Как сделать расчет монолитной плиты перекрытия?

Расчётная длина плиты

Плита может иметь практически любую длину. Однако расчетная длина (пролёт балки) отличается от фактической. Пролёт – это расстояние от одной стены до другой (длина либо ширина комнаты). Именно поэтому определить размер пролета не составит труда: достаточно воспользоваться рулеткой или другим измерительным прибором и измерить это расстояние. Безусловно, фактическая длина плиты будет значительно больше, т.к. она опирается на несущие стены. Опорами могут выступать балки, кирпич, блоки и другие стройматериалы. Производя расчеты, помните, что если прочность материала невысокая, то и нагрузка не должна быть большой. Иначе стены не выдержат повышенной нагрузки и частично либо полностью разрушатся раньше срока.

Класс бетона

Рассчитывать монолитную плиту перекрытия нужно по поперечному сечению. Бетонная смесь имеет неоднородную структуру, из-за чего прочность и другие характеристики могут отличаться даже в одной и той же плите. Более того, если вы отбираете несколько образцов бетонной смеси из одного замеса, то они могут иметь разные характеристики, ведь итоговые показатели зависят от ряда факторов:

• загрязненность бетонной смеси;
• активность смеси;
• способ уплотнения бетона;
• плотность замеса и самой смеси;
• ряд других факторов.

Производя все необходимые расчёты, всегда необходимо учитывать класс бетона и арматуры. Сопротивление бетонной смеси на растяжение и изгиб нужно принимать на то значение, на какое идет сопротивление арматуры, т.е. проще говоря, за растяжение и изгиб плиты отвечает арматура. Сразу стоит отметить, что для расчета существует несколько формул, в которых учитываются различные факторы.

Важно! Стоит отметить, что заливку бетона лучше выполнять целиком за один раз. Таким образом ваша конструкция получается монолитной, что повышает ее прочность и продлевает срок службы

Если же этого сделать не получается, то лучше поставить рассечки. Это специальные промежуточные сетки, которые устанавливаются внутри опалубки. Они ограничивают бетонирование и повышают прочность конструкции, если заливка осуществлялась в несколько этапов. Делают такие сетки из стали, сами ячейки имеют квадратную форму, а их ширина обычно составляет 8-10 миллиметров. Устанавливаются они в вертикальном положении и крепятся к арматуре каркаса. Важно отметить, что в середине пролета делать такие рассечки запрещено, также их нельзя делать из досок и других материалов, которые по своей структуре напоминают древесину.

Так в чем же различия между ПК и ПБ?

Основным и главным отличием ПК от ПБ – является технология производства. Ниже мы рассмотрим технологический процесс, достоинства и недостатки каждого типа плит.

При изготовлении ПК используют опалубки (метало формы), в которые закладывается предварительно напряженная арматура (метало каркас) и вводятся пуансоны (металлические трубы), позволяющие получать в плите ПК отверстия круглой формы. В подготовленную форму бетоноукладчиком заливается бетон и уплотняется, путем вибрационного прессования. Произведенная продукция вместе с опалубкой поступает в пропарочные камеры и проходит термическую обработку. За ночь плиты набирают 80% прочности и уже на следующий день готовы к транспортировке и монтажу.

Очень удобно, что диаметр отверстий плит перекрытия ПК, позволяет прокладывать внутри пустот инженерные коммуникации, например сантехнические трубы и электропроводку. К недостаткам данной продукции можно отнести их внешний вид. Пустотные плиты ПК выпускаются на протяжении 50-ти лет и по праву заслужили доверие строителей, зарекомендовав себя на рынке строительных материалов надежными и долговечными изделиями.

Производство ПБ происходит на специализированных стендах без опалубочной технологии формирования железобетона. На подогреваемой площадке стенда натягивается металлическая проволока, позже вдоль вибрационной линии производства проходит формовочная машина, формируя плиту-полуфабрикат длинной до 190 м. Полученная продукция накрывается теплоизоляционным материалом. После просушки, изделие размечают и режут, получая многопустотные плиты ПБ необходимых размеров.

Основные достоинства данной продукции, заключаются в ровной/гладкой поверхности, широким спектром геометрических размеров, относительно не большим весом изделий. Наряду с преимуществами, многопустотные плиты ПБ имеют и недостатки — отсутствует возможность прокладки коммуникаций в пустотах (приходится ломать ребра жесткости между пустотами), монтажные петли расположены с боку плиты, затрудняя погрузочно-разгрузочные работы и укладку изделий.

Определение технического состояния и степени износа конструкций перекрытий (плит перекрытий, балок и т.д.).

Безопасность эксплуатации зданий или сооружений не в последнюю очередь зависит от исправного состояния конструкций перекрытий. В процессе длительной эксплуатации, а также в результате ошибок, допущенных при проектировании и строительстве, в перекрытиях возникают деформации, появляются трещины и другие признаки разрушения. 
Для установления точных причин появления повреждений, а также для выбора метода восстановления эксплуатационных характеристик перекрытий необходимо определить их текущее техническое состояние и степень износа т.е. произвести экспертизу или выполнить обследование.

Настил наката: рекомендации

Для того чтобы сделать потолок первого этажа, необходимо сделать накат. Этот этап работы может быть осуществлен с использованием самых разнообразных материалов.

Схема настила наката.

В самом распространенном варианте вдоль боковой стороны балки прибиваются черепные бруски. Такие бруски должны иметь сечение 40*40 или 50*50 мм. Они не должны выступать ниже основной балки. Именно на них впоследствии будут крепиться ровные доски, толщина которых должна быть в пределах 10-25 мм. Для того чтобы подбить потолок, можно применять листы фанеры. Используя листовой материал, можно получить идеально ровный потолок. Минимальная толщина фанеры в таком случае должна быть не менее 8 мм

Очень важно контролировать, чтобы края листов ложились именно на середину балки

Вместо использования черепных брусков можно сделать специальные пазы в балках. Для того чтобы использовать такой метод, сечение балки должно продумываться заранее.

Статья по теме: Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам в доме

Как вариант настила нижняя часть элементов перекрытия может оставаться открытой, для этого черепные элементы прибиваются не вровень, а немного выше. Таким образом настил осуществляется между балками.

После того как накат будет сделан, можно приступать к укладке пола второго этажа. Если вместо второго этажа располагается чердак, то достаточно выполнение чернового пола. Если же на втором этаже располагается комната, то пол необходимо делать из качественного материала. Деревянные доски будут укладываться непосредственно на лаги.

Заливка бетона

Перед заливкой бетона в опалубку необходимо проверить её надёжность, проконтролировать наличие всех технологических отверстий. К последним относятся дымоходы, каналы вентиляции, отверстия для труб, кабелей, – для всех предусматриваются короба, закладные детали, другие решения.

Бетонная смесь, как правило, подаётся через распределительный рукав автобетононасоса. Перед доставкой бетона на объект надо выяснить, имеется ли в комплекте автомиксера рукав достаточной длины.

Для принятия бетона требуются два человека: один подаёт рукав с бетоном в нужное место опалубки, другой разравнивает смесь по заданной отметке. При низкой пластичности бетонной смеси оператор может добавить в неё немного воды, — на качестве бетона это не отразится, а разравнивать и подавать смесь в самые дальние уголки будет значительно легче.

Уплотнение бетона производится с помощью глубинного вибратора, его можно взять в аренду, стоимость небольшая, тем более учитывая, что он нужен на несколько часов.

После заливки всей опалубочной формы бетон окончательно выравнивается и заглаживается.

Способы установки

Существует 3 основных способа опирания пролётных конструкций на стены, каждый из которых имеет как преимущества, так и недостатки:

1. По двум сторонам – плита работает по классической балочной схеме, как изгибаемый элемент, под действием постоянных и временных нагрузок. Подходит для монтажа в любом помещении.

   Плюсы: конструкция поддаётся элементарному расчёту, исключающем ошибки при подборе типа перекрытия. Минусы: повышенное значение опорных реакций приводит к необходимости обеспечения глубокой заделки пролётного элемента в стену для увеличения площади контакта.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

2. По трём сторонам

   По двум коротким и одной длинной стороне.

   . Конструкция используется при необходимости формирования двухсветного пространства в высоком помещении, либо при устройстве лоджии в плоскости фасада здания. Существует 2 подвида такого опирания:

Плюсы: в обоих случаях площадь контакта увеличивается, по сравнению с опиранием по 2 сторонам. Соответственно, давление от веса плиты на 1 см2 снижается, и глубину заделки допускается уменьшить.

Минусы: перекрытие перестаёт подчиняться линейной зависимости при расчёте по 2 группам предельных состояний.

При опирании возникают неравномерные прогибы, когда одна длинная сторона полностью лежит на опоре, а вторая выполняет роль пролётной конструкции, деформируясь под нагрузкой. Если рядом с такой плитой лежит элемент перекрытия, опёртый по 2 сторонам, то разница в прогибах может быть заметна невооружённым глазом.

По четырём сторонам – плита накрывает единой конструкцией всё пространство комнаты. Применяется, когда к помещению предъявляются особые требования (например, по обеспечению герметичности перекрытия). Плюсы: минимальное давление на опоры исключает локальное смятие. Допускается уменьшение площади контакта перекрытия со стеной.

Минусы: при соотношении сторон плиты a/b или b/a < 2, конструкция начинает работать, как опёртая по контуру и требует двойного расчёта в продольном и в поперечном направлении. Это приводит к увеличению количества рабочей арматуры и, соответственно, удорожанию конструкции.

Как сделать плиту перекрытия своими руками – правила укладки сборных плит

Стандартные железобетонные панели усилены арматурным каркасом и не требуют установки опалубки. Вместе с тем, при кажущейся легкости выполнения монтажных работ, до начала строительных мероприятий следует тщательно ознакомиться с правилами монтажа цельных плит.

Соблюдайте следующие требования при укладке панелей на капитальные стены:

обратите внимание на расстояние между торцевыми плоскостями несущих стен, не превышающее максимальную длину готовой плиты (до 9 метров); применяйте грузоподъемную технику для снятия и транспортировки плит на рабочий участок; надежно крепите такелажную оснастку к вмонтированным в бетонный массив петлям или специальным строповочным проушинам; производите монтаж на спланированную торцевую плоскость стен, при этом необходимо следить за ровностью их укладки;

Самый распространенный и универсальный – укладка плит перекрытия заводского изготовления

• опирайте железобетонные панели на стены, обеспечив равную величину перекрытия. Плиты должны располагаться на удалении от края стены на 90-150 мм;
• тщательно герметизируйте технологические зазоры и стыковые швы цементным раствором, не допускайте монтаж без цементирования;
• контролируйте горизонтальность поверхности при монтаже, используя строительный уровень и отвес;
• выполняйте монтаж только на поверхность капитальных стен, сооружайте внутренние перемычки и простенки после установки плит;
• вырезайте проемы и межэтажные люки только на участке стыковки рядом расположенных бетонных панелей;
• обеспечьте гарантированный трехмиллиметровый зазор между боковыми плоскостями железобетонных плит.

Если общая ширина сборных панелей не соответствует расстоянию между стенами, укладывайте их с равномерным зазором или оставьте щели с боковых сторон с последующей заделкой их бетонными блоками или раствором.

Качество монтажных работ зависит от правильности выполнения подготовительных мероприятий.

Соблюдайте следующие требования:

• обеспечьте плоскостность торцов капитальных стен, устраните неровности с помощью цементного раствора;
• убедитесь в запасе прочности несущих стен, усильте их, при необходимости, армированным поясом;
• закрепите опорные прутки с шагом в 1,5 м для фиксации плит во время монтажных мероприятий.

Не все работы можно выполнить самостоятельноВыполняйте монтаж с использованием грузоподъемных средств по следующему алгоритму:

1. Уложите слой раствора на торец стен.
2. Произведите строповку плиты за проушины.
3. Дайте команду крановщику на перемещение панели.
4. Опустите плиту, выдержав расстояние не менее 120 мм с каждой стороны.
5. Проверьте правильность расположения и отсоедините стропы.

Помните, что горизонтальность установки обеспечивается только за счет слоя бетона без использования в качестве подкладки стальной арматуры и различных элементов. На завершающей стадии работ выполните анкеровку плит стальной арматурой или кольцевым анкером. Затем следует загерметизировать стыковочные швы цементным раствором, а также заполнить внутренние полости плит торцевых сторон минеральной ватой или раствором цемента по 30 см с каждой стороны.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет l_n вычисляют по формуле m_n = q_nl_n2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q₁ и q₂ равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как выбрать сечение арматуры

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h₀₁ = 130 мм, для второй – h₀₂ = 110 мм. Воспользуемся формулой А_n = M/bh2_nR_b. Соответственно получим:

• А₀₁ = 0.0745
• А₀₂ = 0.104

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

• Fa1 = 3,275 кв. см.
• Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметку
Для расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Виды железобетонных конструкций и область применения

Монолитные плиты подходят для использования в массивных строениях из камня или кирпича. В кирпичном доме такое перекрытие создает диск, придающий зданию дополнительную жесткость

При укладке межэтажного ж/б перекрытия важно выбрать тип его изготовления:

Оба этих способа распространены в настоящее время, но постепенно первый вытесняет второй. Главные недостатки монолитного перекрытия – стоимость опалубки и необходимость выжидания времени затвердевания бетона. К достоинствам можно отнести:

• высокая скорость укладки;
• уменьшение финансовых затрат;
• отсутствие необходимости в сложной грузоподъемной технике;
• возможность заливки плиты сложной конфигурации в плане;
• надежность и прочность.

Схема монолитной конструкции

К достоинствам сборной технологии относится:

• высокая скорость монтажа;
• нет необходимости ждать.пока бетон наберет прочность;
• надежность и прочность;
• более простая технология изготовления.

Недостатков у этого способа чуть больше, чем у предыдущего:

• большая масса отдельных элементов;
• возникает необходимость в грузоподъемной технике (автокран);
• ограниченное количество типоразмеров, сложность в перекрытии помещений необычных форм.

Схема сборного изделия

Выбор между технологиями, по которым будет возводиться перекрытие между этажами, зависит от предпочтений будущего владельца дома и экономических соображений. Если расстояния между несущими стенами далеки от стандартных, потребуется большое количество нетиповых изделий, что приведет к удорожанию стройки. В этом случае лучше остановиться на монолитном варианте.

Когда без устройства монолитного перекрытия не обойтись

Самым надежным вариантом перекрытия между этажами считается монолитное, выполняемое из бетона и арматуры. Существуют несколько случаев, при которых монолитное перекрытие при строительстве дома должно использоваться в обязательном порядке. Не секрет, что данный способ надежен на 100%, но при этом он еще и очень дорогой. В каких же ситуациях можно сэкономить и использовать менее дорогостоящий метод, а в каких — нельзя никак:

— К примеру, нет возможности доставки и монтажа сборных железобетонных плит, а также, если вы отказались от других вариантов;

— Особая конфигурация дома и стен в нем, при которой нельзя уложить необходимое количество перекрывающих плит, здесь требуется создание большого количества монолитных участков. Реализация проекта с монолитным перекрытием все-таки возможна, но потребуются дополнительные траты на подъемный кран и опалубку.

Монолитное перекрытие сложной формы

— Отрицательные условия могут стать причиной выбора только монолита, так как он прочен и практически в любых условияъ. К примеру, он спокойно выдерживает повышенную влажность, большие нагрузки, невозможность обеспечить нормальную гидроизоляцию. Смотрите стоимость плиты фундамента. Сейчас плиты перекрытия могут быть предварительно напряженными, стальные тросы применяются для армирования конструкции. Из-за большой прочности сечение практически не растягивается или имеет невысокие значения растяжения. Однако, такие плиты быстрее становиться хрупкими и поддаются коррозии.

— Если перекрытие совмещено с монолитным поясом — при идентичной цене пояса и сборного перекрытия, а также монолита, логичнее выбрать именно последний вариант. Проблемой могут стать трудоемкие грунтовые условия — высокая сейсмическая активность, просадочность и др.

Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия

Железобетонные монолитные плиты перекрытия, несмотря на то, что имеется достаточно большое количество готовых плит, по-прежнему востребованы. Особенно если это собственный частный дом с неповторимой планировкой, в котором абсолютно все комнаты имеют разные размеры либо процесс строительства ведется без использования подъемных кранов.

Монолитные плиты достаточно востребованы, особенно в строительстве загородных домов с индивидуальным дизайном.

В подобном случае устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия дает возможность значительно сократить затраты денежных средств на приобретение всех необходимых материалов, их доставку либо монтаж. Однако в данном случае большее количество времени может уйти на выполнение подготовительных работ, в числе которых будет и устройство опалубки. Стоит знать, что людей, которые затевают бетонирование перекрытия, отпугивает вовсе не это.

Заказать арматуру, бетон и сделать опалубку на сегодняшний день несложно. Проблема заключается в том, что не каждый человек может определить, какая именно арматура и бетон понадобятся для того, чтобы выполнить подобные работы.

Данный материал не является руководством к действию, а несет чисто информационный характер и содержит исключительно пример расчета. Все тонкости расчетов конструкций из железобетона строго нормированы в СНиП 52-01-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения”, а также в своде правил СП 52-1001-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры”.

Монолитная плита перекрытия представляет собой армированную по всей площади опалубку, которая заливается бетоном.

Касательно всех вопросов, которые могут возникать в процессе расчета железобетонных конструкций, следует обращаться именно к данным документам. В данном материале будет содержаться пример расчета монолитного железобетонного перекрытия согласно тем рекомендациям, которые содержатся в данных правилах и нормах.

Пример расчета железобетонной плиты и любой строительной конструкции в целом будет состоять из нескольких этапов. Их суть – подбор геометрических параметров нормального (поперечного) сечения, класса арматуры и класса бетона, чтобы плита, которая проектируется, не разрушилась под воздействием максимально возможной нагрузки.

Пример расчета будет производиться для сечения, которое перпендикулярно оси х. На местное сжатие, на действие поперечных сил, продавливание, на кручение (предельные состояния 1 группы), на раскрытие трещин и расчет по деформациям (предельные состояния 2 группы) производиться не будут. Заранее стоит предположить, что для обыкновенной плоской плиты перекрытия в жилом частном доме подобных расчетов не требуется. Как правило, так оно и есть на самом деле.

Следует ограничиться лишь расчетом нормального (поперечного) сечения на действия изгибающего момента. Те люди, которым не нужно давать пояснения касательно определения геометрических параметров, выбора расчетных схем, сбор нагрузок и расчетных предпосылок, могут сразу перейти к разделу, в котором содержится пример расчета.

В чем необходимость армирования?

Для того чтобы повысить прочность бетона и сократить его количество, используют арматуру. В теории, в роли арматуры может выступать любой материал. Но на практике чаще всего используют сталь и композит.

Композит — это комплекс материалов. Основой могут служить базальтовые или углеродные волокна, которые заливают полимером. Такая арматура обладает небольшим весом и не подвержена коррозии.

Сталь, по сравнению с композитом, имеет гораздо большую прочность и относительно невысокую стоимость. В процессе армирования монолитных стен используют швеллеры, уголки, двутавровые балки, рифленые и гладкие прутья. В случае создания сложных строительных конструкций для армирования применяют металлические сетки.

Арматура бывает разной формы. Но чаще всего в продаже можно встретить стержневую. При строительстве малоэтажных зданий обычно используют рифленые прутья. Они имеют низкую цену и отличное сцепление с бетоном, что делает их очень популярными среди покупателей. Стальные стержни, которые используют при строительстве монолитных конструкций, обычно имеют диаметр в диапазоне 12-16 мм.