Технология устройства монолитных железобетонных перекрытий

Установка арматуры

Схема армирования плиты перекрытия.

Армирование плиты производится горячекатаной арматурой из стали класса АIII. Можно использовать и стальную арматуру из стали АIV, но это обойдется дороже. Диаметр арматуры для перекрытия, которое делается своими руками, должен быть в пределах 8-14 мм.

Арматура должна отстоять от границы бетона на расстояние не менее 15-20 мм. Это обеспечивает полное закрытие стали бетоном, благодаря чему плита прослужит дольше.

Для сборки и установки решеток придется приобрести специальные стульчики. Высота их варьируется от 15 до 45 мм. Для частного строительства применяют стульчики высотой не более 15-20 мм.

Армирование начинается с установки стульчиков. Их минимальное количество должно составлять 4 штуки на кв.м. После этого на стульчики укладывают пруты продольной арматуры. Расстояние между ними не более 15-20 см.

Затем сверху с тем же шагом выкладывается поперечная арматура. Слишком короткие куски удлиняются такой же арматурой, соединенной внахлест и увязанной проволокой для связки. Длина нахлеста с каждой стороны должна равняться 40 диаметрам арматуры. То есть для прутьев толщиной 1 см величина нахлеста, как с одной, так и с другой стороны, должна равняться 80 см.

Схема армирования плиты перекрытия в продольном разрезе.

Для связки арматуры применяется мягкая отожженная проволока диаметром 0,8-1 мм. Чтобы быстрее и легче увязывать петли из проволоки, можно купить специальный крючок.

После укладки поперечной арматуры приступают к вязке ячеек будущей нижней решетки. Затем поверх укладывают еще один слой продольной и поперечной арматуры и приступают к вязке верхней решетки.

Для установки этой верхней решетки, а также для того, чтобы армирование плиты над несущими стенами было усилено, используют П-образные скобы из той же арматуры. Их можно заказать и получить готовые по месту приобретения арматуры.

Для самостоятельного изготовления скоб из стальных штырей используется верстак. Куски арматуры нарезаются с таким расчетом, чтобы боковые стойки буквы «П» имели 60 см длины, а верхняя перекладина была равна толщине плиты минус помноженная на 2 высоты стульчиков. Затем арматура сгибается в скобы.

Готовые скобы устанавливаются между верхней и нижней решеткой. Если сверху над перекрытием планируется поставить несущие стены, требуется усиленное армирование.

Скобы в этом случае крепятся к каждой ячейке. Если не предполагается несущих стен и большой нагрузки, то скобы можно устанавливать через одну ячейку. Верхняя поперечина скоб должна отстоять от опалубки на 20 мм, чтобы бетон мог ее прикрыть.

Кроме того, проводится также дополнительное угловое армирование. По углам плиты укладывают согнутый прут арматуры, с длиной сторон 90-100 см. Угол между концами прута должен равняться углу между несущими стенами. Укладывается он по внутреннему контуру несущих стен.

В тех местах, где планом предусмотрены отверстия под коммуникации и трубы хозяйственного назначения, к решеткам следует прикрепить куски труб нужного диаметра, чтобы в плите остались необходимые просветы.

После этого армирование можно считать законченным.

Особенности конструкции СМП

Балка производится из высококачественного профиля (12х4 см), к нему прикреплен треугольный каркас. Обыкновенно верхнее армирование делается из одного прутика, нижнее – содержит два аналогичных элемента. Но если требуется сделать удлиненный безопорный пролет, то конструкцию усиливают при помощи вспомогательного упрочнения. В нижней части каркаса предусматривают еще одну продольную арматуру. Армирования, выполненные сверху и снизу, соединяют в цельное строение диагональным арматурным прутом.

Для заполнения сборно-монолитного перекрытия допускается применить различные газобетонные блоки с плотностью D400 или D500. Притом степень уплотнения практически не влияет на общую несущую способность конструкции: блочные изделия служат стационарной опалубкой, всю нагрузку несет железобетонная панель.

Обычный размер блоков – 625х200х250 мм. С торцов они должны надежно опираться на профиль. Соответственно требуемое расстояние между соседними балками – 72 см.

Для исключения появления мостиков холода с внутренней стороны конструкции важно установить слой утеплительного материала толщиной 5 смИсточник tolkobeton.ru

У некоторых строителей возникают сомнения в безопасности такой конструкции. Они считают, что в процессе эксплуатации зажатые блочные изделия способны выпасть. В действительности это совсем не так. Аналогичные перекрытия нередко использовались в прежние времена: тогда блоки просто укладывались промеж балками. При помощи бетона они объединялись в единое целое. Впоследствии с ним каких-либо проблем, как правило, не возникало. В инновационных конструкциях предусмотрены стойкие поддерживающие полки, потому надежность их еще выше.

Для повышения надежности всей конструкции уложенные блоки покрываются прочной дорожной сеткой, которая крепится к тригонамИсточник stroyfora.ru

Характеристики и параметры

Безбалочные перекрытия должны:

• переносить без повреждений требуемые проектные нагрузки;
• обладать расчетной жестью, не прогибаться под грузом собственного веса и расположенного оборудования;
• владеть расчетной тепло-, звуко-, влаго- и биологической защитой, соответствовать всем требованиям СЭС и пожарной безопасности;
• иметь начальные характеристики, чтобы препятствовать образованию и чрезмерному раскрытию трещин и прочих дефектов, нарушающих нормальную эксплуатацию перекрытий;
• иметь срок эксплуатации не ниже, чем установлен для стеновых конструкций здания.

Для того чтобы соблюдались все требования нормативных документов, а полученные железобетонные изделия соответствовали ГОСТ 27751, потребуется не только правильно спроектировать конструкцию и ее установить, но также применить исходные материалы, которые по своим характеристикам будут соответствовать нормам СНиП.

Главными нормируемыми и контролируемыми характеристиками производственного качества бетона считаются:

1. Оптимальная марка бетона М300-М400, а если по условиям эксплуатации потребуется противостоять большим потокам воды, то марка М450-М500.
2. Класс на прочность по сжатию: В2-В5.
3. Нормативная прочность бетона по осевому растяжению должно соответствовать — 0,95 МПа.
4. Марка по морозоустойчивости F отвечает за безопасное число циклов замораживания/размерзания, должно быть не меньше чем у стеновых конструкций и может находиться в пределах F=100-300.
5. Марка по водонепроницаемости W, устанавливается по наибольшему напору воды, который выдерживает бетон толщиной 15 см. Например W2 не пропускает воду когда на него давит слот высотой 20 м.в.ст. (2 бар), а W12 соответственно выдерживает 120 м.в.ст. Для производства безбалочных плит может применяться марка водонепроницаемости от W2 До W12.
6. Подвижность бетона«П» не ниже 4 класса, чтобы гарантировать качественное заполнение армоконструкции.
7. Оптимальная марка по средней плотности D300- D600 соответствует классу прочности на сжатие В2-В5.

Расчет монолитного перекрытия

Не вызывает сомнений, что оптимальным вариантом строительства монолитной плиты является его проведение в полном соответствии с планом. Расчет конструкции, который проводится специалистами, имеет некоторые преимущества:

Схема монолитного армированного перекрытия: назначение элементов конструкции.

1. Монолитное перекрытие имеет требуемую несущую способность.
2. Количество и сортамент арматуры, толщина и марка бетонного перекрытия, которые применяются в конструкции по расчету профессионалов, считаются оптимальными, что дает возможность обойти ненужный избыток материалов и чрезмерные затраты труда.
3. Разработанная специалистами программа строительства разрешает опереть монолитную плиту не только на стены, но также и на отдельно взятые колонны, что во много раз расширяет свободу планировки дома. Причем армирование конструкции в местах его соприкосновения с колоннами во многом отличается от армирования обыкновенного перекрытия, поскольку в таких участках нужно устанавливать вспомогательные стержни арматуры усиления.
4. В проекте произведен четкий расчет всех объемов работ, что значительно помогает облегчить устройство конструкции тогда, когда с целью выполнения работ вы решите обратиться в строительную компанию или к частной бригаде.

Но что делать в том случае, если вы по какой-то причине не можете обратиться к подобного рода специалистам? Попробовать самостоятельно рассчитать устройство и армирование перекрытия? Конечно, вы можете предпринять такую попытку, но вряд ли сможете осуществить задуманное без наличия специального образования и навыков. Плюс к тому, при таких попытках от осознания того факта, что постичь такой расчет «в бравой кавалерийской атаке» не получается, многие поддаются панике и унынию.

Но не нужно отчаиваться, ведь вы строите свой собственный дом, а не торгово-развлекательный центра с помещениями размером 12 на 24 м, поэтому для устройства перекрытий в частном доме можно прибегнуть к стандартному решению. А за консультацией к специалистам вам стоит обращаться в тех случаях, если вы решите сделать ваше жилище с рядом из монолитных колонн и несущего перекрытия, или же в том случае, когда пролет перекрытия будет превышать 7 м.

Максимальный пролет монолитного перекрытия

Перекрытия необходимы для разделения здания на этажи, это неотъемлемый конструктивный элемент, воспринимающий различные нагрузки. Монолитное перекрытие (своими руками залить его достаточно просто) обеспечивает устойчивость дома в целом, позволяя организовать звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений.

Положительные характеристики конструкции раскрываются так:

• отсутствие дорогостоящих работ по разгрузке/погрузке;
• высокое качество готовой поверхности;
• возможность свободной планировки помещений;
• прочность, долговечность.

Конструктивно несущая часть перекрытий разделяется на безбалочную (создается из плит или панелей) и балочную (состоит из балок и наполнения)

Перекрытия могут быть:

• монолитными – производятся на месте работ;
• сборными – формируются на основе готовой заводской продукции – ж/б плиты либо панели;
• часторебристыми – изготавливаются на основе пустотелых блоков и ж/б балок;
• конструкциями из облегченного бетона.

Что необходимо учесть?

Конструкция должна соответствовать указанным параметрам:

• плита должна выдерживать динамическую и статистическую нагрузку. В частном строительстве средняя нагрузка составляет 350-400 кг/м²;
• под действием внешних сил перекрытие не должно деформироваться, то есть, должна быть обеспечена соответствующая жесткость;
• в зависимости от места установки перекрытия (подвал, этажи, чердак) и функции помещения устанавливается звукоизоляция, блокирующая как воздушный, так и ударный шум;
• если плита разделяет помещения с различным температурным режимом, например, чердак или подвал от этажа, должна быть обеспечена теплозащита;
• сопряжение конструкции с наружными стенами не должно создавать мостиков холода, что провоцирует потери тепла и образование конденсата;
• устройство монолитных перекрытий может быть реализовано с учетом огнестойкости.

Если строитель возводит монолитные перекрытия, технология проведения работ подчиняется указанной последовательности.

Технология устройства опалубки

Технология устройства монолитного перекрытия начинается с обустройства съёмной опалубки. Горизонтальный слой может быть изготовлен из влагостойкой фанеры (20 мм) либо обрезных досок ( мм). Если в системе все-таки образовались щели, поверх щитов выкладывается гидроизоляционная пленка, блокирующая протечку раствора.

Опалубка держится на балках – ригелях, опирающихся на стойки (покупные/арендованные телескопические, или самостоятельно изготовленные брусья 100х100 мм, либо кругляк 8-15 см). Система должна быть смонтирована строго горизонтально.

Укладка и расчет арматуры

Процесс реализуется следующим образом:

• между опалубкой и каркасом соблюдается зазор 25 мм, что можно организовать при помощи покупных фиксаторов или при самостоятельном изготовлении деревянных или фанерных подставок. Фактическая высота закладных элементов зависит от толщины плиты, но чаще всего хватает 2.5 см;
• диаметр прутка определяется по расчету в зависимости от нагрузки и размера плиты и варьируется в пределах 8-20 мм. В частном строительстве используется прут 8-12 мм;
• арматурный каркас может быть однорядным или двурядным, что зависит от необходимой прочности. Ряды вяжутся при помощи гибкой проволоки с размером ячейки 15х15 см – в первом ряду, и 20х20 см – во втором;
• расстояние от верхнего пояса до верха бетонной заливки должно составлять не менее 25 мм.

Шаг хомутов армирующего пояса – 200-400 мм

Чтобы перекрытие надежно взаимодействовало с несущими стенами, необходим монтаж армирующего пояса. Он формируется на основе стальных прутков и хомутов, к которым крепится арматура перекрытия. Вполне достаточно организовать 4 направляющих диаметром мм, к которым в перпендикулярном направлении крепятся хомуты при помощи вязальной проволоки.

Как залить?

Перед заливкой устанавливается опалубка для всех технологических отверстий, выставляются маячки для контроля толщины конструкции.

Последовательность действий:

Опалубка для сборно монолитного перекрытия

Монолитный
пояс устраивается по всему периметру возводимого здания. Его функция
заключается в равномерном распределении нагрузок, действующих на несущие
конструкции здания, препятствуя появлению трещин в стенах и перекрытии.

Перед тем как приступить к заливке монолитного пояса необходимо собрать опалубку. Для этого в качестве несъемной опалубки используются газобетонные блоки, толщина которых варьируется в пределах 100 — 150 мм, а также укладывается утеплитель ЭППС для предотвращения образования мостиков холода.

В качестве опалубки можно использовать и другие материалы – доски, фанеру, металлические листы, плоский шифер и прочее.

Как заливать бетон

Теперь все готово для заливки бетона, который нужно готовить из:

Соотношение между компонентами бетонной смеси.

• свежего цемента марок М500 и М400 (выпущенного не более 1 месяца назад);
• песка;
• щебня.

Последние два компонента смеси нужно приобретать по отдельности, чтобы точно соблюсти пропорции составляющих бетонного раствора. Что касается связующего компонента, то цемент после месяца хранения ухудшает свои свойства, поэтому приобретать его впрок нецелесообразно.

Оптимальные объемные пропорции компонентов смеси приведены в таблице.

Вода добавляется после смешивания связующего компонента с песком. Ее объем составляет около половины объема сухих составляющих смеси, но точное количество заливаемой жидкости зависит от того, насколько влажен песок. Щебень всыпается в смесь после добавления воды.

https://youtube.com/watch?v=VUqvIbw34z8

Для заливки первого слоя используется более жидкий бетон. Он должен только чуть лучше растекаться, но ни в коем случае не расслаиваться. Это раствор используется для проливки, чтобы бетон равномерно распределился по всей заливаемой поверхности.

После этого можно приступать к заливке монолитного перекрытия. Для этого готовится раствор, по густоте напоминающий сметану. Бетон разливается по поверхности равномерно, чтобы не допустить большей нагрузки на какой-либо участок опалубки. При закладке бетон нужно слегка провибрировать для уплотнения и освобождения от воздушных полостей (если нет специального инструмента, воспользуйтесь тяпкой или лопатой). Оставьте недолитым верхний слой в 2-3 см толщиной и сделайте перерыв на 1-2 дня.

https://youtube.com/watch?v=BOJmRZ0uePY

Когда они истекут, установите по уровню маяки, долейте бетон и выровняйте его правилом. Таким образом вы получите ровное основание для пола чердака или второго этажа. Опалубка снимается через неделю после заливки, а застывание бетона завершится через месяц.

Примерная стоимость перекрытий из разных материалов

Конечно, сборно-монолитные перекрытия самыми дешёвыми не назвать (судя по стоимости материала). Однако если учесть стоимость материалов, расходы на транспортировку, оплату труда работников, можно понять, что это выгоднее, чем, к примеру, заливать монолитным железобетоном. Попробуем сравнить общие затраты при монтаже перекрытия между первым и вторым этажом при площади 10,5×8 м и толщине газосиликатных стен 30 см. При данных параметрах стоимость (в руб., по состоянию на начало 2019 г):

• сборно-монолитное перекрытие толщиной 25 см ≈ 198 000;
• железобетонная плита (25 см + стяжка 5 см) ≈ 241 000;
• наливной монолит толщиной 20 см ≈ 254 000.

Допускается и подобный монтаж, но только в случае использования блоков из более лёгких материалов и отсутствия дополнительной нагрузки сверху

Монтаж монолитного перекрытия – пооперационная технология

К выполнению работ по монтажу монолитного перекрытия своими руками между этажами здания следует приступать только после тщательного изучения технологии, которая предусматривает следующее этапы работ:

Монолитное перекрытие имеет ряд преимуществ по сравнению с перекрытием из готовых железобетонных плит

1. Выполнение прочностных расчетов железобетонных плит.
2. Подготовку необходимых стройматериалов, инструмента и оборудования.
3. Сборку опалубочной конструкции и обеспечение ее герметичности.
4. Изготовление арматурного каркаса и размещение его внутри опалубки.
5. Приготовление бетонной смеси и заполнение готовым раствором опалубки.

сечения плиты

Рисунок 4 – Расчетное сечение плиты

Площадь приведенного сечения плиты:

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

Момент инерции приведенного сечения:

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней зоне:

Момент сопротивления приведенного сечения по верхней зоне:

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой грани, до центра тяжести сечения:

Где

Принимаем

Расстояние от ядровой точки, наименее удаленной от растянутой грани, до центра тяжести приведенного сечения:

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне:

Где г=1.75 – для тавровых сечений с полкой в сжатой зоне.

Упругопластический момент сопротивления по сжатой зоне:

Где г=1.5 – для тавровых сечений с полкой в растянутой зоне при bf/b˃2 и hf/h˂0.2.

Схемы размещения арматуры при армировании преднапряженных монолитных перекрытий

После достижения бетоном прочности, составляющей половину проектной, с помощью гидравлических домкратов выполняют натяжение арматуры на бетон. Предварительное напряжение монолитных плит перекрытий может осуществляться как с обеспечением совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном, так и без этого. При устройстве преднапряженных монолитных плит перекрытий без обеспечения совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном арматуру покрывают смазкой ингибитором коррозии и заключают в полимерную защитную оболочку из полиэтилена или полипропилена с минимальной толщиной 1 мм. Это обеспечивает надежную антикоррозионную защиту арматуры, существенно повышает долговечность конструкций, а также снижает трение между арматурой и бетоном по сравнению с традиционным армированием примерно на одну треть. Защитная оболочка должна быть водостойкой, сопротивляться механическим воздействиям и перепадам температур в диапазоне от -20 до +70 °С. Кроме того, она не должна иметь в своем составе химических добавок, которые могут явиться причиной коррозии бетона.

К достоинствам данного способа преднапряжения монолитных перекрытий можно отнести: обеспечение равномерной работы бетона по толщине плит; равномерное распределение арматурных канатов по всей плите; максимальное использование свойств напрягаемой арматуры; осуществление надежной защиты арматурных канатов от коррозии; значительное уменьшение толщины перекрытий; уменьшение расхода бетона и арматуры.

К недостаткам преднапряжения монолитных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном можно отнести: увеличение затрат на обеспечение антикоррозионного покрытия и устройство защитной полимерной оболочки; необходимость увеличения силы натяжения примерно на 27% по сравнению с натяжением при сцеплении арматуры и бетона. Следует отметить, что устройство монолитных преднапряженных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном предъявляет повышенные требования к качеству выполнения строительных работ. Такие монолитные перекрытия без сцепления арматуры с бетоном в последние годы нашли широкое применение.

Наряду с этими конструкциями применяются монолитные перекрытия с напряжением арматуры и ее сцеплением с бетоном. Примером являются перекрытия, выполняемые термореактивным способом преднапряжения железобетонных конструкций, идея которого была впервые предложена в 50-х гг. XX в. Харьковским инженерно-строительным институтом. Арматура, покрытая термореактивной полимерной смазкой, помещается в бетон, а после набора бетоном определенной прочности подвергается электронагреву по предварительно заданной программе. При достижении температуры 100 °С происходит размягчение смазки и свободная деформация арматуры. После дальнейшего нагрева арматуры до температуры около 350 °С происходит расплавление и полимеризация обмазки, обеспечивающая в дальнейшем совместную работу арматуры с бетоном. На этом электронагрев прекращают, после чего происходит охлаждение и преднапряжение бетона.

К достоинствам данного метода можно отнести: возможность бетонирования конструкции без инъецирования, простоту оборудования и технологии преднапряжения (отсутствие устройств для механического натяжения арматуры).

Какие плиты так называются?

Безбалочное перекрытие — это стройконструкция, изготавливаемая из монолитных плит или набора панелей, опираемых на несущие стены и колонны. Бетонная плита одновременно выполняет и несущую, и ограждающую функцию и характеризуются исключительной устойчивостью на сжатие и излом, способна выдерживать существенные статические напряжения и механические воздействия.

Но при этом, минусом бетона является его низкая сопротивляемость растяжению, поэтому существуют ограничения для его использования в качестве установки перекрытий по длине.

Предварительное натяжение, которое присутствует в безбалочных ЖБ перекрытиях, придает им высочайшую выносливость к изгибающим нагрузкам, и дополнительно, уменьшает объемы возможного образования трещин в толще бетона, что в целом увеличивает долговечность строительного объекта.

Такой метод усиления приводит к уменьшению расчетного пролета безбалочного перекрытия и равномерному распределению моментов по ширине плиты.

Где и когда уместно их устройство?

Необходимость установки безбалочных плит перекрытия определяется индивидуально для каждого строительного объекта на основе выполненных проектировщиками технико-экономического выбора для конкретных условий эксплуатации сооружения, например, для зданий, имеющих сетки колонн 6×6 м и более, при необходимости последующего эффективного использования всех промышленных площадей.

Довольно часто их можно встретить на многоэтажках, возведенных из стеновых панелей. Аналогично такие перекрытия можно увидеть на производственных зданиях, складских помещениях и в гаражах.

В приватном домостроительстве межэтажные перекрытия такого типа используются очень редко, хотя при строительстве крупных коттеджей они применяются довольно часто, особенно если их стены выполнены из монолита.

Строительные нормативы говорят о том, что установка безбалочных перекрытий целесообразна:

• При возведении промышленных зданий, где по типу производственного процесса, требуются ровные потолки, в частности, в обрабатывающих цехах пищекомбинатов, на мясо-молочных предприятиях и рыбоперерабатывающих цехах.
• На многоэтажных жилых и общественных зданиях с сеткой колонн 6х6м.
• На объектах, к которым применяются повышенные требования СЭС, например, большие промышленные холодильники.
• Для зданий, эксплуатируемых в агрессивной среде.