси бетона, усиленный с помощью арматурных прутьев или проволоки. Именно такое сочетание составляющих делает разного размера железобетонные плиты прочным строительным материалом. Благодаря тому, что стальные арматурные прутья находятся внутри бетонной смеси, они надёжно защищены от коррозии и вредного воздействия окружающей среды.

В свою очередь, стальные элементы улучшают несущие характеристики бетонной смеси, которая отличается относительной хрупкостью. Именно в результате такого сочетания железобетонные конструкции характеризуются способностью противостоять сжатию. Таким образом, независимо от размера, плиты состоят из таких элементов:

  • арматуры;
  • бетона, который бывает лёгким, тяжёлым или силикатным.
Читайте также:  Изготовление проема в железобетонном перекрытии под лестницу

Внутри бетонной смеси находятся стальные арматурные прутья, что делают плиты более прочными

Арматурные вставки представляют собой стальные прутья или проволочные пучки, которые, в свою очередь, делятся на такие виды:

  1. Рабочие. Размещаются в нижней части железобетонных изделий и работают на изгиб.
  2. Монтажные. Составляют основу или скелет конструкции, их главная задача – придание плите объёма и фиксация размещения прутьев рабочей арматуры.

Для производства перекрытий применяется тяжёлый, напряжённый бетон, состоящий из воды, цементной смеси и особого наполнителя, который делится на такие виды, как:

  • крупнозернистый, состоящий из щебня или известняка;
  • мелкозернистый, основа которого – кварцевый песок.

Основными активными составляющими, из которых состоит бетон, являются цемент и вода. Благодаря их взаимодействию получается цементный камень, скрепляющий зерна наполнителя, в результате чего и получается цельный монолит.

Интересная информация! Вследствие того, что цемент не взаимодействует с наполнителем, его считают инертным материалом. Однако наполнитель, независимо от зернистости, оказывает основное влияние на свойства и структуру бетона.

Железобетонные плиты перекрытия изготавливаются из конструкционных тяжелых и легких бетонных смесей

Если при изготовлении плит используется предварител ьно сжатый бетон, который называется напряжённым, для его армирования применяются прутья в немного растянутом состоянии, что значительно повышает прочность перекрытий. На объём изделий будет влиять не только размер бетонных плит, но и характеристики используемых в производстве деталей.

Расчет параметров

Согласно нормативной документации, глубина опирания плит перекрытия для кирпичных опор находится в пределах 9-12 см. При этом опирание по минимуму зависит от:

  • длины готового ЖБ-изделия,
  • массы пролета,
  • присутствия теплоизоляции,
  • толщины стены,
  • облицовки,
  • действующей или предположительной нагрузки,
  • сейсмостойкости постройки.

В качестве основного показателя берут минимально допустимый показатель. Так, например, наименьшее опирание для изделий по длине составляет:

  • до 4 м – 71 мм;
  • больше, чем 4 м – 91 мм.

В расчете учитывают фактор длительности нагрузки, ее характер – постоянная или временная. Лучше всего, чтобы расчеты проводился квалифицированным строителем или инженером.

Виды нагрузок

Для начала необходимо отметить, что любое перекрытие предполагает наличие 3 следующих частей:

  1. Часть верхняя, с этажом, где живут люди. Соответственно, нагружать панель будет напольное покрытие, разнообразные утеплительные элементы и, конечно же, бетонные стяжки — главная составляющая нагрузки;
  2. Часть нижняя, с наличием потолка, его отделки, осветительных приборов. Кстати, насчёт наличия осветительных приборов скептически относиться не стоит. Во-первых, те же светодиодные лампы требует частичного разрушения плиты перфоратором для прокладки кабеля. Во-вторых, если брать большие помещения, с колоннами и залами, там могут висеть огромные хрустальные люстры, которые дадут большую нагрузку, чем любой другой прибор или вид отделки. Это тоже обязательно надо учитывать;
  3. Конструкционная. Она объединяет сразу и верхнюю и нижнюю части, как бы поддерживая их в воздухе.

Пустотная плита — это и есть конструкционная плита, которая поддерживает в воздухе и верхнюю, и нижнюю часть перекрытия!

Кстати, не стоит сбрасывать со счетов и динамическую нагрузку. Её, как несложно догадаться, создают сами люди, а также передвигаемые ими вещи. Всё это сказывается и на свойствах и состояниях панели.

Схема устройства пустотной плиты с наличием отверстий

Например, если один раз перевезти тяжеленное пианино в небольшом двухэтажном доме с одного место на другое — это нормально, то ежедневное передвижение создаст на плиту многопустотную уже гораздо большее негативное влияние. Упадёт она вряд ли, а вот с вентилируемостью впоследствии могут быть серьёзные проблемы.

По типу распределения нагрузки делятся ещё на 2 группы:

  • распределённые;
  • точечные.

Чтобы понять разницу между двумя этими видами, стоит привести пример. Та же огромная хрустальная люстра, которая весит под одну тону — это нагрузка точечная. А вот натяжной потолок с каркасом по всей поверхности плиты — это уже распределённая нагрузка.

Устройство технологической линии по производству пустотных плит

Но бывает ещё и совмещённая нагрузка, объединяющая точечную и распределённую. Например, наполненная доверху ванна. Сама по себе ванна стоит на ножках, и её давление на ножки — разновидность распределённой нагрузки. А вот стоящие на полу ножки — это уже точечная нагрузка.

Читайте также:  Проем в плите перекрытия

От веса пустотной плиты напрямую зависит её стоимость.

Сложновато, но разобраться с этим можно. И нужно! Ведь расчёт на перекрытия и пустотные плиты при строительстве всё равно необходимо будет производить.

Расчеты

Понятное дело, что общий вес конструкции напрямую зависит от размеров, в первую очередь от толщины. Но мало кто подозревает, что наряду с собственным весом на плиту приходится нагрузка в виде суммы массы стяжки, финишного покрытия, находящихся на ней людей и мебели. Таким образом становиться понятно, что точно рассчитать количество нагрузок на перекрытие невозможно. Но если прибегнуть к статистическим данным, то удастся максимально точно произвести расчеты с запасом нагруза на плиту. Для примера приводим данную таблицу:

Высота перекрытия размером 5 на 5 метров 15 сантиметров
Допнагрузка из-за собственного веса плиты *2500=375 килограмм на квадратный метр
Высота стяжки из цемента 5 сантиметров
Толщина ламината 0.8 сантиметров
Общий вес мебели 2000 килограмм
Вес стола и предметов на нем 200 килограмм
Вес 10 людей 1200 килограмм
Распределенная нагрузка — qв 400 килограмм на квадратный метр

Итого общая сумма нагруза на плиту перекрытия составляет 775 килограмм на квадратный метр. Так как в данной таблице приведены составляющие имеющие характер не постоянного пребывания, то примем распределительную нагрузку (qв) как временную.

Расчет монолитной плиты перекрытия дело сложное и его лучше всего доверить специалисту.

Расчет наибольшего изгибающего момента

Самым важным параметром при выборе арматуры, точнее того какое сечение она будет иметь, является наибольший изгибающий момент. Как расчет монолитного перекрытия используем пример ниже.

Расчеты

Мы имеем дело с конструкцией, операющейся по своему контуру на стены, это означает, что она выступает как балка по отношению к осям абсцисс и осям аппликат и будет испытывать определенное сжатие в двух плоскостях. Изгибающий момент по отношению к осям абсцисс балки с опорами на две стенки, который имеет пролет ln вычисляется по формуле mn = qnln2/8 (для большей удобности значение её ширины имеет 1 метр). Если пролеты равны, то равен и каждый момент.

m1 = m2 = q1l1²/8 = ql1²/16 = ql2²/16

В таком случае максимальным значением расчетного момента является данная формула:

Ma = 775*5²/16 = кгсм

Расчеты

Величина изгибающего момента для бетона имеет другое значение, так как он подвержен сжимающему воздействию:

Мб = (m1² + m2²)&sup0.5; = Ma√2 = x = кгсм

Вычисляем среднее арифметическое от обоих изгибающих моментов:

M = (Ma + Мб)/2 = = 1472.6 кгсм

Расчеты

Таким образом, мы вычислили наибольший изгибающий момент. Это лишь один расчет из множества расчетов, которые возможно вам придется провести для точного вычисления всех значений перекрытия. Все нормы расчетов перекрытия упомянуты в СНИП 52-01-2003.

Порядок работ по армированию

Все виды работ делятся на несколько последовательных этапов:

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

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

Порядок работ по армированию

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

Читайте также:  Армированный пояс на пенобетонных блоках

Как собрать нагрузку от перегородок для расчета колонн и фундаментов

Теперь рассмотрим на том же примере, как следует собирать нагрузку от перегородок для расчета колонн и стен или фундаментов под ними. Конечно, если вы делаете расчет перекрытия, то в результате такого расчета вы получите реакции на опорах, которые и будут нагрузками на колонны и стены. Но если перекрытие по каким-то причинам не считаете, а требуется просто собрать нагрузку от перегородок, то как быть?

Здесь начинать нужно не с анализа загруженности частей плиты. Первый шаг в таком случае – это разделить плиту на грузовые площади для каждой колонны и стены.

На рисунке показано, как это сделать. Расстояние между колоннами делится пополам и проводятся горизонтальные линии. Точно так же ровно посередине между колоннами и между колоннами и нижней стеной проводятся горизонтали. В итоге в районе колонн плита поделена на квадраты. Все перегородки, попадающие в квадрат конкретной колонны, нагружают именно эту колонну. А на стену приходится нагрузка с полосы, ширина которой равна половине пролета. Остается только на каждом участке, где есть перегородки, посчитать суммарную длину этих перегородок и весь их вес передать на колонну.

Пример 2. Собрать нормативную (характеристическую) нагрузку от перегородок на розовую колонну и на стену с рисунка выше.

Вес одного погонного метра перегородки 0,35 кг. Суммарная длина перегородок в квадрате розовой колонны 5,4 м (из этих 5,4 м, одна перегородка длиной 1,4 м находится ровно на границе между двумя колоннами, а 4 м – в квадрате сбора нагрузки). Суммарная длина перегородок на полосе сбора нагрузки для стены – 18 м, длина стены 15,4 м.

Соберем нагрузку на колонну:

0,35∙4 + 0,35∙1,4/2 = 1,65 т.

Здесь мы взяли всю нагрузку от четырех метров стен и половину нагрузки от стены длиной 1,4 м (вторая половина пойдет на другую колонну).

На колонну также придется изгибающий момент от веса перегородок (если перекрытие опирается жестко), но без расчета плиты момент определить сложно.

Соберем нагрузку на стену. Нагрузка собирается на 1 погонный метр стены. Так как перегородки расположены довольно равномерно, находится общий вес всех перегородок и делится на длину стены:

0,35∙18/15,4 = 0,41 т/м.

Расчет количества арматуры

Существует несколько способов, как осуществить расчет арматуры на монолитную плиту, программа-калькулятор является наиболее простым и наглядным. Входные данные, которые вводятся в калькулятор расчета: длина и ширина плиты, шаг укладки армирующей сетки, количество слоев.

Как видим, чтобы узнать требуемое количество арматуры для плитного фундамента не требуются сложные вычисления, калькулятор учитывает ряд нюансов:

  • Учитывается необходимый просвет между краем бетонной плиты и торцами элементов армирующей конструкции;
  • Чтобы более точно рассчитать количество материала итоговый результат содержит 10-процентный запас;
  • Результат отображает не только общий погонный метраж, но и количество отдельных прутков (берется стандартная длина 11,7 м).