Аспекты устройства монолитного перекрытия — выявляем суть

Балочная система представляет собой многоэлементную конструкцию, где каждому элементу отводится своя роль: силовые нагрузки берут на себя балки — несущие элементы, а пространство между балками заполняется материалом, обеспечивающим ограждающие функции.

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

  • Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
  • Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
  • Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
  • Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.

Виды монолитного перекрытия из железобетона

Балочное перекрытие представляет собой плиту и балки (ребра). При больших пролетах (более 6 м) необходимы промежуточные опоры, которые выполняют в виде прогонов или колонн, выполненных из монолитного железобетона.

Кессонные перекрытия – одна из разновидностей балочного перекрытия. Оно представляет собой плиту и две взаимно перпендикулярных по направленности балки, находящиеся в нижней зоне. Такая конструкция создает снизу прямоугольные углубления, именуемые кессонами.

Если коротко сказать, то при расчете этого вида перекрытия производится перераспределение арматуры и бетона в конструкции (плита – ребра). Это позволяет получить экономию материала, осуществлять перекрытие больших пролетов. Но это тема уже другой статьи.

Кессонные перекрытия распространены в основном за рубежом при возведении зданий общественного назначения с подвесными потолками.

Монолитные безбалочные перекрытия из железобетона – это сплошная плита, опирающаяся на стены или колонны, которые находятся друг от друга на расстоянии 5 – 6 метров.

Толщина плиты принимается по расчету и варьирует в пределах 120 – 250 мм. Применение этих железобетонных перекрытий, опирающихся на колонны, позволяет добиться гораздо большего разнообразия объемно – планировочных решений.

Балконные плиты, выполненные совместно с монолитным перекрытием и являющиеся его частью, обладают большей прочностью и долговечностью по сравнению с их сборными аналогами.

Все элементы обоих видов перекрытий связаны едино между собой. Размеры сечения каждого элемента, потребное количество арматуры определяется расчетным путем в каждом отдельном случае.

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий – монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.).

Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

Читайте также:  Монтаж дымохода в деревянном доме: устройство, установка

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

– временная нагрузка на перекрытие,

– нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

– нагрузка от веса полов,

– собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 – длина балки, L 2 – расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло – хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала – пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты – временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L – расстояние между балками.

Задаемся шагом балок – 2,5 м, направление балок – вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия – 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры – 35 мм.

Армирование плиты

  • прут армирующий А500С;
  • проволока мягкая;
  • рулетка.

На этом этапе будет производиться работа над армированием.

Схема сборного монолитного перекрытия.

  1. Первым делом следует определиться с армирующим прутом. Он должен быть достаточно прочным, но при этом не иметь чрезмерно большой вес, чтобы железобетонные конструкции держались на высоте. Оптимальный вариант – А500С. При расчетах обязательно следует учитывать, что укладывается двойная обрешетка, что существенно повышает затраты материала. Производится она следующим образом: выкладываются пруты встык к стене параллельно с шагом ровно в 0,5 м, после чего на них укладывается перпендикулярно точно такой же уровень прутьев. Каждое их пересечение связывается мягкой проволокой намертво. Работа очень долгая, но необходимая.
  2. После того как завершена первая обрешетка, точно таким же образом делается вторая, но между собой их связывать не стоит. Также стоит помнить о том, что у каждой из них есть уровень. Нижняя должна находиться на 25 мм выше уровня опалубки, а верхняя ровно настолько же ниже верхней планки заливки. Для этого следует выгнуть из этого же прута импровизированные скобы, которые будут устанавливаться в количестве 1 шт на 4 м², а на них будет подвязываться все армирование.
  3. Как только монтаж полностью завершен, можно приступать к тестированию. Процесс не займет много времени, но потребуется проверить каждый прут на устойчивость, а затем пошатать все армирование. Если ничего не пошевелилось, можно считать, что работа сделана на совесть, но если проявились отклонения, их следует немедленно устранить и лишь потом начинать заливать бетон.
Читайте также:  Как вязать арматуру для монолитной плиты для перекрытия?

Положительные характеристики конструкции

Плита перекрытия с армопоясом имеет высокую несущую способность

По сравнению со сборными конструкциями из дерева, металла и железобетона, монолитное перекрытие имеет ряд существенных преимуществ:

Положительные характеристики конструкции
  • нет необходимости привлекать грузовую и подъемную технику для доставки и установки элементов конструкции;
  • отсутствие швов и щелей, идеальная горизонталь поверхности;
  • минимальный объем отделочных работ по готовому сооружению;
  • однородность плиты, равномерность деформации по всей площади;
  • прочность, высокая несущая способность;
  • полная герметичность, нет риска протечек;
  • возможность изготовления своими руками без покупки профессиональных инструментов и техники.

Даже при таком внушительном перечне достоинств монолитной конструкции, условием достижения качественного результата является соблюдение последовательности работы и сроков, необходимых для созревания бетона.

Чердачное перекрытие при холодном чердаке

Чердачное помещение может быть тёплым или холодным.

В холодном чердаке крыша не утепляется, и отопление не предусматривается. Чтобы холодный воздух из такого чердака не проникал в помещение под чердаком, чердачное перекрытие утепляют.

Однако из жилого тёплого подчердачного помещения в большей или меньшей степени тёплый воздух всё равно диффузирует (приникает) в чердак, неся с собой водяной пар. Пар поднимается выше и, сталкиваясь с холодной внутренней поверхностью крыши, превращается в конденсат. Иногда капли конденсируемой влаги настолько обильны, что, собираясь в ручейки, текут по стенам. Появляется сырость, плесень, грибок и прочие явления, ухудшающие не только влажностный и санитарный режим дома, но и разрушающие конструкции стен и крыши. Ясно, что это недопустимо.

Меры борьбы с появлением конденсата различны. Для начала нужно уменьшить, а по возможности отсечь поступление пара в объём чердака. Это делается с помощью пароизоляционных материалов, укладываемых со стороны подчердачного тёплого помещения, т. е. под утеплителем. Чердак, не используемый как жилое помещение, не требует полной звукоизоляции и высококачественной отделки пола, поэтому некоторые элементы чердачного перекрытия могут быть в него не заложены. Как решает этот вопрос одна из крупных проектных московских фирм показано на рисунке.

При желании сделать чердачное перекрытие таким же, как и междуэтажное, нужно настелить под утеплителем не любой рулонный материал (вспомним, что в обычном междуэтажном перекрытии он играл роль барьера от осыпи звукоизолирующего материала), а именно пароизоляционный.

Если пар всё-таки проникает через неплотности конструкции или иные пути, что чаще всего и происходит, то принимаются конструктивные меры: например, устраиваются продухи для проветривания крыши, о чём будет рассказано в разделе «Крыши».

Читайте также:  Минимальное опирание перемычек на кирпичную стену

При тёплом чердаке в конструкцию крыши закладывается утеплитель (подробнее об этом говорится в разделе «Крыши»), а чердачное перекрытие не утепляют.

Опирание балки на кирпичную стену: разновидности — Из кирпича

Чтобы осуществить опирание балки на кирпичную стену, чаще всего используют опоры, выполненные из стали.

При опирании перекрытий на кирпичную стену между торцом и балкой перекрытия необходимо делать вентилируемый воздушный зазор.

Такой факт, как опирание балки на стену из кирпича, подразумевает, что конец балки может деформироваться достаточно свободно. В момент прогиба балка должна проворачиваться, а под воздействием температурных режимов она должна сместиться по оси (продольной).

Опирание балки на кирпичную стену: разновидности — Из кирпича

Именно в этом случае эксплуатация будет безопасной и надежной и обойдется без дополнительного напряжения. Для достижения этой цели используются подвижные и неподвижные опоры.

К важным функциям такого процесса, как установка балок, относится обеспечение связи имеющегося перекрытия с конструкцией, поддерживающей его, например, со стеной (столбами).

Наиболее важными факторами для надежности и прочности возводимого соединения перекрытия и опоры являются: степень глубины, на которую заделываются балки, их анкеровка в стене и, конечно, оптимальный выбор конструкции опирания.

Устройство с падающими головками

Эта конструкция универсальна, она включает потолочную опалубку с несущей системой потолочных панелей и продольных балок и «падающими» головками. Монтаж балок осуществляется на «падающие» головки, которые необходимо предварительно закрепить на оголовки выдвижных штанг опорных стоек. Штативы стоек обеспечивают устойчивость в процессе монтажа несущих ригелей, которые защемляют в «падающих» головках. На уже собранную несущую конструкцию укладываются опалубочные панели. Укладка осуществляется быстро как в поперечном, так и в продольном направлениях. Преимущество такого решения, прежде всего, в возможности раннего распалубливания. Стойки с «падающей» головкой при этом будут постоянно поддерживать распалубленное перекрытие. Демонтированные панели в это время могут быть установлены на запасных опорах на соседней захватке.

Опалубку можно снимать только после заливки перекрытия и его высыхания, однако снимать опалубку необходимо не всю одновременно, а постепенно.

Недостатки монолитной плиты перекрытия

    перекрытия популярны именно из-за доступности по цене.

    снятия опалубки перекрытие необходимо произвести косметическую отделку.

    такого типа имеют сравнительно бóльший вес в сравнении с деревянным.

    бывают объекты, при которых использование монолитного типа перекрытия либо невозможно (деревянные или бревенчатые дома), либо не выгодно (к примеру наличие завода железобетонных изделий в непосредственной близости от объекта).

    дополнительная звукоизоляция.

    установки должен идти без перерывов между этапами, что не скапливался мусор (пыль, листья) на опалубке и арматурном каркасе.

    от сезона- в зимний период при температуре ниже +5ºС требуются различные морозостойкие добавки и способы прогрева.

Способы усиления перекрытий

Восстановление монолитного перекрытия – это зачастую усиления перекрытий либо замена составляющих перекрытия или его фрагментов.

В первую очередь, восстановление монолитных перекрытий начинается с детального инженерно-конструкторского анализа и рекомендаций конструктора.

Только случается так, что перекрытие нужно разобрать и выполнить снова.

Усиление железобетонных плит перекрытия начинают с установки опорных стоек. Еще обязательно понадобится устройство опор, чтобы перекрыть нижние этажи. Наряду с этим, опорные стойки на всех этажах обязаны располагаться одна над другой. Эти стойки устанавливаются на лаги. Ими могут выступать деревянные брусья либо стальные балки. При их помощи вес ремонтируемого монолитного перекрытия размеренно распределяют по перекрытию нижнего этажа.

Метод укрепления монолитного перекрытия, вид эксплуатируемых материалов, распределение работ и предохранение элементов здания в процессе выполнения определяет конструктор.