Как рассчитать пропорции бетона для перекрытий?

Многоэтажные здания в наше время проектируются с использованием габаритных унифицированных схем, причем основным типом перекрытий являются сборные перекрытия. Применение монолитных плит необходимо тогда, когда по каким-нибудь причинам необходимо отступить от унифицированных габаритных схем. К примеру, если по архитектурным или технологическим требованиям предусматриваются особенные характеристики здания (высота этажей, величина нагрузки, сложность очертаний в плане).

Принцип работы

Согласно ГОСТ 26519-85 «Конструкции железобетонные заглублённых помещений с перекрытием балочного типа. Технические условия» формула расчёта полезной нагрузки железобетонных балок перекрытия складывается из следующих характеристик:

  • Нормативно-эксплуатационная нагрузка на балки перекрытия с определённым коэффициентным запасом. Для жилых зданий данный показатель нагрузки составляет 151 кг на м2, а коэффициентный запас равен 1,3. Получаемая нагрузка – 151*1,3=196,3 кг/м2;
  • Нагрузка от общей массы блоков, которыми закладываются промежутки между балками. Блоки из лёгких материалов, к примеру из пенобетона или газобетона, показатель плотности которых D-500, а толщина 20 см будут нести нагрузку – 500*0,2=100 кг/м2;
  • Испытываемая нагрузка от массы армированного каркаса и последующей стяжки. Вес стяжки с толщиной слоя 5 см и показателем плотности 2000 кг на м3 будет образовывать следующую нагрузку – 2000*0,05=100 кг/м2 (масса армировки добавлена в плотность бетонной смеси).

Показатель полезной нагрузки железобетонной балки перекрытия составляется из суммы всех трёх перечисленных показателей – 196,3+100+100=396,3 кг/м2.

Типы монолитных перекрытий

Балки и ригели, элементы балочного перекрытия, становятся одним целым с монолитной конструкцией.

Выделяют балочные и безбалочные системы плит. Балочный тип характеризуется наличием ригелей, которые располагаются либо поперек строения, либо крест-накрест. не имеет выступающих ребер. Как показывает практика, целесообразней всего применять поперечное расположение ригелей. Но все-таки окончательный вариант зависит от назначения возводимого монолитного перекрытия, направлением в помещениях технологических потоков, характером размещения нагрузок, методом устройства жесткости каркаса, можно разместить крупногабаритное оборудование на ригелях конструкции непосредственно, на отдельный ригель нагрузка снижается. При устройстве монолитной конструкции балки и ригели становятся одним целым с плитами.

У безбалочного типа монолитного перекрытия отсутствуют выступающие ребра ригелей. Вместо них выступают участки плит 0,2-0,3 от места, где находится пролет. Им отведена роль плитных плоских ригелей, которые работают между колоннами в пролет по схеме балок. Из-за этого исключается устройство отверстий и проемов в участках междуколонных плит монолитного перекрытия, в этом качестве может применяться срединная часть монолитной плиты. Принимаются монолитные конструкции толщиной, которая примерно равна 1/32 самого большого пролета, и если пролет не превышает 6 м, проще изготавливать плиты монолитного перекрытия плоскими.

На чем основывается расчет железобетонных конструкций

В первую очередь следует учитывать, что сборное перекрытие, полученное из готовых плит дешевле приблизительно на 15-20 %, чем наливное монолитное основание. Причиной тому невысокая себестоимость выпускаемых на заводах типовых железобетонных конструкций, в сравнении с залитым в собранную на месте опалубку замешанным вручную или на арендованной бетономешалке раствором. Ведь для того, чтобы монолитное основание получилось надежным, недостаточно просто залить цементную смесь, сначала необходимо связать каркас из арматуры, что требует немалых трудозатрат. По прочности готовые плиты и наливные перекрытия получаются одинаковыми при равной толщине.

Рассмотрим все составляющие монолитного основания, на которых строится расчет железобетонных конструкций. В первую очередь, сооружается опалубка, которая должна быть добротной, чтобы заливка получилась качественной. Не желательно использовать обрезные доски, поскольку нижняя, потолочная часть плиты, должна быть идеально ровной. Следовательно, в качестве основы для опалубки лучше выбрать толстую фанеру, желательно, ламинированную (к ней бетон пристает несколько хуже, чем к обычной). Боковины также делаются из фанерных полос, а вот подпорки лучше установить из бруса, сечением не менее чем 100х100 миллиметров.

Читайте также:  Задача утепления пола и межэтажных перекрытий

Далее из металлических прутков, связанных проволокой, собираются верхняя и нижняя армирующие сетки, соединенные посредством коротких поперечин в каркас. Слишком частыми ячейки делать не рекомендуется, поскольку это придаст лишнюю массу монолитному основанию, увеличив собственную нагрузку плиты. Обычно используется арматура с профилем А-II или А-III. Диаметр прутка для однорядной вязки требуется не менее 12, а для двухрядной – не меньше 10 миллиметров. Для поперечин используются стержни диаметром около 8 миллиметров. Шаг между арматурой достаточно соблюдать порядка метра.

Для перекрытия большой площади обязательно нужны опорные горизонтальные балки, которые также заливаются на месте и нуждаются в армировании.

Для того, чтобы узнать, какой запас прочности необходимо придать монолитному основанию, обратимся к СНиП. Нормативная нагрузка на перекрытие в жилом доме по стандартам должна соответствовать 150 килограммам, кроме того, не следует забывать про коэффициент запаса, соответствующий 1.3.  В итоге получаем величину 150х1.3=195 кг/м2. Соотношение толщины плиты и ее площади должно иметь пропорции 1:30, иными словами, для монолитного основания 3х2 метра хватит толщины в 20 сантиметров. Арматуру желательно погрузить в раствор так, чтобы крайние прутки были покрыты бетоном не менее чем на 3 сантиметра.

Преимущества и недостатки сплошного армированного перекрытия

Железобетонное перекрытие производится из двух основных материалов – цементный раствор и металлические стержни (упрочняющая металлическая сетка). Из-за того, что бетон твердый, но хрупкий и боится деформации, он легко рассыпается от ударов. Металл более мягкий, но стойкий к деформациям, на кручение и изгиб. Поэтому тандем этих двух материалов обеспечивает наилучший результат.

Армирование перекрытия производят в зданиях, сооруженных из ячеистых бетонных блоков и кирпича. Такой вариант позволяет выполнить работы самостоятельно, сэкономив на привлечении профессионалов и спецтехники.

Основные преимущества армирования монолитных плит перекрытия:

Возможность реализовать любой нестандартный проект, где опорой могут быть как несущие стены, так и декоративные колонны Сооружение пола любого размера, конфигурации – ограничений нет Отсутствие стыков и швов Выполнение всех монтажных и других работ на объекте Данная схема устройства плит используется там, где нет возможности привлекать специальный транспорт Конструкция с жестким основанием создается идеально ровной, без каких-либо прогибов Высокий уровень прочности, стойкости к силовому напряжению, механическим нагрузкам, воздействию температур, влаги Равномерное распределение больших нагрузок на фундамент Легкость выполнения разных коммуникационных колодцев, отверстий между этажами для лестничных проходов Шанс защитить конструкциями поперечного и продольного исполнения чердаки, мансарды от морозов Высокая огнестойкость

Из минусов стоит выделить длительность и трудоемкость процесса, необходимость привлечь к работам минимум трех человек, обеспечить инструменты и инвентарь, постоянный контроль и уход за монолитом на первых порах, более высокая стоимость в сравнении с деревянным строительством.

Дополнительные данные

При расчета перекрытий нужно определить класс бетона и арматуры.

Однако, если знать все технические характеристики перекрытия и хотя бы приблизительный вес, который будет нагружать их, то произвести расчеты не представляется очень сложной задачей. Надо учитывать, что существует несколько классификаций нагрузок.

Так, первый тип зависит от того, какова продолжительность нагрузок. То есть нужно исходить из того, что они могут быть постоянными и временными. К постоянным относят: вес мебели, людей, бытовой техники и иных предметов, постоянно находящихся в квартире. Сюда надо также отнести и вес несущей конструкции, грунта и горного давления. Что касается временных нагрузок, то сюда относят те, которые возникают при строительстве здания, хранении и перевозке различных конструкций.

Есть и особые нагрузки, которые подразумевают сейсмическое или взрывное воздействие, а также измененную структуру грунта. К кратковременным относят – от оборудования, когда осуществляется строительство дома, а еще гололедные и ветряные (то есть климатические). При расчете максимальной нагрузки надо учитывать длительные нагрузки, к ним относятся такие, как:

Замерзание воды во внутренних полостях плиты перекрытия: 1- образование льда; 2- трещины; 3- железобетонный пояс жесткости; 4 -стенка в полкирпича; 5- бетонная стяжка; 6 – покрытие пола.

  • вес временных перегородок в доме;
  • вес оборудования, которое предназначено для стационарной работы (сюда относятся конвейеры, аппараты, твердые и жидкостные тела, которые входят в состав такого оборудования);
  • давление твердых тел, жидкостей и газов в трубопроводах;
  • вес стеллажного оборудования, которое располагается на складах, зернохранилищах, холодильниках и в прочих помещениях;
  • вес отложенной пыли (это тоже является важным фактором, многие это не принимают во внимание, что совершенно недопустимо);
  • разные осадки: снег, дождь, град (обязательно должны учитываться при расчетах на плиты перекрытия).

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

10.1. При расчете строительных конструкций по прогибам (выгибам) и перемещениям должно быть выполнено условие

(25)

где f — прогиб (выгиб) и перемещение элемента конструкции (или конструкции в целом), определяемые с учетом факторов, влияющих на их значения, в соответствии с пп. 1-3 рекомендуемого приложения 6;

fu — предельный прогиб (выгиб) и перемещение, устанавливаемые настоящими нормами.

Расчет необходимо производить исходя из следующих требований:

а) технологических (обеспечение условий нормальной эксплуатации технологического и подъемно-транспортного оборудования, контрольно-измерительных приборов и т.д.);

б) конструктивных (обеспечение целостности примыкающих друг к другу элементов конструкций и их стыков, обеспечение заданных уклонов);

в) физиологических (предотвращение вредных воздействий и ощущений дискомфорта при колебаниях);

г) эстетико-психологических (обеспечение благоприятных впечатлений от внешнего вида конструкций, предотвращение ощущения опасности).

Каждое из указанных требований должно быть выполнено при расчете независимо от других.

Ограничения колебаний конструкций следует устанавливать в соответствии с нормативными документами п. 4 рекомендуемого приложения 6.

10.2. Расчетные ситуации, для которых следует определять прогибы и перемещения, соответствующие им нагрузки, а также требования, касающиеся строительного подъема, приведены в п. 5 рекомендуемого .

10.3. Предельные прогибы элементов конструкций покрытий и перекрытий, ограничиваемые исходя из технологических, конструктивных и физиологических требований, следует отсчитывать от изогнутой оси, соответствующей состоянию элемента в момент приложения нагрузки, от которой вычисляется прогиб, а ограничиваемые исходя из эстетико-психологических требований — от прямой, соединяющей опоры этих элементов (см. также п. 7 рекомендуемого приложения 6).

10.4. Прогибы элементов конструкций не ограничиваются исходя из эстетико-психологических требований, если не ухудшают внешний вид конструкций (например, мембранные покрытия, наклонные козырьки, конструкции с провисающим или приподнятым нижним поясом) или если элементы конструкций скрыты от обзора. Прогибы не ограничиваются исходя из указанных требований и для конструкций перекрытий и покрытий над помещениями с непродолжительным пребыванием людей (например, трансформаторных подстанций, чердаков).

Примечание. Для всех типов покрытий целостность кровельного ковра следует обеспечивать, как правило, конструктивными мероприятиями (например, использованием компенсаторов, созданием неразрезности элементов покрытия), а не повышением жесткости несущих элементов.

10.5. Коэффициент надежности по нагрузке для всех учитываемых нагрузок и коэффициент динамичности для нагрузок от погрузчиков, электрокаров, мостовых и подвесных кранов следует принимать равными единице.

Коэффициенты надежности по ответственности необходимо принимать в соответствии с обязательным приложением 7.

10.6. Для элементов конструкций зданий и сооружений, предельные прогибы и перемещения которых не оговорены настоящим и другими нормативными документами, вертикальные и горизонтальные прогибы и перемещения от постоянных, длительных и кратковременных нагрузок не должны превышать 1/150 пролета или 1/75 вылета консоли.

Размеры и вес

Представленные изделия выпускают стандартных габаритов. Они учитываются при проектировании домов. Например, стандартное значение ширины может составлять 6, 10, 12, 15 см. Для длины характерны такие размеры: 24-90 см, а толщина изделия может достигать 22 см. Можно производить плиты перекрытия нестандартных размеров, но делается это только по индивидуальному заказу. При подъеме таких изделий необходимо задействовать мощное грузоподъемное оснащение, так как вес конструкций может достигать 1,2-3,44 т.

Заключение

Видео в этой статье даст вам возможность своими глазами понаблюдать за процессом создания газобетонных перекрытий. Вы увидите, что конструкция получается надежной и экономичной, так как она позволит до минимума снизить затраты на утепление и отделку потолка и пола верхнего этажа.

И не забудьте, что плиты перекрытия на газобетонные стены укладываются только после усиления их в верхней части. Но это касается не только описанных в статье конструкций, а и перекрытий из любых других материалов.

Монтаж плит перекрытия: как правильно сделать укладку жби плит перекрытия

  Самый первый шаг это заделка торцов пустотных отверстий в плите, делается следующим способом: укладывается пол кирпича в пустотное отверстие и заделается раствором на глубину 12-15 см, это делается для того чтобы не попала влага и для усиление краев.  

2й шаг, опирание плиты перекрытия на стены   1 Толщина постельного шва должна составлять 10-12 мм.

Это оптимальный размер, если вы сделаете слишком толстый шов то крепкость кладки будет снижена, если шов будет тонкий то вы не выровняете блоки по горизонтали, так как блоки имеют отклонения в размерах. 2 Замешивайте столько раствора сколько вы можете затратить за 1.

5-2 часа, так как через 2 часа раствор начнет засыхать и с ним мы не рекомендуем уже работать. 3 Контроль блоков нужно производить с помощью уровня, по горизонтали и вертикали, а доводить их до нужно уровня нужно с помощью резиновой киянки.

4 Так как у блоков идет погрешность до 6мм, то толщина шва допускается 12мм плюс минус 5мм

3й шаг: правильная технология укладки плит перекрытия  

Перед укладкой плит перекрытия желательно уложить арматуру 10-12 мм, чтобы плита легла, ровно и не выдавливалась сам раствор, далее расстилается цементный раствор 2 см. Оптимальное Расхождение торцов 8-12 мм. После установки делается анкеровка и заливка рустов а также заделываются пустоты.

Будьте внимательны и не укладывайте плиту перекрытия на 3ю стену   Очень важный момент, при монтаже плиты перекрытия ее нельзя опирать на 3 стены, если этого избежать нельзя, то в плите делается пропил болгаркой точно над перегородкой, для снятие напряжения  

   

Подведем итог:

  При строительстве дома из керамических блоков porotherm смесь нужно использовать теплую, она должна быть не слишком жидкая чтобы не проваливалась в сам блок и толщина шва рекомендуется делать 12мм.

 Вопрос: Скажите я уложил плиту на 3 стены, что произойдет?

Ответ: Нежелательно так делать, в данной ситуации может возникнуть ненужное напряжение, которое может привести к образованием трещин.

Вопрос: Можно ли не класть арматуру?

Ответ: Да можно, мы рекомендуем ее класть, чтобы она легла ровно по горизонтали.

Вопрос: Скажите нужно ли делать анкеровку узлов плиты?

Ответ: Да, обязательно нужно делать.

Вывод

Помимо перечисленных выше требований к проведению подбора и расчета компонентов смеси, важно придерживаться правил процесса ее приготовления. Лучше для этого использовать бетономешалку. На времени перемешивания не стоит экономить.

Важно правильно подобрать количество воды. При изготовлении плит перекрытия густота раствора должна быть, как у домашней сметаны, а вот для стяжек пола раствор делать лучше достаточно жидким, чтобы он ровно ложился, заполнял щели и пустоты. Важно помнить — избыток воды не дает быстро застыть бетону.