Рассчитать монолитное перекрытие. Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета
При постройке частного дома приходится либо придерживаться строгих стандартов в проектировании, исходя из типовых габаритов бетонных плит, либо выполнить расчет монолитного перекрытия .
1 Для чего нужен расчет монолитного перекрытия
От прочности стен зависит надежность всей конструкции здания, и этот факт неоспорим, но не меньшее значение для безопасности проживающих в частном доме (равно как и в многоквартирном) имеют перекрытия. Крепкий пол под ногами – это очень важно для того, чтобы чувствовать себя в помещениях комфортно. Но, если плиты из бетона на этапе проектирования вынуждают придерживаться определенных рамок, поскольку параметры их являются константой, то расчет монолитного перекрытия, наоборот, приходится делать, исходя из желаемой планировки дома. И ошибки при этом крайне нежелательны.
Плита перекрытия - это горизонтальная строительная конструкция, которая разделяет этажи друг от друга. Эта конструкция является несущей, она распределяет нагрузки и обеспечивает жесткость здания. Монолитная плита перекрытия - это конструкция, изготовленная на месте строительства здания путем заливки арматуры бетонной смесью.
Нельзя изменять проект дома без согласования с архитектором, потому что эти плиты проектируются специально для конкретного здания, так как для них нужно определить расположение арматуры и способ опоры.
Сталь намного прочнее бетона, именно потому арматурная сетка находится внизу плиты. Эта сетка не должна быть впритык к опалубке, расстояние между арматурой и опалубкой должно быть больше 3 см. Арматуру используют сечением 8−12 мм. Бетон должен иметь толщину не менее 10 см. Плита должна быть забетонирована за один раз. Опалубка выполняется в виде дна и стен будущей плиты. Для долговечности, прочности и надежности перекрытия используют бетона марки М200 и выше. Для этого лучше покупать готовую бетонную смесь на заводе.
Этот тип перекрытий имеет преимущества перед готовыми железобетонными плитами:
- монолитное перекрытие используют в тех случаях, когда сложно организовать работу подъемного крана на стройплощадке, а также если здание имеет нестандартные размеры и архитектурные формы;
- благодаря прочной связи элементов плиты обеспечивается высокая жесткость конструкции;
- экономия денежных средств на электроэнергию, погрузочно-разгрузочные работы, сварочные работы по устранению стыков, меньшие затраты на материалы;
- все необходимые материалы есть в свободной продаже;
- нижняя поверхность плиты гладкая и ровная, поэтому проводить штукатурные работы легче;
- отсутствие стыков повышает звукоизоляцию здания;
- материал не горит и не подвержен гниению;
- такой метод построения здания позволяет делать выносные конструкции (балконы), основание которых - единая плита с межэтажным перекрытием. Это повышает прочность и надежность балкона.
Главный недостаток такого типа перекрытия состоит в повышенной сложности работ в холодное время года. Необходимая прочность достигается через 28 дней. Из-за высокой влажности и пониженной температуры бетон будет застывать дольше, что увеличивает сроки строительства. Для исполнения монолитного перекрытия требуются специалисты высокого класса, так как плиты надо усиливать дополнительными опорами.
Еще один недостаток заключается в том, что перед тем, как заливать арматуру бетоном, нужно сделать опалубку. Обычно это занимает много времени и древесного материала. В настоящее время этого недостатка можно избежать. На рынке стройматериалов продают или сдают в прокат готовые элементы щитовой опалубки (фанерные плиты).
Классификация монолитных плит перекрытия
Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).
Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.
Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке - двутавр.
При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.
Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.
Расчет параметров монолитной плиты перекрытия
Проект стоит доверить проверенным специалистам, которые грамотно его составят. В проекте приведены расчеты максимальной нагрузки на поперечное сечение плиты. Расчеты будут производиться с учетом индивидуальных предпочтений хозяина будущего здания. Помимо расчетов, в проекте специалисты предоставят свои рекомендации, какие материалы использовать.
Очень важно не допустить ошибку в проекте, поскольку от прочности перекрытия зависит надежность строения. Перекрытие может выдержать определенную нагрузку, выраженную в килограммах на один квадратный метр. Поэтому важно не изменять самостоятельно проект без согласования с архитектором. Любой перенос внутренних перегородок может негативно повлиять на распределение нагрузки на плиту перекрытия. Если превысить нагрузку, то бетон может не выдержать и треснуть, и появится риск обрушения основания этажа. Поэтому в расчетах учитываются характеристики используемых материалов, их общий вес, а также закладывается запас прочности монолитного перекрытия.
В случае усиления монолитного перекрытия железобетонными балками, которые пропускают под перекрытием, рассчитывают такие параметры, как высота, длина и ширина. Для расчетов параметра плиты необходимо знать толщину и площадь заливки бетона.
Расчеты монолитного перекрытия состоят из расчетов его отдельных элементов. В первую очередь делается опалубка. Она должна быть качественной с ровным дном и боковыми стенками. Лучше всего использовать толстую ламинированную фанеру. Для подпорок используют брус сечением 10 на 10 см.
На втором этапе делается армирующая сетка. Для нее используют металлические прутки сечением 8−12 мм, которые перевязывают проволокой. Размер ячеек должен быть 20 см. Ячейки не должны быть частыми, поскольку это увеличивает массу плиты.
Запас прочности рассчитывается исходя из характера эксплуатации здания: нагрузка на перекрытие у частного дома и промышленного здания совершенно разная.
Разработаны специальные компьютерные программы для расчета перекрытий. Однако они не учитывают характеристик используемых материалов. Поэтому прибегнуть к помощи проектировщика придется в любом случае. Это позволит правильно сделать все расчеты и не переплатить за строительство.
Прочность перекрытия рассчитывается исходя из двух факторов: нагрузки плиты и прочности арматуры. Причем прочность арматуры должна быть больше нагрузок на плиту.
Нагрузка на 1 квадратный метр перекрытия рассчитывается исходя из следующих данных:
- собственный вес перекрытия;
В качестве наглядного примера будут приведены расчеты для жилого помещения размерами 6 на 10 метров. Балки расположены на расстоянии 2,5 метра друг от друга. Толщина перекрытия будет равна 80 мм, что отвечает требованиям формулы L/35 (где L - шаг балок): 2,5/35=0,071 (71 мм).
Временная нагрузка для жилого дома по нормативам составляет 150 кг/м 2 . Коэффициент запаса 1,3. Итого получается нагрузка 195 кг/м 2 .
Нагрузка от собственного веса перекрытия рассчитывается таким образом: толщина плиты 20 см умножается на величину 2500 - получается 500 кг/м 2 .
Максимальная нагрузка на монолитную плиту будет равна q=195+500=695 кг/м 2 .
После получения этих данных просчитывается шаг балок. Это необходимо для оптимального использования материалов (бетона и металла) и правильного распределения нагрузок на балки. Балки должны укладываться через равные расстояния. Обязательно надо выполнять следующее условие: L 1 /L 2 >2, где L 1 - это длина балки, а L 2 - расстояние (шаг) между балками. Длина балок 6 метров. Условие выполнено: 6/2,5=2,4.
Для расчета максимального изгибания плиты необходимы такие данные:
- расчетное сопротивление бетона R b = 7,7 МПа;
- арматура класса А400С;
- расчетное сопротивление арматуры R s = 365 МПа.
Расстояние от арматуры до края плиты 35 мм.
Максимальный изгибающий момент рассчитывается так:
М = q*L 2 2 /11. М=695*2,5 2 /11=395 кг/м.
am=M/(Rb*b*h02), где b - ширина перекрытия 6 м, h 0 - расстояние от края плиты до центра тяжести арматуры, 0,08−0,035=0,045 м. am=395/(77000*6*0,0452)=0,042. В противном случае, когда a m >a r, надо повышать марку бетона или увеличивать сечение арматуры. При значении am=0,042 коэффициент, а равен 0,98. Аs = М/(R s * а*h 0) = 395/(36500000*0,98*0,045) = 0,000245 м 2 =2,45см 2 . На один метр монолитной плиты приходится 5 стержней диаметром 80 мм и площадью 2,45см 2 . 695*2,5=1737,5 кг/м. Балки опираются на стену на 20 см. Расчетная длина балки 6+2*0,2=6,4 м. Мр=1737,5*6,42/8=8896 кг/м. Wтр=Мр/(1,12*R). Wтр=8896/(1,12*21)=378 см3. Прочность балки проверяется таким образом: R=8896/(1,12*378)=21. Расчетная R равна нормативной, что говорит о хорошей прочности балки. Все константы и формулы можно найти в пособии к СНиП 2.03.01−84 «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры». Как видно, все формулы достаточно сложные и требуют определенных знаний, поэтому правильным решением будет обратиться к проверенной фирме, которая имеет высококвалифицированных специалистов в области проектирования и строительства. Монолитное перекрытие Монолитное бетонное перекрытие — сложный строительный элемент, проектирование которого всё же лучше доверить архитектору
. Проблема в том, что одно дело, когда заливается монолитом только небольшая часть перекрытия, а остальное укладывается заводскими плитами. Совсем другое дело — это монолит целиком всего этажа. Если со стенами брак, халтура, ошибки становятся видны постепенно и обычно без серьёзных проблем, то неправильно построенное монолитное перекрытие — это риск трагических последствий. У покупных пустотных плит перекрытия есть заводская допустимая нагрузка, например, 800 кг/м 2 . А вот точную максимальную нагрузку на монолитную плиту может сказать только проект архитектора. И к тому же эта нагрузка будет правильной только при условии, что строительство монолита было сделано без ошибок и из материалов с характеристиками в соответствии с проектом. По этой причине в ИЖС люди, которые льют монолитное перекрытие без проекта, часто перестраховываются и берут большой запас прочности. Строительство монолитного бетонного перекрытия начинается с установки опалубки
. Обычно применяется влагостойкая ламинированная фанера либо, если есть возможность, можно взять в аренду специальную опалубку для монолитных перекрытий. Снизу опалубка поддерживается специальными телескопическими стойками-домкратами
(их тоже можно взять в аренду) либо самодельными подпорками из бруса. Телескопическая стойка имеет максимальную нагрузку, которая зависит от вида стойки, высоты ее установки и способа монтажа. Поэтому допустимая нагрузка может колебаться от 600 до 7000 кг на одну стойку. При плотности железобетона 2500 кг/м 3 один квадратный метр залитой плиты толщиной 20 см будет весить 500 кг. Можно рассчитать, какое минимальное количество стоек понадобится для перекрытия. Про вес опалубки тоже надо помнить. Сверху стоек кладутся продольные балки, а сверху продольных балок кладутся поперечные балки, чтобы фанера лежала на них максимально жёстко и не провисала. Верхняя поверхность, образуемая опалубкой, должна быть максимально ровной. По периметру будущей плиты устанавливается борта опалубки из досок на высоту (толщину) плиты. После установки опалубки вяжется арматурный каркас
— квадратная сетка в один или два слоя. В большинстве случаев выбирается размер квадрата в сетке 20х20 см. Чтобы увеличить несущую способность плиты, обычно увеличивают диаметр арматуры, а не уменьшают размер квадрата. Будет ли армирование в один или два слоя — это устанавливается в расчете архитектором! Нижняя арматурная сетка обычно «важнее» верхней, т.к. она воспринимает основные растягивающие нагрузки. Даже если дом строится без проекта, то для правильного расчёта армирования монолитного перекрытия всё же лучше обратиться к проектировщику. Диаметр арматуры зависит от нагрузок и ширины пролёта: при разных входных данных возможно применения арматуры от 8 до 20 мм. Арматура вяжется проволокой. Если длины арматурных стержней не хватает, то арматура соединяется внахлёст. Толщину монолитной плиты
обычно выбирают в 20 см. Также популярна рекомендация не делать монолитное перекрытие толщиной менее 1/30 пролета, иначе увеличивается прогиб плиты. Чтобы получился обязательный для арматуры защитный слой бетона
, связанный арматурный каркас должен быть приподнят над опалубкой с помощью пластиковых подставок. Таким образом бетон будет окружать арматуру со всех сторон. Арматура также не должна касаться боковой доски опалубки, там тоже необходим защитный слой бетона. После окончания вязания арматурного каркаса заливается бетон
. Заливать нужно всё за один раз, не растягивая процесс, поэтому необходимо покупать заводской бетон . Залитый бетон необходимо выровнять и уплотнить. Если верхняя поверхность стены, на которую опирается монолитная плита, имеет пустоты (например, тёплая керамика), в которые может уйти вода из бетона, то нужно предварительно обязательно затереть эту поверхность стены раствором. Вода не должна уходить из свежезалитого бетона — будут трещины! Застывшее монолитное перекрытие нужно периодически поливать водой
, чтобы бетон не трескался и набирал прочность. Чтобы вода не испарялась, плиту можно дополнительно накрыть плёнкой
. С вопросом, когда снимать опалубку
с монолитного перекрытия, есть неоднозначность. Многие частные застройщики подолгу держат опалубку чуть ли не по 30 дней. Но, например, в таблице 5.11 из СП 70.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87) «Несущие и ограждающие конструкции» указано, что при распалубке прочность бетона в незагруженных монолитных конструкциях должна быть не менее 70% проектной при пролёте до 6 м и не менее 80% при пролёте свыше 6 м. Обычно 70% прочности — это примерно 3-4 дня, зависит от бетона, температуры, добавок в бетон. Срок, когда именно бетон наберёт прочность, может сказать производитель бетона или проектировщик-архитектор. Для перестраховки многие держат опалубку 2-3 недели, хотя это может тормозить строительство. Между прочим, профессиональные строители при строительстве монолитных многоэтажных зданий успевают за неделю заливать один этаж. Нагружать залитое монолитное перекрытие
значительными дополнительными нагрузками (например, поддонами с кирпичом) можно только через 21 день. В монолитном перекрытии довольно часто образуются трещины
, т.к. бетон — это неэластичный материал, т.е. он не может растягиваться. Если трещины незначительные, то не стоит их бояться. Архитекторы, проектирующие перекрытия, могут сделать расчёт по образованию трещин. Отмечу, что в этой статье речь шла об «обычном», плоском монолитном перекрытии. Также есть технология ребристого монолитного перекрытия
. Плита заливается с выступающими вниз «рёбрами» (т.е. балками), которыми она опирается на несущие стены или колонны. Ребристое перекрытие сокращает использование бетона и в некоторой степени арматуры; это экономит деньги, снижает вес перекрытия. Также ребристое перекрытие обычно позволяет перекрыть пролёт большей длины. Однако устройство опалубки под плиту со множеством рёбер — значительно более трудоёмкий процесс, чем для плоской плиты. Чтобы в целях экономии на бетоне не потерять потом в допустимой нагрузке на перекрытие, расчёт монолитной ребристой плиты (как и обычной плоской) важно доверить специалисту. Также не забывайте, что потолок с таким перекрытием получится ребристым (как в заводских зданиях), поэтому для создания плоского потолка штукатурка отпадает, остаётся гипсокартон. В этой статье мы расскажем о том, какие бывают способы возведения монолитного перекрытия, а также вы узнаете о достоинствах и недостатках этих способов. Статья расскажет об основных требованиях к толщине и армированию элементов железобетонного перекрытия. Армированный бетон — материал практически вечный. Из него создают множество конструктивных элементов — балки, стены, перемычки. Одним из самых сложных, на первый взгляд, изделий является перекрытие. Однако трудоёмкость возведения полностью компенсируется эксплуатационными свойствами готового изделия. Достоинства монолитного перекрытия: Недостатки перекрытия из бетона: Железобетонные перекрытия подойдут для капитальных строений, рассчитанных на большой срок службы, а также для помещений, в которых предусмотрена существенная статическая и динамическая нагрузка — цеха, гостиницы, общежития (с перегородками из каменного материала). В частном строительстве монолитные плиты перекрытия обычно устраивают по кирпичным стенам, т. к. стены из бетона гораздо более сложные в возведении, чем кирпичные. Из-за большого удельного веса бетона (2400 кг/м 3) изделия из него получаются тяжёлыми. Массу изделия можно уменьшить за счёт уменьшения части бетона в конструкции, то есть просто сделать её тоньше. Жёсткость при этом компенсируется армированием. Достаточная толщина ж/б элементов: Толщина указанных элементов будет считаться достаточной только при соблюдении правил армирования . Расчёты и многолетняя практика показали, что существует оптимальный баланс массы, объёма, сечения и несущей способности ж/б элементов. Об этом читайте ниже в разделе «Армирование перекрытий». Достаточная толщина кирпичной стены — 380 мм (1,5 кирпича). Как и любой ж/б элемент, перекрытие требует установки формы для бетона — опалубки. Поскольку перекрытие имеет значительные размеры по площади и находится на высоте, опалубка для него имеет вид стола: сплошная плоскость, заполняющая пространство между несущими стенами (и колоннами) на пространственно жёсткой раме из стоек и откосов. Опалубка бывает трёх видов, но одно требование неизменно для любого из них — надёжное основание. Комплект заводских изделий, в который входят: Такой набор является профессиональным — инвентарной опалубкой строят высотные жилые дома. Он надёжен, удобен и рассчитан на постоянную эксплуатацию. Приобретение набора для устройства одного перекрытия не оправдает себя — все изделия стальные и стоят недёшево. Выходом может стать аренда опалубки. Специалисты фирмы сами рассчитают необходимое количество каждого из элементов для вашего объекта. Несомненными достоинствами такого подхода являются скорость установки опалубки и удобство работы, а также качество плоскости. К недостаткам можно отнести риск задержки срока аренды. Все элементы «стола» для перекрытия можно выполнить самостоятельно из дерева и некоторых металлических деталей. К этому методу прибегают в случае, когда основные элементы — стойки, балка и материал плоскости (фанера или доска) есть в наличии. Это и служит основным достоинством метода — использование подручного материала. Очевидные недостатки: Предусматривает частичное использование элементов инвентарной опалубки и пиломатериала. В этом случае можно использовать заводские стойки с треногами и коронами, а балки и настил опалубки сделать из доски. Либо арендовать ламинированную фанеру, а раму «стола» собрать из подручного леса. Комбинаций может быть множество. Для устройства арматурного каркаса висячего ж/б перекрытия толщиной 200 мм используется зеркальная сетка из арматуры А3 Ø 16 мм с ячейкой 150-180 мм. При использовании бетона, приготовленного на месте, рекомендуем усилить каркас, применив меньший шаг стержней — 150 мм. Если бетон заводской, допускается шаг до 200 мм. В местах опоры и примыкания элементов (опора на стену, колонну, капитель) рекомендуем сделать усиления — добавить стержни. Существуют правила бетонирования, которые следует соблюдать беспрекословно, чтобы не подвергнуть конструкцию разрушению в дальнейшем: Виталий Долбинов, рмнт.ру Расчет межэтажного монолитного железобетонного перекрытия
интересует частного застройщика для получения следующих основных параметров: максимальное расстояние пролета плиты без дополнительного усиления, толщина перекрытия, стоимость строительства. Данные параметры необходимо учитывать при индивидуальном проектировании жилых домов . Минимальная толщина межэтажного монолитного бетонного перекрытия
составляет 160мм. Это минимальные размеры для формирования пространственного арматурного каркаса с помощью стержневой металлической арматуры AIII d12 в 2 яруса с сохранением минимального расстояния до поверхности плиты 25мм с целью создания защитного слоя бетона. В зависимости от расстояния пролетов между несущими стенами и колоннами толщина междуэтажного перекрытия может быть 160/180/200/220мм. Расчет междуэтажного перекрытия
по толщине можно оперативно произвести с помощью простого калькулятора: Например, при длине пролета 5м толщина плиты составит 160мм. Максимальное расстояние пролета для монолитного перекрытия без дополнительного усиления составляет 6,5м. При пролетах более 6,5м перекрытие необходимо дополнительно усиливать монолитными балками (ригелями) или колоннами. Монолитное межэтажное перекрытие имеет нормативные значения по прогибу, которое необходимо учитывать при бетонировании. Расчет прогиба монолитного межэтажного перекрытия можно также оперативно произвести с помощью следующего калькулятора.
Перекрытие с нижней армированной сеткой должно выполнять следующее условие: a m
Площадь рабочей арматуры
Погонная нагрузка на балку
Максимальный момент в сечении балки
Требуемый момент сопротивления
Для такого сопротивления подходит двутавр № 27 с моментом сопротивления W=371 см 3 и инерцией I=5010 см 4 .
Толщина монолитного перекрытия
Опалубка перекрытий
Инвентарная опалубка
Самодельная опалубка
Комбинированный метод
Армирование перекрытия
Бетонирование перекрытия
Толщина междуэтажного перекрытия
