Расчет монолитного перекрытия – учитываем все нюансы

Отделочный материал выбирается по принципу, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия. Этот показатель будет влиять на обустройство крыши здания. В основном, когда строится любое здание или объект, в первую очередь соблюдается жесткость каркаса, его устойчивость. Все эти характеристики напрямую зависят от прочности создаваемого перекрытия.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

К плюсам относят:

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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).

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

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.

Особенности и преимущества монолитного перекрытия

Армирование

Армирование осуществляется стержнями арматуры, с шагом, значение которого не более полученного по расчету. В местах устройства перегородок я устанавливал дополнительные стержни.

Читайте также:  Укрепление балок перекрытия в деревянном доме

Первый этап армирования заключается в создании армопояса по всем несущим стенам, а также по периметру перекрытия. Выполняется он из стержней диаметром 14 мм.

Армирование

Соединять арматуру между собой сваркой не допускается, потому что при нагреве она теряет свою прочность. Стержни необходимо соединять внахлест, стягивая их вязальной проволокой. Величина нахлеста должна составлять не менее 40 величин диаметра арматуры.

Опалубка монолитного перекрытия Для упрощения процесса в горизонтальной поверхности стены я засверлил глухие отверстия, в которые вставил отрезки арматуры диаметром 8 мм. Они одновременно являются и поперечной (конструктивной) арматурой для армопояса. К ним я прикрепил несущие стержни.

Рабочая арматура укладывается на настил после того, как он накрыт полиэтиленом. Если возникает необходимость удлиннения стержней, то состыковка их должна происходить вразбежку, не допуская двух стыков рядом.

При устройстве армокаркаса необходимо обеспечить зазор между арматурой и плоскостью будущего перекрытия не менее 25 мм для создания впоследствии защитного слоя бетона. Он не допустит контакт арматуры с воздухом и последующую ее коррозию.

Армирование

Для устройства зазора применяются специальные пластиковые кронштейны для арматуры, которые остаются в бетоне после его твердения. Их можно установить уже после того, как продольные несущие стержни связаны с поперечной конструктивной арматурой.

Армирование монолитного перекрытия

По краям будущих проемов необходимо обеспечить армирование не только нижнего, но и верхнего слоя бетона.

Армирование монолитного перекрытия

Армирование

Арматурные работы заняли у меня около двух недель. Немного, если учитывать, что делал я это все в совбодное от основной работы время.

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

При создании домов с индивидуальной планировкой дома, как правило, застройщики сталкиваются с большим неудобством использования заводских панелей. С одной стороны, их стандартные размеры и форма, с другой – внушительный вес, из-за которого не обойтись без привлечения подъемной строительной техники.

Для перекрытия домов с комнатами разного размера и конфигурации, включая овал и полукруг, идеальным решением являются монолитные ж/б плиты. Дело в том, что по сравнению с заводскими они требуют значительно меньших денежных вложений как на покупку необходимых материалов, так и на доставку и монтаж. К тому же у них значительно выше несущая способность, а бесшовная поверхность плит очень качественная.

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

Почему же при всех очевидных преимуществах не каждый прибегает к бетонированию перекрытия? Вряд ли людей отпугивают более длительные подготовительные работы, тем более что ни заказ арматуры, ни устройство опалубки сегодня не представляет никакой сложности. Проблема в другом – не каждый знает, как правильно выполнить расчет монолитной плиты перекрытия.

Последовательность действий

При реализации работ соблюдается общая последовательность, характерная для монолитного строительства.

Обустройство опалубки

Для ведения строительства целесообразно приобрести специальный комплект опалубки. Это дешевле чем аренда и надежнее, чем самостоятельное изготовление. Впоследствии комплект можно будет продать практически за ту же стоимость.

Читайте также:  Как утеплить чердачное перекрытие пенопластом

Последовательность установки:

  • по всей пощади помещения монтируются телескопические стойки с шагом 50-60 см. Расстояние от крайней стойки до стены должно составлять 20.0 см;
  • стойки устанавливаются на треноги, что обеспечивает безопасность. В верхней части фиксируется «вилка» — на которую будут укладываться ригеля. В зависимости от поворота вилки на ней может быть размещен 1 или 2 ригеля;
  • на стойки выкладываются основные направляющие ригеля;
  • на них укладываются подпорные ригеля, на которых будет размещаться фанера (щиты), то есть реализуется обшивка горизонтальной опалубкой;
  • для щитов целесообразно использовать фанеру мм;
  • затем проводится монтаж дощатых вертикальных ограждений;
  • система не должна содержать щелей и зазоров. Расположение конструкции проверяется уровнем. Если между перемычками и горизонтальной опалубкой есть зазоры, их можно закрыть монтажной пеной. Мелкие щели при заливке забьются щебнем, так что их можно оставить без внимания.

Уменьшение размера ячеек хоть и увеличит прочностные характеристики, но приведет к нежелательному увеличению массы конструкции

Последовательность действий

Закладка арматуры:

  • используется арматура класса А3;
  • в зависимости от толщины плиты, закладывается один или два пояса арматуры;
  • расположение сетки регулируется при помощи пластмассовых фиксаторов, то есть именно на них укладывается нижний горизонтальный слой. Сами стульчики помещаются прямо на опалубку, с шагом 50 см;
  • расстояние от горизонтальной опалубки и верхнего слоя бетона должно соответствовать толщине плиты, обычно это 20-25 мм;
  • вязка — нижнюю сетку целесообразно укладывать с размером ячеек 15х15 см, с сечением прутка 12 мм. Верхний пояс можно связать с ячейкой 30х30 см, с сечением 8 мм;
  • продольные и поперечные стержни связываются проволокой диаметром мм в шахматном порядке;
  • концы арматурного каркаса должны заступать на несущие стены на 15 см (венцы). Если стены выполнены из газобетона напуск должен быть увеличен до 25.0 см. Также можно предусмотреть выпуск для балконов соответствующей длины.

Заливка бетона:

  • рекомендовано использовать бетон не ниже М200. Материал опять же выгоднее заказать на заводе, чтобы соблюсти исходную прочность;
  • заливка производится в один прием, для чего раствор равномерно распределяется по всей площади будущей плиты при помощи бетононасоса;
  • при работе раствор должен подаваться без всплесков, иначе, в толще заливки образуются воздушные пузыри;
  • раствор уплотняется – оборудование для трамбовки можно взять в аренду;
  • площадь заливки покрывается п/э пленкой, материал не должен образовывать складок, так как это негативно скажется на геометрии поверхности;
  • в первые 24-48 часов поверхность увлажняется, что благотворно влияет на прочность конструкции и блокирует образование трещин;
  • при заливке можно оставить отверстия для вытяжек, коммуникаций, канализационных, дымоходных труб каминов и прочих технологических отверстий, которые усиливаются кирпичами или металлическими коробами.

Поверхность застывающего бетона рекомендуется именно увлажнять, а не тупо поливать из шланга

Различные виды нагрузок

Всякое перекрытие состоит из трех частей:

  • верхняя часть, куда входят напольное покрытие, стяжки и утепление, если сверху расположен жилой этаж;
  • нижняя часть, состоящая из отделки потолка и подвесных элементов, если снизу тоже жилое помещение;
  • конструкционная часть, которая все это держит в воздухе.

Плиты перекрытия весят очень много, поэтому их нужно устанавливать только с помощью крана.

Читайте также:  Как вязать арматуру для монолитной плиты

Плита перекрытия является конструкционной частью. Верхняя и нижняя часть, то есть отделка пола и потолка создает нагрузку, которую называют постоянной статической. К этой нагрузке относятся все подвешенные к перекрытию элементы – подвесные потолки, люстры, боксерские груши, качели. Сюда же относится то, что встанет на перекрытии – перегородки, колонны, ванны и джакузи.

Есть еще так называемая динамическая нагрузка, то есть нагрузка от перемещающихся по перекрытию объектов. Это не только люди, но и их питомцы, ведь сегодня некоторые люди обзаводятся экзотическими домашними любимцами, например, хряками, рысями или даже оленями. Поэтому вопрос о динамической нагрузке важен как никогда.

Помимо этого, нагрузки бывают распределенные и точечные. Например, если к перекрытию подвесить боксерскую грушу в 200 кг, то это будет точечная нагрузка. А если смонтировать подвесной потолок, каркас которого через каждые 50 см крепится подвесами к перекрытию, то это уже распределенная нагрузка.

При расчете точечной и распределенной нагрузки встречаются и более сложные случаи. К примеру, при установке ванны емкостью 500 л нужно учитывать не только распределенную нагрузку, которую создаст вес наполненной ванны на всю площадь опоры (то есть площадь между ножками ванны), но и точечную нагрузку, которую создаст каждая ножка на перекрытие.

Определение параметров плиты

Схема сборной плиты перекрытия.

Определение параметров плиты

По причине, что высота монолитной плиты остается неизвестной, ее можно принять за h, этот показатель будет равен 15 см, в этом случае нагрузка от своего веса плиты перекрытия будет приблизительно равна 375 кг/кв.м = qп = Приблизителен этот показатель по той причине, что точный вес 1 квадратного метра плиты будет зависеть не только от диаметра и количества примененной арматуры, но и от породы и размеров мелкого и крупного наполнителей, которые входят в состав бетона. Будут иметь значение и качество уплотнения, а также другие факторы. Уровень данной нагрузки будет постоянным, изменить его смогут лишь антигравитационные технологии, но таковых на сегодняшний день нет. Таким образом можно определить суммарную распределенную нагрузку, оказываемую на плиту. Расчет: q = qп + qв = 375 +400 = 775 кг/м2.

Схема монолитной плиты перекрытия.

В процессе расчета следует взять во внимание, что для плиты перекрытия будет использован бетон, который относится к классу В20. Этот материал обладает расчетным сопротивлением сжатию Rb = 11.5 МПа или 117 кгс/см2. Будет применена и арматура, относящаяся к классу AIII. Ее расчетное сопротивление растяжению равно Rs = 355 МПа или 3600 кгс/см2.

Определение параметров плиты

При определении максимального уровня изгибающего момента следует учесть, что в том случае, если бы изделие в данном примере опиралось лишь на пару стен, то его можно было бы рассмотреть в качестве балки на 2-х шарнирных опорах (ширина опорных площадок на данный момент не учитывается), при всем при этом ширина балки принимается как b = 1 м, что необходимо для удобства производимых расчетов.