Армирование плиты перекрытия: материалы и правила расчета

Перекрытие один из несущих элементов строения. Самый распространённый материал, применяемый для его возведения, это железобетон (композиция бетона и стали). Соблюдение строительных правил и норм по армированию плиты перекрытия, это гарантия надёжности железобетонной конструкции. Правильное расположение арматуры в бетоне, даёт ему необходимую прочность, для того чтобы выдержать все будущие нагрузки на растяжение и изгиб. Можно выполнить армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, для этого необходимо соблюдать технологию выполнения работ.

1

Виды перекрытий

В зависимости от конструкции каркаса перекрытия монтируются деревянные и железобетонные. Последние в свою очередь делятся на:

• стандартные железобетонные плиты различных конструкций;
• монолитное перекрытие.

Преимущество готовых армированных плит в профессиональном изготовлении согласно требованиям СНиП: меньший вес за счет наличия сформированных при заливке полостей. По количеству и форме внутреннего строения плита бывает:

• многопустотной – с круглыми продольными отверстиями;
• ребристой – сложный профиль поверхности;
• пустотной – узкие, фигурные панели используются как вставки.

Уже готовые плиты перекрытия оправдывают свое применение при крупном строительстве, например при возведении высотных домов. Но они имеют свои недостатки при укладке:

• наличие стыков;
• использование грузоподъемной техники;
• подходят только под стандартные размеры помещений;
• невозможность создавать фигурные перекрытия, отверстия для вытяжек и др.

Монтаж перекрытий из плит обходится дорого. Надо оплачивать транспортировку спецавтомобилем, загрузку и монтаж подъемным краном. Чтобы дважды не вызывать спецтехнику, желательно с машины плиты сразу монтировать на стены. Если рассматривать индивидуальное строительство небольших коттеджей и домов, то специалисты рекомендуют самостоятельное изготовление перекрытий. Заливка бетонным раствором производится непосредственно на месте. Предварительно сооружается опалубка обвязки и армированная сетка.

• Деревянные перекрытия как достойная альтернатива железобетонным плитам
• Монтаж плит перекрытия – правила и особенности работ
• Утепление чердачного перекрытия по деревянным балкам – выбор материала и технология

Назначение

Предназначение армирования заключается в том, чтобы повысить способность выдерживать нагрузку конструкции, уменьшить возможность формирования трещин, появляющихся по причине температурных скачков. Для подобных задач используется материал с высокими прочностными свойствами – фибра, стеклонить, базальтоволокно, сталь. С целью исключения преждевременной коррозии и увеличения износоустойчивости строений начали практиковать метод армирования.

Перекрытие по профлисту

В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:

• рабочие стержни в ребрах;
• сетка в верхней части.

Армирование плиты перекрытия по профлисту

Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.

В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.

Сплошная плита

Толщина перекрытия чаще всего принимается равной 200 мм. Армирующий каркас в этом случае включает в себя две сетки, расположенные друг над другом. Такие сетки нужно связать из стержней диаметром 10 мм. В середине пролета устанавливают дополнительные пруты усиливающей арматуры в нижней части. Длина такого элемента назначается 400 мм или более. Шаг дополнительных прутов принимают таким же, как шаг основных.

В местах опирания нужно тоже предусмотреть дополнительное армирование. Но располагают его в верхней части. Также по торцам плиты нужны П-образные хомуты, такие же как в фундаментной плите.

Пример армирования плиты перекрытия

Расчет армирования плиты перекрытия по весу для каждого диаметра стоит выполнить до закупки материала. Это позволит избежать перерасхода средств. К полученной цифре прибавляют запас на неучтенные расходы, примерно 5%.

Вязка арматуры монолитной плиты

Для соединения элементов каркаса между собой пользуются двумя способами: сварка и связывание. Лучше вязать арматуру для монолитной плиты, поскольку сварка в условиях строительной площадки может привести к ослаблению конструкции.

Для выполнения работ используют отожженную проволоку, диаметром от 1 до 1,4 мм. Длину заготовок обычно принимают равной 20 см. Существует два типа инструмента для вязания каркасов:

• крючок;
• пистолет.

Второй вариант существенно ускорят процесс, снижает трудоемкость. Но для возведения дома своими руками большую популярность получил крючок. Для выполнения задачи рекомендуется заранее подготовить специальный шаблон по типу верстака. В качестве заготовки используют деревянную доску шириной от 30 до 50 мм и длинной до 3 м. На ней делают отверстия и углубления, которые соответствуют необходимому расположению арматурных прутов.

Сооружение опалубки

Для изготовления монолитной плиты нужно установить опалубку. Делается она из древесины. Под опалубку устанавливаются специальные телескопические стойки на прочных треногах. Стойки следует надежно закрепить. Количество их должно быть такое, чтобы опалубка не прогибалась под весом бетона. Вес его достигает 300-500 кг на кв. м при толщине слоя 200 мм. Располагаются стойки обычно через каждые 120-150 см. При отсутствии специальных стоек их можно заменить стойками из бруса 100х100 мм сечением или кругляка такого же диаметра.

Опалубка должна располагаться строго горизонтально и не иметь щелей между досками.

Низ опалубки составляет слой листового ламинированного материала. Для этого годится ламинированная фанера. Математический расчет рекомендует использовать листы толщиной 18-20 и более миллиметров. К ламинированной поверхности бетон не прилипает. Можно также использовать простую толстую фанеру, окрашенную масляной краской. К ней бетон тоже не прилипает. Такой материал позволяет получить совершенно гладкую и ровную нижнюю поверхность плиты перекрытия. В самом простейшем варианте могут использоваться обыкновенные обработанные доски. Толщина их должна быть 50 мм. К стойкам фанеру или доски прикрепляют шурупами.

Важно проконтролировать абсолютную горизонтальность опалубки с помощью уровня или других доступных средств. Между щитами фанеры или досками не должно оставаться щелей. Можно сверху опалубку застелить полиэтиленовой пленкой, чтобы жидкий бетон не просочился вниз. Пленка также не даст влаге из бетонной массы впитаться в дерево опалубки. Потеря влаги уменьшает прочность бетона. Небрежно смонтированная опалубка приведет к неровностям нижней поверхности монолитной плиты и к дополнительным трудностям при окончательных отделочных работах.

Низ будущей плиты состоит из слоя бетона для изоляции арматуры толщиной около 20 мм. На него через опоры укладывается арматурная сетка. Вся конструкция заливается бетоном марки М200 или выше.

При ширине перекрываемых пролетов более 8 метров перекрытие армируют высокопрочными канатами. Если при этом монолитная плита будет опираться на колонны, то на местах опоры монтируется дополнительное армирование. Опалубка делается на всю длину плиты.

Бетонирование арматуры

Чтобы при застывании бетон не растрескивался, его необходимо смачивать водой в течении первой недели.

Бетон укладывается на всю площадь перекрытия сразу. Бетонную смесь лучше использовать промышленного приготовления, которая доставляется специальными машинами-миксерами в нужном количестве. Такой бетон лучше самодельного. Он проходит контроль качества, в его состав входят специальные добавки для улучшения свойств.

Уложенный бетон должен хорошо провибрироваться. Лучше всего с этой задачей справится глубинный строительный вибратор. Его можно взять в отделе проката магазина стройматериалов. Вибратор уплотняет бетонную массу, выгоняет из нее воздух и лишнюю воду. После полной укладки всего бетона поверхность будущей плиты заглаживается специальной гладилкой с длинной ручкой. Можно присыпать поверхность тонким слоем сухого цемента.

Схема элементов армирования: опорная арматура; бетон; венец; стержни.

Окружающая температура воздуха при укладке бетона не должна опускаться ниже +5 градусов по шкале Цельсия. При более низких температурах влага внутри бетонной массы может кристаллизоваться. Это приведет к растрескиванию бетона и потере его прочности. Существует присадки, позволяющие заливать бетон при низких температурах, но получившееся изделие будет более низкого качества.

Полезный совет

И последний совет: если расчет монолитного бетонного перекрытия не был сделан на этапе проектирования строительства, за ним лучше обратиться к профессионалам. Не стоит экономить на этом, можно в результате такой экономии остаться в большом проигрыше.

Монолитные бетонные перекрытия, выполненные по расчетам специалистов, будут гарантированно иметь высокое качество. Они будут обладать большой несущей способностью. Профессионально выполненный расчет позволит приобрести нужное количество арматуры и бетона. При наличии колонн в помещении расчет позволит правильно армировать места опоры плиты перекрытия на эти колонны. На глазок это сделать невозможно.

Как правильно армировать – требования по усилению бетонной плиты

Армирование монолитной плиты перекрытия – ответственный процесс, к выполнению которого предъявляется комплекс требований.

При выполнении работ по формированию усиленной железобетонной конструкции перекрытия соблюдайте следующие рекомендации:

• используйте для соединения стальных прутков вязальную проволоку диаметром 1,2-1,6 мм. Использование электрической сварки недопустимо в связи с нарушением структуры металла в местах соединения;
• обеспечьте требуемую толщину бетонного массива перекрытия по отношению к расстоянию между капитальными стенами. Толщина железобетонной конструкции в 30 раз меньше расстояния между опорами. При этом минимальная толщина плиты составляет не менее 15 см;
• производите укладку элементов металлического каркаса с учетом размеров перекрытия по вертикали. При минимальной толщине плиты укладка арматуры выполняется одним слоем. При толщине больше 15 см выполняйте усиленное армирование двумя слоями;
• используйте для заливки в опалубку бетонную смесь с маркировкой М200 и выше. Бетон данных марок обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, способен воспринимать значительные нагрузки и отличается доступной ценой;
• применяйте для изготовления стальной решетки арматурные прутья диаметром 0,8-1,2 см. При выполнении армирования двумя слоями используйте увеличенный размер сечения металлопрофиля в нижнем ряду. Возможен вариант использования покупной сетки;
• сооружайте опалубочную конструкцию из строганых досок или влагозащищенной фанеры. Тщательно герметизируйте стыковые участки. Для усиления опалубки применяйте деревянные столбы диаметром до 20 см или металлические стойки телескопического типа.

Соблюдение указанных требований при выполнении мероприятий по армированию обеспечит прочностные характеристики сооружаемого перекрытия.

Какой используется материал для изготовления усиленных элементов перекрытия

Для формирования усиленных перекрытий необходимы следующие стройматериалы:

• бетонная смесь, изготовленная на основе цемента М300, мелкого песка и среднефракционного щебня;
• стальные прутки с рифленой поверхностью, изготовленные из арматурной стали класса А4.

Также потребуются следующие материалы, инструменты и оборудование:

• отожженная проволока для соединения арматурных стержней;
• специальное приспособление для связывания арматуры;
• влагостойкая фанера или доски для изготовления опалубки;
• оснастка для изгибания арматурных заготовок;
• болгарка или специальные кусачки для резки стержней.

Не забудьте подготовить рулетку, с помощью которой выполняются необходимые замеры.

Какие материалы используются?

Кроме всего прочего, нужно побеспокоиться о том, чтобы правильно подобрать материал, который можно использовать. Для изготовления плиты перекрытия, как было сказано выше, предпочтительнее применять цемент марки 200 и выше. Поскольку как раз этот цемент характеризуется наиболее высокой степенью прочности – показателем, который в особенности имеет значение в приведенном случае. Как-никак масса панели равняется ориентировочно 500 кг/м2.

В роли арматуры для плиты применяются в основном металлические прутки класса А500С. Горячекатанный арматурный прокат периодического профиля. Диаметр прутков устанавливает осуществленный в разработанном плане расчет. Как правило, диаметр прутьев для перекрытия находится в границах 8–16 миллиметров.

Ввиду того что монолитное перекрытие главным образом работает на излом, базисной является конкретно нижележащая арматура, которая вытягивается при эксплуатации. Для ее создания в отдельных эпизодах применяются прутья с большим сечением, чем для верхнего слоя. В зонах сопряжения панелей с опорами положение немножко иное. Тут на верхние прутки аналогично воздействуют внушительные нагрузки, в связи с этим ее в дополнение усиливают. Когда плита базируется на колоннах или между опорами, имеющими довольно-таки большие пролеты, применяется арматура, располагаемая в поперечном направлении армируемой конструкции, класс которой А240С либо А240 (строительная арматура с гладкой поверхностью).

Особенности расчета

Грамотный расчет монолитной панели для перекрытия и ее армирования несет в себе много положительных качеств.

• Горизонтальная конструкция из монолитной панели будет иметь высокую предельную нагрузку.
• Верный расчет предоставит оптимизированный вариант подбора арматуры, высоты панели, марки и объема бетона. Все это в общей сложности дает возможность сэкономить время и денежные средства.
• Высокопрофессиональный расчет позволяет в роли опоры монолитной конструкции эксплуатировать не только стенки, но равным образом и колонны, находящиеся внутри объекта.
• Калькуляция выдаст все требуемые объемы работ и их стоимостное выражение.
• Можно высчитать панель перекрытия, которая не соответствует стандарту конфигурации.
• Срок эксплуатации конструкции, сооруженной в полном соотношении с расчетами армирования, по существу безграничный.

Рассчитываем монолитную плиту под увеличенную нагрузку

Расчет цельной железобетонной плиты выполняется на основании предварительно разработанной схемы с учетом требований строительных норм и правил.

По результатам расчетов определяются следующие характеристики:

• толщина железобетонного перекрытия;
• сортамент арматуры и количество рядов усиления.

Остановимся отдельно на каждом виде расчетов.

Как рассчитывается толщина бетонной плиты

Толщину формируемой железобетонной конструкции перекрытия определяйте по следующему алгоритму:

• Произведите замер расстояния между несущими стенами.
• Разделите полученную величину на 30.
• Умножьте результат на коэффициент запаса, равный 1,2.

Например, для строения с расстоянием 600 см между капитальными стенами толщина плиты составит: 600:30х1,2=24 см. При проектировании нагруженных конструкций желательно доверить выполнение расчетов специалистам, которые учтут все нюансы.

Подсчет количества рядов арматурных прутьев

Количество уровней армирования определяется в зависимости от толщины перекрытия:

• одноярусное усиление допускается при минимальной толщине железобетонной конструкции, равной 150 мм;
• двухуровневый арматурный каркас сооружается при увеличении толщины перекрытия выше указанного значения.

Диаметр верхней и нижней арматуры составляет 8-12 мм. При связывании стержней формируется решетка с ячейками в виде квадрата со стороной 200-400 мм.

Конструкция и чертеж верхнего перекрытия

Конструктивно монолитное перекрытие представляет собой сборную конструкцию из марочного бетона, внутри которого расположена силовая решетка. Схема армирования монолитной плиты перекрытия разрабатывается на этапе проектирования.

В ней представлена информация следующего характера:

• габариты армирующей решетки;
• размеры и сечения арматурных прутков;
• профиль используемых стержней;
• метод соединения арматуры;
• интервал между арматурными прутьями;
• конструктивные особенности пояса усиления.

На основании схемы рассчитывается количество стройматериалов и планируется очередность строительных мероприятий.

Основные правила

Произвести профессиональный точный расчет способен отнюдь не каждый. Однако имеются единые стандарты изготовления и усиления монолитного перекрытия. На основании этих правил высота панели должна составлять 1/30 расстояния между смежными опорами пролета. Например, при протяженности пролета 600 сантиметров высота готовой монолитной конструкции будет равняться 20 сантиметрам. Увеличение высоты повлечет лишь перерасход дорогого бетона.