Конструктивные особенности
Железобетонные изделия сочетают в себе свойства твердого бетона (камня) и металла, обладающего упругостью. Бетон лучше воспринимает сжимающие нагрузки, а металл – растягивающие. В строительных конструкциях нагрузка на перекрытия во всех случаях будет направлена вертикально вниз и в основном равномерно распределяться по всей площади. Нагрузка складывается из собственного веса и всех предметов, конструкций, людей, которые будут там находиться.
Двойное армирования перекрытия: 1. рабочие стержни нижней зоны; 2. стержни верхней зоны (их диаметр принимается меньшим или равным диаметру стержней нижней зоны); 3. арматура, перераспределяющая нагрузки; 4. подставки из катанки.
Перекрытия работает на изгиб и армируется с таким расчетом, чтобы воспринимать именно такую нагрузку. В ней всегда делают две сетки из арматуры, верхнюю и нижнюю. Стержни арматуры в сетках располагают вдоль пролета и поперек пролета. Шаг арматуры (расстояние между параллельными стержнями) в промышленности определяется с помощью инженерных расчетов, исходя из расчетных нагрузок. В индивидуальном строительстве, при самостоятельном изготовлении перекрытия шаг берут обычно 150-200 мм.
Арматурная сетка должна находиться в толще бетона на расстоянии 25-30 мм от поверхности. Стержни арматуры перевязываются между собой вязальной проволокой во всех пересечениях. Также можно использовать готовую арматурную сварную сетку. Самостоятельное армирование монолитного перекрытия с использованием сварки не рекомендуется, поскольку в местах сварки образуется концентрация напряжений, что впоследствии приведет к разрывам. В производственных условиях сварная сетка подвергается технологической операции для снятия напряжений.
Компоненты монолитного перекрытия: бетон, опорная арматура, венец, перекрытие.
Между верхней и нижней арматурными сетками устанавливаются разделители – вертикальные элементы арматуры (своеобразные фиксаторы), предназначенные для того, чтобы расстояние между верхней и нижней арматурными сетками были одинаковы по всем направлениям. Разделитель сеток может быть различных видов: согнутый крюк, петля – на что хватит фантазии. Они должны располагаться с определенным шагом. Представленный здесь чертеж отражает схематичное распределение арматуры.
Края перекрытия должны быть усилены дополнительной арматурой – П-образными и Г-образными элементами (см. чертеж). Особенно требуют усиления места опирания. Если плита опирается по всему контуру, то и усиление нужно делать по всему периметру.
Давайте посмотрим на чертеж сечения. Верхняя часть будет работать на сжатие, а нижняя – на растяжение. Основная растягивающая нагрузка приходится на нижнюю арматуру, поэтому ее нужно делать толще, чем верхнюю.
Чертеж-схема армирования монолитного перекрытия.
Чем больше пролет, то есть расстояние между опорами, тем больше требования к ее прочностным характеристикам. Рекомендуемый пролет – до 6 м. Свыше этого размера, скорее всего, понадобятся дополнительные арматурные усиления. Более точно сказать о том, нужны они или нет, можно только после расчетов на прочность. Но есть общая закономерность: непосредственно над опорой усиливается верхний слой арматуры, а в середине между опорами усиливается нижний слой арматуры. Принцип расположения усилений отражает представленный чертеж.
Стержни арматуры должны быть неразрывными. Если они состоят из отдельных элементов, то нахлест должен быть не менее 40*d, где d – диаметр арматуры. Например, для арматуры диаметром 10 мм нахлест должен составлять 400 мм. Для плит перекрытий используют горячекатаную арматуру из стали, класс А3. Рекомендуемый диаметр – от 8 до 14 мм
Приняв эти рекомендации во внимание, вы можете уточнить свой чертеж
Для жилых помещений с пролетом до 6 м, опертых по контуру, при любом соотношении сторон можно рекомендовать толщину плиты 200 мм, шаг арматуры 200 х 200, диаметр стержней нижней сетки 12 мм, диаметр стержней верхней сетки 8 мм.
Особенности и схема армирования
Современная технология возведения малоэтажных жилых и коммерческих зданий предусматривает заливку плит перекрытия непосредственно на их постоянном месторасположении. Это единственно возможное решение для сооружений, имеющих сложную геометрию.
Кроме того, изготавливая плиту перекрытия самостоятельно, застройщик существенно удешевляет ее стоимость и получает потолок без межплитных швов при всех прочих равных условиях: необходимой несущей способности и долговечности.
Для того чтобы указанные факторы присутствовали, перед заливкой бетона необходимо выполнить одинарное или двойное армирование плиты перекрытия, стальной либо композитной арматурой.
Обычно, чертеж армирование плиты перекрытия разрабатывается инженером-строителем строго индивидуально. При расчете армирования плиты перекрытия и составлении схемы армирования учитываются нагрузки на конструкцию, габариты пролета и места концентрации нагрузок.
Сложный участок в плане концентрации нагрузок – это касание колонн стенок и арок, соприкосновение с технологическими отверстиями, место установки камина и т.п. Поэтому здесь будет рассмотрен частный случай армирования плиты перекрытия частного дома между первым и вторым этажом. Основные этапы технологии армирования:
Расчет толщины плиты перекрытия. Толщина перекрытия находится в прямой зависимости от наибольшей длины пролета, в метрах разделенной на 30, но не менее 150 мм. Другими словами берется самый большой размер плиты между опорами и делится на 30. Например, при длине пролета 6 м, толщина конструкции оставляет 6/30=200 мм. Сборка и установка опалубки. Подготовка к вязке каркаса. Арматурный каркас плиты перекрытия представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из верхнего армирования плиты перекрытия, нижнего армирования плиты перекрытия и дистанцирующих элементов соединенных в единое целое вязальной проволокой. Для создания пояса усиления используют арматурный прут класса A-III по ГОСТ 5781–82, диаметром 8-14 мм. Для соединения элементов в единое целое используют отожженную стальную проволоку диаметром 1-1,5 мм
Дистанцирующиеся элементы приобретаются в строительных магазинах или на сайтах компаний производителей
Важно! Конструкция каркаса должна располагаться в толще плиты. Выходы металлических элементов наружу не допускаются
В общем случае, наружные поверхности каркаса должны быть защищены слоем бетона толщиной не менее 1 диаметр арматуры. Для обеспечения требуемой толщины защитного слоя используют подручные материалы (кусочки деревянных планок, кусочки кирпича и т.п.) или специальные «покупные» дистанцирующие элементы. Вязка нижнего армирования. В общем случае шаг армирования плиты перекрытия принимается 200х200 мм. На дистанцирующие элементы, с шагом 200 мм выкладываются продольные стержни. Поверх продольных стержней с шагом 200 мм выкладывается поперечное армирование плиты перекрытия. Далее по всей площади пояса арматуры распределяются дистанцирующиеся элементы для присоединения второго пояса. Вязка прутьев и дистанцирующихся элементов производится во всех местах пересечения, по всему периметру каркаса. Вязка верхнего армирования. Проводится аналогично нижней конструкции. При этом созданная сетка из арматурных прутьев присоединяется к верхней части дистанцирующих элементов. Конструкция готова к заливке бетоном.
Инструмент для вязания. Для соединения прутьев и дистанцирующих элементов можно использовать: самодельный или готовый ручной крючок (цена 280-300 рублей), полуавтоматические клещи (цена 1 000 рублей), автоматический пистолет для вязки арматуры (цена 160 000 рублей) или обычные слесарные плоскогубцы.
Перечисленный инструмент обеспечивает примерно одинаковое качество вязки. Разница заключается в скорости. К примеру, автоматический пистолет ускоряет процесс вязания в 5 раз по отношению к вязанию ручным крючком или плоскогубцами.
Однако, если стоит задача изготовить одну или несколько плит перекрытия, экономически целесообразно пользоваться последними двумя вариантами ручного инструмента или взять автоматический пистолет в аренду.
На чем основывается расчет железобетонных конструкций?
Для определения материалоемкости и расчета плиты перекрытия на дом можно воспользоваться калькулятором, но лучше поручить эту работу квалифицированным специалистам. Правильно рассчитать все необходимые параметры конструкции и воздействующие на нее нагрузки без наличия профессиональных навыков и знаний очень сложно.
Рисунок 2. Конструктивная схема монолитного перекрытия
При расчетах нужно выполнить следующее:
- определить геометрические параметры монолитной плиты, марку бетона и класс арматуры;
- высчитать нагрузки на конструкцию;
- вычислить предельный изгибающий момент;
- подобрать сечение арматуры.
Виды перекрытий
Схема укладки арматуры перед заливкой бетона.
- Сборные. Собираются непосредственно на строительной площадке из готовых заводских изделий. Преимущества этого метода устройства перекрытий в простоте и скорости монтажа, Изделия могут быть пустотными и монолитными, они надежны, огнестойки, влагонепроницаемы. Метод сборки оптимален для пролетов простой геометрической формы.
- Монолитные. Эти плиты устанавливаются на месте. Для их устройства используется опалубка, производится заливка бетоном и армирование. Этот метод используется в том случае, если пролеты имеют сложную геометрическую форму. Схема армирования разрабатывается специалистом, и в подавляющем большинстве случаев арматура настилается по всему пространству изделия. Она устанавливается по всему периметру на несущие стены здания, ширина опирания должна составлять не менее 120 мм (при толщине плиты не более 100 мм).
- Сборно-монолитные. Состоят из изделий, изготовленных в заводских условиях и самостоятельно изготовленных. Этот метод устройства перекрытия используется при пролетах сложной геометрической формы. Он не менее надежен, чем предыдущие, и обеспечивает зданию необходимую жесткость и устойчивость.
- Плиты типа Terifa. На смену привычным способам устройства перекрытий пришли новые схемы монтажа и типы изделий. Они состоят из сборных высокопрочных деталей, монтаж которых значительно удобнее работ с железобетонными изделиями. Он осуществляется без использования подъемных кранов и исключают необходимость опалубки.
Схема армирования монолитных плит.
Что такое армирование монолитной плиты
Распространенным элементом жилых и производственных зданий является монолитное перекрытие, для усиления которого применяют арматуру большого диаметра. Для соединения элементов арматурной решетки или пространственного каркаса не рекомендуют использовать сварку, ослабляющую конструкцию. Места соединения стержней необходимо связывать отожженной проволокой. Часть монолита, укрепленная арматурой, способна воспринимать значительные нагрузки. Армирование перекрытия – это комплекс мероприятий по усилению бетонной конструкции.
Наиболее используемым перекрытием при строительстве индивидуальных малоэтажных строений являются железобетонные изделия
Последовательность действий следующая:
- Вначале разрабатывают проект и выполняют расчет армирования, учитывающий размеры перекрытия, величину действующих усилий. На основании расчетов разрабатывается схема усиления.
- После подготовки щитов опалубку устанавливают между капитальными стенами. При монтаже опалубочной конструкции устанавливают опорные элементы, повышающие нагрузочную способность опалубки.
- Далее нарезают заготовки, связывают каркас и устанавливают в щитовую опалубку. Изготовление и сборку металлоконструкции выполняют согласно предварительно разработанной проектной документации.
- На завершающей стадии осуществляется заливка в опалубку бетонного раствора. После бетонирования уплотняют сформированный бетонный массив. Для нормального набора твердости бетон периодически увлажняют.
При разработке схемы усиления бетонной плиты предусматривается установка дополнительных стальных прутков в проблемных участках:
- в зонах контакта монолитной плиты с опорными колоннами, капитальными стенами и арочными конструкциями;
- в местах сосредоточения усилий, связанных с установкой отопительных приборов, тяжелой мебели или массивного оборудования;
- по контуру выходных проемов на верхние этажи, а также вокруг отверстий для вентиляционных магистралей и дымоотводящих труб;
- в центральной части бетонной плиты, которая является одним из наиболее ослабленных участков перекрытия.
Для предотвращения коррозионных процессов арматурная решетка располагается на специальных подставках внутри бетонного массива, не доходя до поверхности 30-40 мм. С учетом этого фактора подбираются длины прута и обеспечивается неподвижность силовой конструкции при бетонировании. Владея технологией армирования несложно обеспечить повышенные прочностные свойства бетонного перекрытия, а также его продолжительный ресурс использования.
Расчет толщины армирования перекрытия зависит от его длины
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.
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.
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.
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 мм. При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.
Какой шаг арматуры в плите перекрытия
Самым распространенным железобетонным изделием в строительстве является плита перекрытия. Посредством таких изделий производится устройство перекрытий зданий и сооружений жилого и не жилого назначения.
Крепкая основа конструкции обеспечивается за счет ее армирования путем протяжки арматуры.
Для того, чтобы произвести расчет арматуры для плиты перекрытия необходимы данные о ее размерах и предполагаемом использовании.
Основные аспекты работ по армированию
Толщина плиты принимается в соотношении 1:30 к величине пролета. Например: если пролет между несущими конструкциями (стенами, колоннами) равен 6-и метрам, то толщина монолитного изделия будет 200 мм.
В зависимости от расчетных нагрузок на плиту, для ее армирования применяется металлическая арматура сечением от 8 до 14 мм. При этом, если:
- толщина изделия меньше 150 мм, возможна однослойная укладка усиливающих элементов;
- более 150 мм – металлопрокат укладывается в два слоя: в нижней и верней части плиты.
Армирование производится сетками, состоящими из прутьев одинакового сечения с размером ячеек 150 х 150 мм или 200 х 200 мм, прутья связываются вязальной проволокой.
Дополнительное армирование отдельных напряженных участков (мест повышенной нагрузки и присутствия отверстий) производится отдельными металлическими прутьями длиной от 400 – 1500мм, в зависимости от нагрузок и длины пролетов:
- нижней сетки посредине плиты;
- верхней – на опорах.
Используемый металлопрокат оказывает влияние на несущую способность перекрытия, прутья укладываются в двух или одном (параллельно короткой стороне) направлениях. Преимуществом сетчатого усиления является возможность уменьшение толщины готового изделия при одинаковых площадях.
Опорная арматура предохраняет плиту от растрескивания в пристенных местах.
Венец является обязательным элементом перекрытия, в него заводят арматуру, он проходит сквозь все несущие стены строения.
Толщина готового изделия должна быть не меньше 60 мм толщиной, бетон играет защитную роль для металлопроката. При этом, чем толще плита, тем выше ее прочность и лучше звукоизоляция.
Как выполняется армирование
Верный расчет арматуры для плиты перекрытия является, безусловно, залогом качественного выполнения армирования
При этом, важно, также, все работы провести с соблюдением технологического процесса
Установка опалубки считается самым важным этапом. Как правило, для опалубки используют доски и балки, которые предпочтительнее уложить на всю площадь плиты. Впоследствии используемую древесину можно применить при устройстве, например, крыши. Стойки опалубки необходимо тщательно закрепить с тем расчетом, что при заливке бетоном, нагрузка на конструкцию может достигать около 300 кг/м2.
На опалубку кладется лист ДВП, который можно использовать 2 раза, не менее 20 мм устанавливается защитный слой арматуры: под арматурную сетку подкладывают опоры.
Бетон марки М200 и выше заливается в подготовленное основание.
Демонтаж опалубки производится после приобретения бетоном 100% прочности. Ориентировочно, это происходит за 4 недели. Только после полного высыхания конструкция может быть подвержена предполагаемым нагрузкам.
Арматура для монолитного перекрытия
Арматура для монолитного перекрытия — стальная рифленая арматура класса А500С. Арматурный каркас располагают в нижней части монолитной плиты (в месте растяжения конструкции), а концы арматуры должны отстоять от опалубки на 3-5 см.
При изготовлении монолитных консолей армирующий слой располагают в верхней части конструкции.
Армирование ребристой плиты
Ребристые плиты перекрытия армируют в соответствии с серией Серия ИИ-04-4 (выпуск 6). Основные моменты, которые нужно учитывать:
- данные в рабочих чертежах приводятся с учётом веса плиты;
- рабочая арматура — напрягаемая электротермическим способом, стержневая, из стали классов А1У, АIIIВ, Ат1У и АтУ;
- серия регламентирует минимальное значение предварительного напряжения рабочей арматуры для каждого класса стали;
- конструктивное армирование выполняют в виде каркасов и сварных сеток из стали классов В-I и А-II;
- конструкция и расположение закладных соответствуют ГОСТ 23279-2012;
- для подъёма плиты предусмотрены 4 монтажные петли из горячекатаной арматурной стали класса А-I.
На чертежах показана схема армирования ребристой плиты перекрытия ПГ6. 3 (б) — поперечное крайнее ребро, 3 (в) — поперечное среднее ребро.
Рис. 3 (а). Продольное ребро
Рис. 3 (б). Поперечное крайнее ребро
Рис. 3 (в). Поперечное среднее ребро
Правила армирования
Расчет и последующее армирование всегда осуществляется по определенным правилам и должно в полной мере отвечать всем требованиям.
К таковым относятся:
- При наличии пролетов более 8 метров используется, так называемая, напряженная сетка из стержней арматуры повышенной прочности;
- В сварных конструкция используют пруты диаметром 8-14 мм, при этом расстояние между ними не должно превышать 60 см;
- Расчет толщины монолитной плиты в соответствии со СНИП производится в зависимости от ее ширины по формуле 1:30;
- Если плита не толще 150 мм, то для ее армопояса будет вполне достаточно одной сетки;
- При бетонировании используют жидкий бетон, марка которого должна быть не ниже 200, поскольку другие строительные материалы не способны гарантировать требуемую прочность возводимого перекрытия;
- В обязательном порядке необходимо, чтобы чертеж и схема отображали места усиления армирования. В данном случае речь идет о том, что должно быть правильно сделано поперечное и продольное усиление всего пояса армирования в середине плиты, а также в местах ее соприкосновения с опорами. Особого внимания заслуживают области, на которые предполагаются максимальные нагрузки;
- Самостоятельное монтирование металлических каркасов невозможно, если не будет сделан грамотный расчет квалифицированными специалистами по стандартам, обозначенным в строительных нормах и правилах (СНИП);
- Дополнительные стержни арматуры устанавливаются, как правило, вокруг технологических отверстий.
Стадии выполнения армирования
Мастера определяют самым важным этапом в монтаже монолитных плит именно установку опалубки.
Особое внимание при этом нужно уделять опорным стойкам, которые должны быть закреплены максимально устойчиво. Стоит учитывать, что поперечное перекрытие имеет большую массу
Видео:
Наглядные примеры установки упомянутых элементов конструкции можно увидеть на соответствующих фото в инструкциях. Нагрузки могут достигать трехсот килограмм на один квадратный метр.
Следующим этапом будет сооружение непосредственно самого армирующего пояса, с учетом СНИП и всех конструктивных особенностей в каждом отдельном случае.
Между нижней сеткой и полотном опалубки устанавливают специальные подставки, позволяющие создать защитный слой бетона.
Следует заметить, что железобетонное перекрытие, сделанное по монолитной технологии, подвергать в полной мере нагрузкам, которые предусматривает расчет, можно только после того, как бетон не только полностью высохнет, но и наберет требуемую прочность.
Большинство схем предусматривает такие составляющие каркаса, как:
- рабочая арматура верхнего слоя;
- стержни, которые равномерно распределяют нагрузку;
- подкладки — чаще всего их делают из катанки.
На практике, схемы могут существенно отличаться друг от друга.
Именно по этой причине настоятельно рекомендуется обращаться за помощью профессионалов, способных высчитать потенциальные нагрузки, которые впоследствии должно будет выдерживать поперечное перекрытие.
С другой стороны, все ЖБИ функционируют одинаково и поэтому их монтаж можно производить по общим принципам и ознакомившись с необходимой технической документацией, подкрепленной определенными фото.
Основные нагрузки на плиты изначально осуществляются по направлению вниз, а затем равномерно распределяются по всей поверхности.
Следовательно, большую часть на себя принимает именно нижняя сетка армирования. С учетом подобного явления, СНИП предъявляют жесткие требования к монтажу несущего каркаса.
Современные технологии позволяют создавать перекрытия любой сложности, для которых характерны максимальная прочность, надежность, а также быстрота монтажа.
Как вяжут арматуру – особенности процесса и инструмент
Независимо от метода вязки и применяемого инструмента, процесс фиксации стержней предусматривает:
- Охват вязальной проволокой зоны соединения прутков.
- Формирование петли вокруг стальных стержней.
- Затяжку проволочного узла с помощью ручного или специального инструмента.
Варианты инструмента для ручной затяжки следующие:
- круглогубцы;
- кусачки;
- самодельный крючок;
- ручное устройство реверсивного типа;
- покупной крючок для связывания арматуры.
Ускорить выполнение работ позволит полуавтоматический и автоматический инструмент:
- промышленный пистолет для фиксации стержней;
- электродрель со специальной насадкой.
При выполнении работ любым видом инструмента важно контролировать усилие затяжки
