Основные правила устройства монолитных перекрытий

Сборная и монолитная плита перекрытия – варианты конструкций

При возведении жилых и производственных зданий строителями сооружаются различные виды железобетонных перекрытий:

• сборные. Для их изготовления используется необходимое количество стандартных железобетонных панелей, изготовленных в производственных условиях. Выбор длины плиты выполняется с учетом нужного расстояния между капитальными стенами. После укладки с помощью грузоподъемного оборудования готовых изделий производится их анкеровка и выполняется герметизация рабочего шва между торцами панелей;
• сборно-монолитные. Технология формирования перекрытий сборно-монолитного типа похожа на метод обустройства сборных конструкций. Готовые плиты укладываются на опоры, функцию которых выполняют несущие стены строения. После фиксации уложенных плит арматурой выполняется заливка бетонного слоя толщиной не менее 100 мм. Высота перекрытия включает толщину плиты и высоту залитого поверх бетона;

Одним из самых надежных и недешевых перекрытий в строительстве, является монолитное перекрытие

монолитные. Для сооружения цельной плиты не требуется грузоподъемная техника. Процесс сооружения цельной конструкции предусматривает установку щитовой опалубки, сборку и размещение внутри нее арматурного каркаса, а также последующую заливку бетонного раствора

Важно правильно выполнить расчет опалубки с учетом планируемой нагрузки на перекрытие. Владея технологией монтажа, все работы несложно произвести своими силами

Частные застройщики отдают предпочтение монолитным конструкциям благодаря простоте, возможности самостоятельного сооружения, а также отсутствию необходимости использования грузоподъемного оборудования. Не обязательно сооружать щитовую опалубку из древесины, если принимается решение сформировать перекрытие по профнастилу монолитное. В этом случае нижняя поверхность перекрытия, образованная металлопрофилем, не требует дополнительной отделки. Выбирая разновидность железобетонной плиты, руководствуйтесь требованиями проектной документации и учитывайте конструкцию здания.

Устройство перекрытия

Если говорить про обустройство проекта, который будет рассмотрен, то оно будет формироваться из особого армированного бетона. Его требуется заливать внутрь опалубки, которая не станет деформироваться в дальнейшем, а еще не будет прогибаться при нагрузках. Для собственноручного изготовления изделия требуется пиломатериал, инструменты для подгона, раскройки и сборки щитов. После этого, как будет сделана распалубка, его можно использовать в механизме стропильного типа. Расходником будет аппаратура, а также будут забетонированы коммуникации. Самой сложной будет плиты перекрытия в подвале – из-за огромного числа вводных узлов инженерных механизмов.

Как рассчитывать нагрузку

При процессе применения перекрытия монолитного вида будут подвергаться влиянию различных типов нагрузок:

• Постоянных.
• Временных.

Если говорить про временные, то их величина будет напрямую связана с массой инженерных коммуникаций, напольная отделка, облицовка потолка и предметы мебели, а еще число людей, которые находятся внутри помещения. Во втором случае передача будет производиться массой стан здания, внутренних перегородок и веса крыша, которая еще и воспринимает дополнительную массу от нагрузок в виде осадков или ветра. Когда работы по выстраиванию стен выполнена в полной мере, а уровень подогнан, можно самостоятельно обустроить плиту. Нагрузка, которая влияет на изделие, будет определяться толщиной железобетонного перекрытия. К примеру, если толщина составляет примерно 0.2 метра, то каждый квадратный метр поверхности сможет выдерживать до 500 кг полезной нагрузки. Если все расчеты были выполнены правильно, то получится оценивать нагрузочную способность железобетонных плит с учетом настоящих эксплуатационных условий, а значит, не дать трещинам появляться.

Требуется понимать и тот факт, что при проектировании перекрытий из железобетона должен быть составлен детальный план, который обычно является чертежом

При выборе длины пролета важно соотносить ее плитной толщиной. Такое соотношение должно быть приблизительно 30 к 1

Но при самостоятельной реализации проекта делать что-то толщине, нежели 0.4 метра, нет смысла, потому что несущая способность будет увеличиваться, равно как и масса, а еще станет выше статическое напряжение. По такой причине допускаемая степень нагрузки на перекрытия, сделанные своими руками, редко превышает показатель в 1.5-2 тонны на квадратный метр.

Правда, такую ситуацию можно и исправить, если включить в несущую конструкцию двутавровые стальные балки, которые будут лежать на ровной поверхности стеновой несущей кладки из бетона. Есть и другой вариант, как можно поднимать пролетную длину при сохранении планировки свободного типа – осуществлять упор конструкции в целом на колонны. Если толщина до 0.4 метров, а пролетная длина в 4 направлениях от колонн – 12 метров, то площадь сечения опоры будет составлять от 1 до 1.35 метров. Но это получится лишь в том случае, если сечение арматуры, которые было заложено в колонне, будет не меньше 1.5%.

Как выбрать бетонную марку

Для обустройства монолитного перекрытия с армированием своими руками требуется отметить, что вопрос подбора бетонной марки для самодельного перекрытия очень важен. Дело в том, что, если выбрать неправильный материал, это может сулить проблемы с прочность, уменьшением степени сопротивляемости к нагрузке и прочее. Из-за этого рекомендации профессионалов в таком вопросе точно не будет лишним.

Марки М400-М500 практически не используют при строительстве частных объектов. Они крайне популярны при создании таких строений, как дамбы, плотины, мосты и всевозможные гидротехнические строения. Если сделать выводы из описанной информации, то лучше всего для обустройства перекрытия монолитного типа собственноручно применяют марки М250-М350.

Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура – на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями – это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона

Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть – именно здесь возникают наибольшие напряжения

Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).

В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила “среза”) воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор – стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.

Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.

Монтаж арматуры перекрытия.

Заливка перекрытия бетоном.

Армирование плиты перекрытия: чертежи и схемы

Существует несколько общих правил того, как армировать плиту перекрытия:

1. Для этих целей, как правило, применяется рифленая арматура сечением 8-12 мм в зависимости от габаритов перекрываемого пролета. При устройстве монолитных конструкций нижнюю сетку можно сделать из толстых прутков, верхнюю – из более тонких стержней.

2. Размер ячеек армирующей сетки обычно составляет 150х150 или 200х200 мм.

   Фото 7. Готовый армирующий каркас монолитной плиты перекрытия

3. Соединение арматуры между собой производится с помощью вязальной проволоки диаметром 1,2-1,6 мм.

4. Соединять прутки электросваркой не допускается, так как это нарушает структуру металла в местах сварки и снижает несущую способность конструкций.

   Рисунок 8. Чертеж армирования монолитной плиты перекрытия

Еще один важный момент – схема армирования плиты перекрытия разрабатывается обязательно с учетом глубины опирания на несущие конструкции. Она должна составлять в пределах 100-150 мм в зависимости от материала, из которого возведена «коробка» здания.

Рисунок 9. Расположение арматуры в сборно-монолитной плите перекрытия

Опалубка для монолитной плиты перекрытия – особенности установки

Обязательным условием качественного выполнения работ является обеспечение горизонтальности опалубки

Осуществляя сборку, важно обратить внимание на тщательную подгонку элементов

Монтируйте опалубку по следующему алгоритму:

1. Отбейте координаты расположения нижней плоскости будущей конструкции, используя нивелир или строительный уровень.
2. Произведите установку телескопических опор или деревянных балок, обеспечив шаг между стойками 100 см и расстояние до стен 20 см.
3. Выполните укладку ригелей, которые представляют собой металлические балки или деревянные брусья, воспринимающие нагрузку от массы опалубки.
4. Закрепите поперечные бруски с интервалом 50 см и прикрепите к ним фанерные листы или обрезные доски, обеспечив отсутствие зазоров.
5. Отрегулируйте высоту вертикальных опор, обеспечив совпадение верхнего уровня опалубки с плоскостью стен.
6. Смонтируйте вертикальные стенки деревянной опалубки, соблюдая герметичность конструкции.
7. Проконтролируйте правильность монтажа опалубки и тщательную подгонку угловых стыков, устраните дефекты.

Демонтаж опалубочной конструкции производится через 30 дней после бетонирования с соблюдением требований безопасности.

Для того чтобы сделать монолитную конструкцию, сначала необходимо выполнить опалубку

Заливка и набор прочности

Если вы делаете монолитное железобетонное перекрытие дома или коттеджа своими руками, то, скорее всего, не сможете закончить работу одним днём. Это не критично — надо только заранее поставить рассечки, ограничивающие растекание раствора по всей поверхности. Когда перекрытие делает компания «Коттедж-Эксперт» в переносе работы на завтра и установке перемычек нет необходимости. Перекрытие заливается одним днем, бетон обрабатывается вибраторами для удаления пузырьков воздуха, после чего плита укрывается пленкой. 

Внешнюю поверхность необходимо некоторое время ежедневно поливать, поддерживая в чуть влажном состоянии. Снимают опалубку через месяц, получая ровную красивую и прочную плиту перекрытия, которая прослужит десятилетиями.

Другие половые работы: стяжка пола, выравнивание пола фанерой, монтаж теплого пола

Преимущества армированных плит перекрытия

Армирование монолитной плиты перекрытия производится с целью увеличения ее устойчивости к прогибу. Совместная работа армирующего каркаса и бетона, надежно соединенных между собой, обеспечивает более качественное восприятие несущими конструкциями растягивающих напряжений.

Фото 1. Процесс устройства монолитной конструкции

Преимущества устройства монолитных плит перекрытия с арматурой:

• Возможность реализации любых проектных решений.
• В качестве опорных элементов могут выступать не только стены здания, но и колонны.
• Цельная железобетонная конструкция отличается повышенными прочностными характеристиками и жесткостью.
• Монолитное перекрытие способствует равномерному распределению нагрузок с последующей их передачей на несущие стены и фундамент здания.

Но имеет монолит и недостатки, основным из которых является большая трудоемкость процесса. Также в ходе застывания бетона за ним нужен специальный уход – укрыть пленкой, мешковиной или другим материалом для предупреждения быстрого испарения влаги, регулярно увлажнять, первые 2 недели не нагружать поверхность плиты.

Сборно-монолитные перекрытия по сравнению с монолитными обладают большим количеством преимуществ – в частности это гораздо меньший вес и повышенные теплоизоляционные и шумоизоляционные характеристики.

Рисунок 2. Внешний вид СМП

Подробнее конструкция и устройства СМП рассмотрено в следующем видео:

Какие нагрузки наиболее значимые?

Безбалочное монолитное перекрытие кессонного типа рассчитывается по методу предельного равновесия. На практике определено, что самыми опасными для конструкций этого вида являются следующие нагрузки:

• Полосовая нагрузка – при воздействии возникает 3 линейных пластических шарнира, который соединяют звенья на участках излома. В пролетах шарниры возникают по оси нагруженных конструкций, поэтому в этом случае трещины образуются снизу перекрытия. Вблизи опор шарниры возникают на определенном расстоянии от оси колонн, которое зависит от размеров и конфигурации капителей, и трещинообразование наблюдается сверху. На крайних участках (при опирании на стену) по наружной краю образуется только 2 пластических шарнира в пролете и возле опоры недалеко от 1-го промежуточного ряда колонн.
• Сплошное загружение – линейные пластические шарниры взаимно перпендикулярны и параллельны рядам колонн и образуются в средних панелях с трещинообразованием снизу. При этом возникающие шарниры разделяют каждую условную панель на 4 звена, вращающихся вокруг этих опорных  пластических шарниров с осями в зоне капителей, расположенными под 45° относительно рядов колонн. Раскрытие трещин в средних панелях над шарнирами происходит вверху, а по линиям колонн – трещины проходят по всей толщине перекрытия. Схема образования пластических шарниров в крайних панелях зависит от конструкции опорных элементов (наличие полукапителей с окаймляющими балками или свободное опирание на стену и т.д.).

Фото 10. Устройство кессонной горизонтальной несущей конструкции

Виды перекрытий

Перекрытия дома
опирают на стены или колонны. Основные конструкции перекрытий — безбалочные и по балкам
.

В безбалочных перекрытиях
несущей конструкцией служат железобетонные плиты. По технологии возведения их делят на сборные, монолитные и сборно-монолитные. Сборные собирают из плит заводского изготовления. Монолитные выполняют на месте по опалубке, используя монолитный бетон. В сборно-монолитных перекрытиях пролеты, которые имеют прямоугольную конфигурацию, перекрывают плитами, а нестандартные пролеты — монолитным железобетоном.

Из сборных плит наиболее распространены многопустотные плиты высотой 220 мм, длиной 2-7,2 м, шириной 1,2 или 1,5 м. Производят также сплошные железобетонные плиты перекрытии высотой 140- 160 мм, а также из армированного легкого бетона. Последние имеют высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные качества.

В перекрытиях по балкам
несущей конструкцией служат балки — металлические или деревянные. По ним укладывают настил. В строительстве частных домов применяют два типа таких перекрытий. Изделия первого типа — часторебристые перекрытия, состоящие из металлических балок и уложенных по ним мелкоштучных элементов настила из легкого бетона или керамики. Второй тип — перекрытие по деревянным балкам. По ним обычно укладывают деревянный настил.

Ошибка!

Если железобетонную плиту перекрытия консольно вывести за пределы наружной стены для создания балкона, то образуется мостик холода. Для создания консоли балкона подойдут плиты только из теплого бетона.

Нагрузка на перекрытие

Плита перекрытия будет прочной, если действующие в ней усилия меньше прочности ее армированных сечений. Рассчитываются также нагрузки на плиту. При этом учитываются следующие составляющие:

• Собственный вес плиты (обычно с коэффициентом надежности по нагрузке 1,2);
• Собственный вес пола в кг/м3;
• Вес перегородок, приведенный к площади плиты в кг/м3 (учитывается вес погонного метра перегородки и шаг перегородок);
• Полезная нагрузка (жильё) — обычно принимается от 150кг/м3 при коэффициенте надежности 1,3.

Все составляющие суммируются, образуя величину полной расчетной нагрузки на плиту (результат в Т/м2).

Инструменты и материалы

Нам потребуются:

• лист А3;
• карандаш с ластиком;
• рулетка.

На этом этапе происходит полный расчет всех средств и материалов, которые будут использоваться в дальнейшем. При желании можно правильно рассчитать все до мелочей.

1. Изначально следует сделать план поверхности первого этажа, на которой будет производиться . При открытой поверхности 10*10 м можно обойтись без дополнительных несущих стен, но если площадь больше, то желательно иметь в наличии хотя бы одну несущую перегородку, т.к. масса плиты будет весьма большой. За периметр берется внешняя стенка здания, т.к. несущей должна быть вся стена, а не ее часть.
2. Производится расчет фанеры, которая будет использоваться для того, чтобы сделать опалубку. Для этого нужно знать простую формулу: площадь+периметр*высоту опалубки. У полного монолита она равна 0,3 м, тогда как у половинчатого 0,12-0,2 м. Так для дома с периметром в 10*10 м потребуется 100 м² сплошного и 12 м² пиленого по 0,3 м листа.
3. Следующим этапом следует сделать расчет того, сколько необходимо положить цементного раствора. Тут формула будет простая площадь*высоту-5% (которые уйдут на армирование). Таким образом для того же дома потребуется 28,5 м³ раствора. А с учетом того, что средний автомиксер вмещает в себя 8-9 м³ раствора, то потребуется заказать 4 машины.
4. Армирование также стоит заранее просчитать. С учетом стандартного шага в 0,5 м формула будет выглядеть следующим образом: длина*ширину*4 – это размер одного слоя. При максимальной плите без двутавров таких слоев будет два. Т.е. для этого же дома потребуется 800 м армирующего прута+2% на скобы.
5. Балки (двутавры) рассчитываются по самой простой формуле: ширина/2. Это их то количество. Как правило, их длины хватает для одного перекрытия.

Рассчитывать гвозди, полиэтилен, толь и прочие материалы изначально не стоит, т.к. количество гвоздей может варьироваться, а толь и полиэтилен равны периметру+5%.

Бетонирование монолита – заливка монолитного перекрытия своими силами

Для обеспечения прочности и однородности железобетонной поверхности необходимо залить монолитную плиту перекрытия в один прием. Учитывая увеличенную потребность в бетоне, целесообразно приобрести готовый раствор, доставляемый в строительном миксере.

Заливка перекрытий своими руками выполняется по следующему алгоритму:

1. Подается бетонный раствор в опалубку и равномерно распределяется по всей площади.
2. Производится уплотнение с помощью глубинного или поверхностного вибратора.

После трамбовки выравнивается поверхность массива, твердеющего на протяжении четырех недель.

Безбалочные перекрытия из монолитного железобетона

Монолитную плиту перекрытия изготавливают на месте, опирая ее по периметру или по нескольким сторонам. Для устройства перекрытия необходимы материалы для изготовления опалубки (доски или шиты), арматура, монолитный бетон. Под опалубку подводят временные опоры с нижнего этажа. Схему армирования и толщину плиты (в зависимости от пролета — 80-200 мм) определяет конструктор.

Внимание!

• Ширина поверхности опирания плиты должна быть не менее 12-15 см;
• арматура должна отстоять от края плиты на 4-5 см, чтобы это пространство можно было заполнить защитным слоем бетона;
• для замоноличивания перекрытия следует использовать бетон марки не ниже той, которая указана в проекте, и только заводского изготовления;
• не забудьте оградить места проемов в перекрытии специальными блоками или деревянной опалубкой;
• не снимайте опалубку преждевременно. Подождите хотя бы неделю, бетон должен набрать 70% прочности. Несколько стоек оставьте до его полного затвердения (28 дней).

Расчет

Для выполнения расчета монолитного перекрытия рекомендуется использовать специальные программы, позволяющие максимально быстро произвести решение поставленной задачи. За основу для расчета каркаса и узла опирания принимается руководство СНиП, в котором изложены основные технические параметры. Схема будет включать следующие параметры:

• массу железобетона – стандартная равна 2500 кг/м3;
• вес конструкции пола, обустраиваемой поверх нее, перегородок – 150 кг/м2 (усредненные значения);
• полезную нагрузку – она составит не менее 300 кг/м2.

Подбор армирования производится программой по осям X и Y, выполняется с учетом ожидаемых и моделируемых деформационных нагрузок. Также учитывается длина проекта, класс бетона и арматуры, толщина защитного слоя. При расчетах собственный вес пола суммируется с аналогичным показателем, но с учетом надежности по нагрузке, весом перегородок, расчетом временной нагрузки. Сложив эти параметры, можно получить информацию, применимую при разработке эскизных решений.

Еще один компонент расчетов – определение моментных усилий в сечениях монолитной плиты. Оно рассчитывается исходя из параметров конструкции, определяется индивидуально. Определение количества арматуры производится по усредненному весовому коэффициенту – он равен 80 кг/м3. Площадь перекрытия умножается на его толщину и перемножается со значением 80. Полученный результат будет равен общей массе арматурных стержней.

О том, что такое монолитное перекрытие, смотрите в следующем видео.

Процесс монтажа

Как и во всех работах, первым, что нужно будет сделать, будет приобретение всевозможных материалов и приспособлений. В частности, для изготовления опалубки, потребуется или разборная конструкция, которую можно арендовать у строительных фирм, либо материал для собственноручного изготовления этой конструкции.

Если монтаж будет производиться своими руками, то для опалубки нужно приготовить фанеру влагостойкого типа, или доски. Фанера должна быть не меньше 2 сантиметров толщиной, а доски – не менее 2,5 сантиметров.

При возведении постройки, в некоторых случаях может понадобиться устройство специального укрепляющего элемента. Его называют монолитный пояс под плиты перекрытия. Он представляет собой армированную бетонную ленту, проходящую по периметру здания и являющуюся опорой для сооружаемой конструкции.

• Начинается процесс монтажа плиты, с установки стоек или опор, которые будут поддерживать плиту во время ее монтажа и застывания. Их устанавливают с определенным шагом – он регулируется расстоянием между балками перекрытия и его размером.
• Далее устанавливаются продольные балки. Их нужно уложить в специальные крепления на установленных ранее опорах. В народе эти крепления называют «короны» или «вилки». При укладке балок, нужно учесть, что поверхность опалубки должна быть строго горизонтальной. Все балки укрываются фанерой или досками. После формирования плиты, эти части опалубки нужно будет снять, так что необходимо учесть эти нюансы их установки.

Когда балки уложены, можно начинать сборку горизонтальной части опалубки, с проверкой горизонтальности плоскости

Она должна соблюдаться абсолютно по всей площади.
При сборке, следует уделить внимание тому, насколько ровной получится плоскость – от этого зависит, насколько ровным будет потолок, которым является нижняя ее часть. Для того, чтобы получить плоскость наиболее высокого качества, а так же для предотвращения вытекания бетона в щели, укладывается гидроизоляционная пленка.
Далее устанавливаются вертикальные элементы

Их нужно установить так, чтобы после заливки, края плиты заходили на стены с достаточным запасом. Нужное расстояние указано в СНиПе.
После этого, приступают к армированию всей поверхности будущей плиты. Укладывается два ряда сетки из арматурного прута. Ячейка получаемой сетки, должна быть около 20 сантиметров. Первый слой укладывается на расстоянии около 2,5 сантиметров от нижней плоскости опалубки. Для того, чтобы приподнять сетку, используют специальные проставки из пластика.

• Второй слой сетки монтируется на таком же расстоянии от верхней плоскости будущей плиты. Чтобы закрепить два слоя сетки на необходимом расстоянии, из арматурных прутков сгибаются специальные подставки. Все слои сетки и все ее элементы, связываются между собой вязальной проволокой.
• Когда арматура уложена, а все элементы опалубки находятся на своих местах, начинается процесс заливки раствора. Марку бетона выбирают не просто так, а исходя из данных по предполагаемой нагрузке на плиту. Не стоит забывать, что все технологические отверстия в получаемой плите, необходимо заранее огородить специально изготовленными коробами.

• После заливки раствора, его необходимо протрамбовать специальным вибростанком для бетона. Это позволит сделать залитое перекрытие более однородным по структуре, а также выгонит все образовавшиеся при заливке пузыри воздуха.
• Полученная поверхность увлажняется в течении недели с момента заливки раствора. После этого, постоянное увлажнение не требуется. Но, контролировать высыхание поверхности все же нужно.
• Для полного застывания бетона может потребоваться до 30 дней. Все зависит от выбранной марки бетона и толщины создаваемой конструкции.

По прошествии указанного срока, опалубка полностью снимается, а перекрытие готово к использованию.