Железобетонные монолитные колонны: особенности изготовления

Монолитные железобетонные конструкции были впервые применены в России в 1802 году. В качестве материала для армирования использовались металлические стержни. Первым строением, созданным с использованием данной технологии, стал Царскосельский дворец.

Требования, предъявляемые к потолочным перекрытиям

Независимо от того, из какого материала изготовлены потолочные перекрытия, они должны отвечать ряду требований (детальнее: «Как сделать потолочное перекрытие в частном доме»). Прежде всего, у них должна быть несущая способность, соответствующая эксплуатационной нагрузке. При расчете данного параметра обязательно учитывают массу перекрытия, планируемый вес отделки (в случае подшивного или подвесного потолка). Если речь идет о квартире, то есть о междуэтажном перекрытии, то учитывают еще и массу людей, оборудования и мебели в верхних помещениях.

Имеют значение и звуко- и теплоизоляционные качества. Теплоизоляция важна, если над потолком находится чердак или же вообще нет никакого помещения. Звукоизоляция нужна при обустройстве межэтажных перекрытий.

Монолитное перекрытие своими руками: расчёт, подготовка и установка опалубки

Специфика сборной опалубки в том, что она состоит из ригелей, на которые опираются балки. Шаг ригелей — не более 1,2 м, их располагают вдоль помещения. Шаг балок — 400–600 мм, и они обычно идут поперёк. Количество линий опорного ригеля будет равно ширине помещения, делённой на шаг. В нашем случае:

Итого по две линии ригелей в каждом помещении. Это 10 балок по 2,8 м.

Поперечные балки рассчитываются, исходя из ширины помещений. В нашем случае — 10 шт. по 3,6 м и 10 шт. по 2,4 м.

по теме

Зачем необходимо армирование?

Безусловно, бетон имеет множество преимуществ. Он обладает большой прочностью и спокойно переносит перепады температур. Даже вода и мороз не могут ему повредить. Тем не менее его сопротивление растяжениям находится на крайне низком уровне. Здесь в игру вступает арматура. Она позволяет добиться повышенной прочности ЖМК и сократить расход бетона.

В теории в качестве материала для армирования можно использовать всё что угодно, даже стебли бамбука. На практике же применяется всего два вещества: композит и сталь. В первом случае — это целый комплекс материалов. В основе изделия могут лежать базальтовые или углеродные волокна. Они заливаются полимером. Композитная арматура имеет небольшой вес и не поддаётся коррозии.

Сталь имеет несравнимо большую механическую прочность, к тому же её стоимость относительно невелика. В процессе армирования железобетонных монолитных конструкций используются:

  • уголки,
  • швеллеры,
  • двутавровые балки,
  • гладкие и рифленые стержни.

При создании сложных строительных объектов в основе монолитной железобетонной конструкции укладываются металлические сетки.

Строительная арматура может иметь разную форму. Но в продаже чаще всего можно найти только стержневую. Рифлёные стальные стержни чаще всего используются при строительстве малоэтажных зданий. Низкая цена и хорошее сцепление с бетоном делают их очень привлекательными для потенциальных покупателей.

Стальные стержни, используемые при создании железобетонных монолитных конструкций, в большинстве случаев имеют толщину от 12 до 16 миллиметров. Они отлично защищают структуру от разрывов. Нагрузку, создаваемую при сжатии, компенсирует сам бетон.

Сбор нагрузок некоторый дополнительный расчет

Сбор нагрузок и расчет прочности монолитных плит перекрытия часто сводится к сравнению двух факторов между собой:

  • усилий, которые действуют в плитах;
  • прочностью армированных ее сечений.

Первое в обязательном порядке должно быть меньше, чем второе.

Определение в нагруженных сечениях моментных усилий. Моментных, потому что изгибающие моменты будут определять на 95% армирование изгибных плит. Нагруженные сечения — середина пролета или, выражаясь другими словами, центр плиты.

Изгибающие моменты в квадратной плите, которая не защемлена по контуру (пример — на кирпичные стены) по каждому направлению X и Y могут определяться: Mx = My = ql^2 / 23.

Для частных случаев можно получить некоторые определенные значения:

  1. Плита в плане 6х6 м — Mx = My =
  2. Плита в плане 5х5 м — Mx = My =
  3. Плита в плане 4х4 м — Mx = My =
Читайте также:  Как пробить плиту перекрытия под канализацию

При проверке прочности считается, что в сечении имеется сжатый бетон сверху, а также растянутая арматура снизу. Они способны образовать силовую пару, которая воспринимает моментное усилие, приходящее на нее.

Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

  • Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена.  К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

  • Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.

Строительство монолитного дома

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Для справки. В первую очередь это СНиП «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Особенности сборно-монолитной технологии

Сборно-монолитные перекрытия бывают следующих размеров: 6-метровые (100 кг), 4-метровые (74 кг) и 3-метровые (50 кг).

Сборно-монолитные перекрытия домов имеют вес каждого блока 100 кг (6-метровые), 74 кг (4-метровые), 50 кг (3-метровые). По несущей способности разделяют два типа монолитных прогонов: 1,3 т/м2, 900 кг/м2, – что позволяет возводить на них легкие сборные перегородки в любом месте монолитного дома, при необходимости переносить их по всему периметру.

Сборно-монолитные перекрытия также обладают повышенной пожаробезопасностью и влагоизоляцией.

Выполняя перекрытие дома своими руками по описанной технологии, важно использовать уплотнение бетона ручным штыкованием либо виброинструментом (рейка, глубинная насадка). Это обеспечит максимальную адгезию раствора с бетонными поверхностями прогонов, балок. Улучшает характеристики конструкций ячеистый бетон, имеющий пористую структуру. Например, пенобетон отличается высокой влагонепроницаемостью, легко изготавливается самостоятельно, быстро набирает крепость. Монолитное домостроение из этого материала востребовано индивидуальными застройщиками, поэтому данная технология легко интегрируется в общий процесс.

Перекрытие дома своими руками может выполняться из полистирольных блоков, в результате получаются бетонополистирольные конструкции, обладающие уменьшенным весом. В этом случае блоки могут укладываться на стены вручную, нижняя часть конструкции формирует пустоты внутри плиты. Армирующий пояс и верхняя заливка, созданная монолитным способом, работают на сжатие, воспринимают нагрузки от веса мебели, жильцов. Изготавливая эти сборно-монолитные перекрытия, можно обходиться без грузоподъемной техники.

Еще одним достоинством монолитного метода для частного дома является пожаробезопасность сборных конструкций. В отличие от деревянных балок, щитов, они не боятся открытого огня, надежно отсекают пламя между этажами при возгорании. Коммуникации, проведенные по дому своими силами внутри пустот перекрытия, имеют дополнительную огнебиозащиту, не испытывают случайных механических нагрузок, вибраций, деформаций.

Создавая сборную монолитную плиту из сборных блоков для дома, используют сетку 8-14 мм, в зависимости от планируемой эксплуатационной нагрузки. Планируя сборную плиту в пределах 150 мм, можно обойтись одним слоем сетки, при увеличении толщины потребуется второй слой арматуры. Наиболее популярен размер ячейки 200х200 мм, 150х150 мм. Монолитное литье с сетками из прутьев одинакового сечения обладает большей эффективностью сборно-каркасных конструкций.

Перекрытие своими руками

Материал, инструмент и техника

  • Для работы потребуются заказать миксеры с бетоном, бетононансос (если требуется поднимать раствор на высоту), строительный вибратор для раствора. Также, если бетонная смесь не покупная, а делается самостоятельно, то и бетономешалка.
  • Для арматуры необходимо закупить специальные металлические пруты и вязальную проволоку, а для опалубки – деревянный брус, доски и влагостойкую фанеру.
  • Для заливки нужен будет готовый бетон или его обычные компоненты в виде цемента, воды, очищенного песка и мелкого щебня 5-20 мм.

Переход от процесса возведения стен к созданию плиты перекрытия происходит на этапе полного их доведения до намеченной высоты. Начинают с опалубки.

Как сделать опалубку?

Сначала делают опалубку, которая выглядит как огромная ванна-форма для последующего наполнения цементным раствором. Её сооружают из устойчивых к влажности фанерных листов и вертикально установленных опорных частей.

Читайте также:  Двутавр из дерева своими руками. Балка двутавровая деревянная

В качестве опорных элементов вместо древесного бруса можно использовать специальные металлические трубчатые стойки телескопического типа. А вместо фанерных листов можно взять доски, выложив по тому же принципу.

Опоры для опалубки ставят из расчета такой прочности, которая бы удерживала не только её вес, но и залитого туда бетона вкупе с весом арматурной составляющей.

Итак, последовательность работ по опалубке для монолита:

  • Сооружение опор. Здесь нужно очень внимательно выверять уровень, так как даже небольшое отклонение по высоте губительно скажется на прочности. Каждая стойка предполагает нагрузку от минимальной в 300 кг до оптимальной в полтонны.
  • Делается отступ от стен на 20-25см, между стойками соблюдается метровое расстояние.
  • Кладка балок поперёк предполагаемой плиты перекрытия, их крепят к стенам и пришивают в тех местах, где они соприкасаются со стойками, чтобы создать максимальную стабильность и устойчивость при заливке и высыхании.
  • Размер балки подбирают такой, чтобы бетонная масса не создала прогиба в дне опалубки сверх допустимой меры в 1/150 пролета.
  • На созданную основу выкладывают доски или фанерные листы, которые дополнительно изолируют плёнкой. Зазоры между досками можно ещё и запенить для большей надёжности.
  • На этом же этапе идёт закладка труб для электропроводки и вентиляции.
  • Опалубка готова и можно переходить к сооружению армирующей сетки.

Требования к арматуре

  • Берут металлические пруты с сечением от 8 мм до 10 мм.
  • Делают сетку, скрепляя их проволокой не более полутора миллиметров в сечении и не менее 1,2 мм.
  • Арматура ставится на двух уровнях – на верхнем ярусе, создавая эффект растяжения, и на нижнем, работая на сжатие.
  • Делаются отступы между арматурной сеткой и опалубкой в 20-25 мм для того, чтобы соблюсти оптимальную толщину бетонной прослойки в этих зонах перекрытия.
  • Верхний ярус армирования должен быть на расстоянии 100 мм от нижнего.
  • Полученный промежуток оснащают фиксаторами дистанционной разновидности с опорными лапками.
  • Прут с сечением 10 мм допускается при необходимости нарастить не более, чем на 480 мм.
  • Пруты арматуры в ярусах скрепляют по шахматному принципу.

Как армировать

  1. Нижняя часть арматуры укладывается продольно, а поверх неё устанавливается поперечный ряд прутов с двухметровым шагом.
  2. Третий ряд опять кладут продольным способом, придерживаясь метрового шага.
  3. Берут проволоку с достаточной мягкостью и проходят все места пересечения прутьев, тщательно связывая их.
  4. На нижний слой арматуры крепят под углом в 15° фиксаторы из пластика на метровом расстоянии друг от друга.
  5. Так заполняют армирующей сеткой нижний ярус и после этого приступают к созданию верхнего яруса точно по такому же принципу.
  6. Каждые 40 см края обоих ярусов скрепляют специальными соединителями.

Заливка бетоном

Требования к прочности¸ качеству, толщине:

  • Допустимо использовать только добротный бетон, обычно берётся М200 или ещё более качественные материалы. Качество бетона – это залог необходимой прочности перекрытия.
  • Толщина плиты рассчитывается от минимальной в 15 см до максимальной в 30 см.
  • Заливку не делают при температуре ниже +5°С. Если ситуация не оставляет выбора, тогда дополняют состав специальными добавочными средствами, обогревают раствор перед использованием.

Заливка:

  1. Маркируют высоту заливки.
  2. Сама процедура происходит за один раз. Полный объём бетона при помощи бетононасоса непрерывно заливается в форму. В противном случае, если заливают в несколько приёмов, перекрытие утратит прочность.
  3. Бетон разравнивают по форме опалубки.
  4. Обязательно используют строительный вибратор для удаления воздушных пузырьков из состава. Без вибрационной проработки не обойтись. Сила тяжести самого бетона недостаточна для нужного уплотнения, требуется обязательно подвергнуть состав вибрационному воздействию, так как только в этом случае он спрессуется до положенной нормы и воедино схватится с армирующей сеткой.

Важно!Для полноценного отвердения и достижения пика прочности бетон сушат 27-28 суток.

После полного отвердения работы по строительству возобновляют.

Расчетная схема второстепенной балки (а) и огибающая эпюра изгибающих моментов (б)

Нагрузки на главную балку считаются приложенными в виде сосредо­точенных сил от веса второстепенных балок, плит g и временной нагрузки Р, собираемой с соответствующих грузовых площадей. Для упрощения рас­чета собственный вес главных балок также приводят к сосредоточенной нагрузке, приложенной в осях второстепенных балок. Расчетная схема главной балки также представляет собой неразрезную конструкцию с рас­четными средними пролетами, принимаемыми равными расстоянию между осями опор (рис. ниже, а). Расположение временной нагрузки (через пролет или в смежных пролетах) рассматривается в нескольких комбинациях с целью выявления максимальных пролетных и опорных изгибающих момен­тов в сечении главной балки (рис. ниже, 6).

Расчет толщины плиты перекрытия

Толщина плиты зависит от размеров пролета. Обычно она высчитывается из соотношения 1:30. За величину пролета всегда берется длина самой протяженной стены. К примеру, если самая длинная стена равна 4,5 м, то толщина плиты будет 15 см.

Но если при отливке перекрытия владелец рассчитывает только на себя и на свои руки, лучше запланировать толщину как минимум 17 см. Кроме того, для частных домов лучше не планировать больших помещений с громадными пролетами, потому что толщина самодельной плиты перекрытия не должна превышать 25 см.

монолитные перекрытия и технология строительства

Перекрытия необходимы для разделения здания на этажи, это неотъемлемый конструктивный элемент, воспринимающий различные нагрузки. Монолитное перекрытие (своими руками залить его достаточно просто) обеспечивает устойчивость дома в целом, позволяя организовать звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений.

Положительные характеристики конструкции раскрываются так:

  • отсутствие дорогостоящих работ по разгрузке/погрузке;
  • высокое качество готовой поверхности;
  • возможность свободной планировки помещений;
  • прочность, долговечность.

Конструктивно несущая часть перекрытий разделяется на безбалочную (создается из плит или панелей) и балочную (состоит из балок и наполнения)

Перекрытия могут быть:

  • монолитными – производятся на месте работ;
  • сборными – формируются на основе готовой заводской продукции – ж/б плиты либо панели;
  • часторебристыми – изготавливаются на основе пустотелых блоков и ж/б балок;
  • конструкциями из облегченного бетона.

Что необходимо учесть?

Конструкция должна соответствовать указанным параметрам:

  • плита должна выдерживать динамическую и статистическую нагрузку. В частном строительстве средняя нагрузка составляет 350-400 кг/м²;
  • под действием внешних сил перекрытие не должно деформироваться, то есть, должна быть обеспечена соответствующая жесткость;
  • в зависимости от места установки перекрытия (подвал, этажи, чердак) и функции помещения устанавливается звукоизоляция, блокирующая как воздушный, так и ударный шум;
  • если плита разделяет помещения с различным температурным режимом, например, чердак или подвал от этажа, должна быть обеспечена теплозащита;
  • сопряжение конструкции с наружными стенами не должно создавать мостиков холода, что провоцирует потери тепла и образование конденсата;
  • устройство монолитных перекрытий может быть реализовано с учетом огнестойкости.

Если строитель возводит монолитные перекрытия, технология проведения работ подчиняется указанной последовательности.

Технология устройства опалубки

Технология устройства монолитного перекрытия начинается с обустройства съёмной опалубки. Горизонтальный слой может быть изготовлен из влагостойкой фанеры (20 мм) либо обрезных досок ( мм). Если в системе все-таки образовались щели, поверх щитов выкладывается гидроизоляционная пленка, блокирующая протечку раствора.

Опалубка держится на балках – ригелях, опирающихся на стойки (покупные/арендованные телескопические, или самостоятельно изготовленные брусья 100х100 мм, либо кругляк 8-15 см). Система должна быть смонтирована строго горизонтально.

Укладка и расчет арматуры

Процесс реализуется следующим образом:

  • между опалубкой и каркасом соблюдается зазор 25 мм, что можно организовать при помощи покупных фиксаторов или при самостоятельном изготовлении деревянных или фанерных подставок. Фактическая высота закладных элементов зависит от толщины плиты, но чаще всего хватает 2.5 см;
  • диаметр прутка определяется по расчету в зависимости от нагрузки и размера плиты и варьируется в пределах 8-20 мм. В частном строительстве используется прут 8-12 мм;
  • арматурный каркас может быть однорядным или двурядным, что зависит от необходимой прочности. Ряды вяжутся при помощи гибкой проволоки с размером ячейки 15х15 см – в первом ряду, и 20х20 см – во втором;
  • расстояние от верхнего пояса до верха бетонной заливки должно составлять не менее 25 мм.

Шаг хомутов армирующего пояса – 200-400 мм

Чтобы перекрытие надежно взаимодействовало с несущими стенами, необходим монтаж армирующего пояса. Он формируется на основе стальных прутков и хомутов, к которым крепится арматура перекрытия. Вполне достаточно организовать 4 направляющих диаметром мм, к которым в перпендикулярном направлении крепятся хомуты при помощи вязальной проволоки.

Как залить?

Перед заливкой устанавливается опалубка для всех технологических отверстий, выставляются маячки для контроля толщины конструкции.

Последовательность действий:

  • заливке подлежит заводской или самостоятельно приготовленный при помощи одной или нескольких бетономешалок бетон;
  • если перекрытие находится высоко, раствор подается при помощи подъемных механизмов;
  • весь арматурный каркас должен быть равномерно покрыт раствором. Работы должны быть проведены быстро;
  • далее производится трамбовка, впоследствии поверхность требует ухода.

Монолитное ребристое перекрытие своими руками

Подобное перекрытие относится к балочному типу. Несущей конструкцией выступает ж/б балка, заполнением – пустотелые ребристые блоки.

Последовательность производства работ:

  • установка балок – их должны заходить в арматурный пояс ( см), о котором говорилось выше, на глубину см;
  • максимальный шаг блоков перекрытия принимается, как см, что зависит от габаритов самих изделий, которые заполняют пространство между опорами;