Расчет и конструирование монолитной плиты

В строительстве построек, сделанных из кирпича, конструктивным решением считают использование перекрытий, выполняющих несущую и ограждающую функции.

Виды по способу опирания

Плита, используемая для межэтажного разделения, представляет собой армированную железобетонную конструкцию, с пустотами. Отверстия в плитах бывают различных форм и размеров, для облегчения веса конструктивного элемента.

Выбор межэтажного перекрытия и глубина его опирания зависит от конструктивных особенностей здания. Учитываются следующие параметры:

  • назначение здания (жилое, промышленное, общественное);
  • материал, из которого возведено строение;
  • толщина стен;
  • виды нагрузок, действующих как на плиты, так и на здание;
  • сейсмические характеристики района застройки.

По типу опирания межэтажные плиты делятся на три категории. Их выбор осуществляется на стадии планирования проекта, с учетом расчетов нагрузок, действующих на несущие элементы здания.

По двум сторонам

Опорой для таких плит являются две противоположные несущие стены. Укладывают их на капитальные элементы, узкими (поперечными) сторонами. Чаще всего, для такого типа, используют мэжэтажные перекрытия с круглыми пустотами, с маркировкой ПК, 1ПК, 2ПК. Они способны выдерживать нагрузку до 800 кг/м².

По трем сторонам

Имеют усиленное торцевое армирование и укладываются на три несущие стены. Их монтируют в углах здания, имеющих П-образную конструкцию несущих стен. Обозначаются они маркировкой ПКТ, и выдерживают нагрузку, до 1600 кг/м².

По четырем сторонам

Такие плиты усилены армированием по всем торцам, они более жесткие и обладают повышенной несущей способностью. Используются только в сложных конструкциях, где требуется максимальное распределение высоких нагрузок, или в тех случаях, когда планируется возведение дополнительных надстроек. Имеют маркировку ПКК, обозначающую повышенную прочность. В малоэтажном строительстве их практически не используют.

СоветДля малоэтажного, а также частного строительства, рекомендуется использовать кругло и овалопустотные плиты перекрытия, с опиранием по двум сторонам.

Сфера использования

Область использования конструкций из армированного бетона:

  • Формирование воспринимающего нагрузку перекрытия крупнопанельных объектов промышленного назначения.
  • Сооружение перекрытий чердачного типа в жилых и административных зданиях с последующей облицовкой ребристой части с внутренней стороны помещения.

Для монтажа железобетонных изделий необходимо соблюдение интервала между опорами несущих конструкций, обязателен учет расчетных нагрузок, которые способна воспринимать конструкция.

Изготовление осуществляется, согласно требованиям действующего стандарта по документации предприятий-производителей железобетонных изделий.

В основном такие плиты используются для перекрытий на чердаках жилых объектов, промышленных сооружений, если расстояние между несущими конструкциями не больше 6 метров

Конструктивные особенности и состав бетона позволяют применять плиты ребристые в следующих условиях:

  • при температуре до минус 40 градусов Цельсия для сооружений, постоянно находящихся в естественных климатических условиях пониженных температур;
  • при воздействии повышенных до 50 градусов Цельсия температур, связанных с особенностями технологического цикла промышленных предприятий;
  • под воздействием газообразных среднеагрессивных составов, воздействующих на железобетон;
  • в районах, расчетная сейсмичность которых не превышает 9 баллов;
  • для отапливаемых помещений, в которых соблюдается постоянный температурный режим.

Особенности конструкций

Все без исключения железобетонные изделия совмещают в себе характеристики бетона и металла.

Это относится как к монолитной, создаваемой непосредственно на объекте, так и к уже готовой многопустотной плите.

Со своей стороны, твердый бетон выдерживает сжимающие воздействия, тогда как армирование берет на себя растягивающие нагрузки.

Любое перекрытие будет работать на излом. Именно этот факт и учитывается при его изготовлении. Монолитная технология подразумевает создание двух сеток армопояса – верхней и нижней.

Расчет шага и толщины самих стержней производится специалистами, исходя из требований действующих СНИП.

В большинстве случаев арматуру закрепляют вязальной проволокой, но могут использоваться и уже готовые сваренные сетки.

Особое внимание должно уделяться тому, что стержни в обязательном порядке должны быть неразрывными.

В тех ситуациях, когда требуется соединять отдельные сегменты, перехлест арматуры должен составлять, как минимум, 40*d (в данном случае d – это диаметр стержня).

В армопоясах перекрытий рекомендуется применять арматуру из стали марки «А3» горячекатаного типа диаметром 8-14 мм. Конкретные параметры должен содержать чертеж.

Именно такая величина и является рекомендуемой в таких случаях. При этом размер ячейки армопояса должен составлять 200х200 мм. Стержни нижней сетки имеют диаметр 12 мм, а верхней – 8 мм.

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10.3 СП Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП )

Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:

  • обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
  • качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонной смеси)

Согласно п. 10.3.5 (СП , СП ), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:

1. Не менее наибольшего диаметра стержня!

2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматурыне менее 25 мм;
  • для верхней арматурыне менее 30 мм;

3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 50 мм (кроме стержней двух нижних рядов).

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

  • не менее 50 мм;

5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).

При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:

d si -диаметр одного стержня в пучке,

n- число стержней в пучке.

Схемы и чертежи армирования плит перекрытия

4 главных правила:

  • Соединяется арматура между собой при помощи тонкой проволоки.
  • Объединение прутов конструкции при помощи сварки недопустимо, так как в местах соединений металл теряет свои свойства и вся конструкция теряет КПД в целом.
  • Как правило, для армирования подбирают арматуру рифленую, это придаёт конструкции прочности. Используется арматура диаметром от 8 до 12 мм, диаметр выбирается в зависимости от габаритов постройки. При заливке монолитной конструкции снизу располагают более толстую арматура, а сверху более тонкую.
  • Традиционно выбирают размер ячеек от 150 до 200 мм, ячейки квадратной формы.

Стоит также большое внимание уделить схеме армирования плит перекрытия, которая должна разрабатываться индивидуально для каждого проекта в зависимости от глубины несущих конструкциях. Для этого нужно учитывать материал и глубина должна быть от 100 до 140 мм.

Выбор материала для армирования

В строительстве применяется арматура трех типов:

  • А 240 – с гладкой поверхностью. Ей выполняется армирование в вертикальных плоскостях. На усиление монолитных плит не используется;
  • А 300 – диаметр равен десяти – двенадцати миллиметрам. На прутах имеются насечки в виде колец;
  • А 400 – стрежни с серпообразным профилем. Рабочий диаметр увеличен, отлично подходит для армирования толстых фундаментных плит.

До выполнения армирования следует определить оптимальное сечение металлических прутьев. Арматурная сетка составляется из пары слоев, элементы ее располагаются под прямыми углами по направлению друг к другу. Низ и верх соединены хомутами.

Читайте также:  Виды, характеристики и область применения железобетонных плит

Уточнив толщину бетона, можно определить диаметр арматуры, проходящей в одном направлении. Он должен достигать 0,3 % от всей площади плиты.

Если одна сторона фундаментной основы меньше трех метров, достаточно использовать десятимиллиметровую арматуру. Более толстые плиты укрепляются прутьями сечением двенадцать миллиметров. Максимальный процент армирования для крупных плит достигает четырех сантиметров.

Расчет и армирование плиты

здание рама ригель перекрытие плита

Плита рассчитывается на действие нагрузки на полосу шириной 1м. расчетная схема плиты принимается как многопролетная неразрезная балка, опорами которой являются второстепенные балки. При вычислении нагрузок на 1м2 перекрытия использованы результаты сбора нагрузок, приведенные в табл.7.1.

Таблица 7.1

№ п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка,

Коэф. надежности по нагр., гf

Расчетная нагр.,

1

2

3

4

5

I.

1.

Постоянная (g)

Собственный вес пола

0,2223+0,418+0,418

1,0583

1,3313

2.

Собственный вес монолитной плиты

1·1·0,06·25·0,95

Итого:

  • 1,425
  • 2,4833

1,1

  • 1,5675
  • 2,8988

II.

  • 1.
  • 2.

Временная(х)

Полезная

Перегородки

  • 11,0
  • 0,50
  • 1,3
  • 14,3
  • 0,65

ИТОГО: х = х1+ х2

11,5

14,95

ВСЕГО: gпер = gпер + Vпер

17,4666

17,8488

Предварительно назначаются высота и ширина сечения второстепенной балки:

hвб = (1/18…1/16)·L1=(1/18…1/16)·5,8 =0,32…0,36 м;

принимаем hвб =0,35 м.

Ширина второстепенной балки:

bвб = (0,35…0,45) hвб =0,12…0,16 м,

принимаем bвб = 0,15 м.

Расчетный пролет плиты равен:

L03 = L3 — bвб = 1,933 — 0,15 = 1,78м.

Выровненные изгибающие моменты в средних пролетах и над средними опорами:

в первом пролете и на первой промежуточной опоре соответственно:

Монолитные плиты армируются сетками. Расстояние от центра тяжести арматуры сеток до ближайшей грани сечения принимаем аs = 1,5см. Тогда рабочая высота сечения h0 = hпл — аs = 6 — 1,5 = 4,5см. Вначале расчет прочности по нормальному сечению ведется по моменту М2 в следующей последовательности:

з* = 0,871; о = 0,26 (табл.3.1(3)).

Рис.7.1. Эпюра изгибающих моментов в плите

Рис.7.2. Армирование плиты рулонными сетками

Принимаем количество сеток в одном шаге колонн n = 3.

Длину нахлеста принимаем предварительно а0 = 0,1м.

Принимаем длину выпуска поперечных стержней а = 0,025м.

Ширина сетки между крайними продольными стержнями:

Округляем кратно 25 мм

Принимаем защитный слой бетона а3 = 0,025м.

Ширина здания, состоящего из 3 пролетов, равна:

Взд = 3·L2 = 4·5800 = 17400мм.

Длина сетки равна:

L = Bзд — 2·а3 = 17400 — 2·25 = 17350мм.

Способ армирования зависит от диаметра рабочей продольной арматуры.

Принимаем шаг продольных стержней равным 100мм. Тогда количество стержней в 1м ширины сетки равно 10. Требуемая площадь сечения 1 стержня равна: Аs1 = 2,173/10 = 0,2173см2.

По сортаменту арматуры принимаем стержни 6 В500 c Аs=0,283 см2

Поскольку арматуры >5 мм, армирование производится раздельными плоскими сетками с поперечным расположением рабочей арматуры.

Рис.7.3. Армирование плиты раздельными сетками

Принимаем в первом приближении поперечных стержней сеток d=6 мм.

Ширина сеток:

С1 и С4 В=1800 мм

С2 и С5 В?0,5·Lo3+bвб=0,5·1780+150=1040 мм

Принимаем В=1100 мм

С3 В?0,25·Lo3+ bвб+15·d=0,25·1780+150+15·6=685 мм

Принимаем В=700 мм

Принимаем защитный слой бетона aз=0,025 м. Длина здания, состоящего из 10 шагов колонн определяется по формуле:

Lзд=10·L1=10·5800=58000 мм

Длина сеток:

L=Lзд — 2aз=58000 — 2·25=57950 мм

Подбираем марку сетки С1:

з*=0,79 (табл.3.1(3));

см2

Требуемая площадь сечения одного стержня равна:

см2

По сортаменту арматуры принимаем стержни 12 А400 с Аs=1,131 см2

Сетка С2:

Параметры сетки С3 назначаются по конструктивным требованиям:

Для сеток С4 и С5 получим:

з*=0,867 (табл.3.1(3));

см2

Принимаем шаг рабочих стержней 200 мм. Тогда число стержней составит 1000/200=5. Требуемая площадь сечения одного стержня:

см2

По сортаменту арматуры принимаем стержни 10 А400

Сетка С4:

Сетка С5:

Заключение

Чтобы перекрыть стены из кирпича, используют различные виды плит из железобетона, ставить которые необходимо по проектно-технической документации, соблюдении ГОСТов и СНиПов. Схема проекта должна учитывать глубину опирания, чтобы можно было определить нагрузку на плиты и стены, во избежание разрывов и разрушений.

Читайте также:  Точечная нагрузка на плиту перекрытия /инструкция с фото

Для узлов опирания соблюдают определенные условия. Торцевые плиточные концы не должны упираться в кирпичную кладку, нужно использовать нахлест в 12 см с установленной шириной ниши от 13 см. При укладке плиточных конструкций используют такой же бетонный состав, что и для кладки (одинаковый). Если ЖБ-плиты с пустотами, то их заделывают с помощью вкладышей и цементного состава.

При покупке материалов для монтажа (плиты, кирпичи, щебень, песок, цемент и др. расходники), обязательно проверяют наличие заводской маркировки. Монтаж выполняют так, чтобы уложенная выше плиты кирпичная кладка не опиралась на пустоту, при этом нагрузка должна соответствовать минимальным значениям.

Важно правильно рассчитывать нагрузку на плиты и стены из кирпича. Для этого проводятся расчеты, которые лучше доверить квалифицированным строителям и инженерам.

ВконтактеFacebookTwitterОдноклассникиМой мир

Армирование пустотных плит

Армирование пустотной плиты перекрытия не должно сопровождаться проделыванием дополнительных отверстий для коммуникационных сетей. Лучше для этого приобрести плиты, армирование которых было осуществлено напрягаемой арматурой. В противном случае несущая способность изделия будет снижена.

Ознакомившись с ГОСТ 9561-91, вы сможете узнать о ряде исключений при изготовлении некоторых типов пустотных панелей. В них разрешается не использовать армирование напряженной арматуры. Такие панели обладают толщиной в 220 мм, а их длина равна 4 780 мм. Диаметр отверстий при этом варьируется от 140 до 159 мм. В расчет армирования ребристой плиты перекрытия необходимо включить данные о сопротивлении бетона на сжатие (11,5 Мпа), что составляет 117 кгс/см2. Используемая арматура соответствует классу AIII. Расчетное сопротивление растяжению при этом равно 355 МПа.

Если бетонирование балок будет осуществляться отдельно от плиты перекрытия, то их расчет не будет отличаться от того, что используется в случае с обычными железобетонными балками прямоугольного сечения. Если же бетонирование осуществляется одновременно, то балки можно рассматривать как балки таврового сечения.

Выбор монолитных плит

Выбирая платформы монолитного типа, следует обращать особое внимание на маркировку, она включает определенные знаки. В то время как цифры обозначают размеры длины и ширины (что обозначается в дециметрах), то буквами обозначают вид монолитных плит:

  • маркировка ПК означает «плита перекрытия»;
  • маркировка ПНО означает «плиты настила облегченные»;
  • маркировка НВ означает «настил внутренний».

Объемная схема расположения усилений: 1 — основныая сетка, 2 — дополнительное усиление основной сетки, 3 — «П» образные усиления краев плиты, 4 — «Г» образное усиление углов плиты, 5 — несущие стены.

Выбирая монолитные плиты, нужно понимать, что крайняя цифра маркировки определяет степень нагрузки, допустимой для данного вида монолитного покрытия. Единица измерения, килопаскаль, говорит о том, что надо рассчитать на 1 м 2 такого перекрытия 100 кг. Следовательно, при цифре 6 наибольшая нагрузка на монолитную плиту будет составлять 600 кг/м 2 , и в соответствии с этими данными следует проводить дальнейший расчет.

Структура монолитных плит может тоже отличаться согласно поперечному сечению. Производят типы плит следующей структуры:

  • пустотные;
  • ребристые;
  • сплошные.

Именно характеристики многопустотной плиты позволяют создать надежную звукоизоляцию строящихся помещений, обеспечить качественное утепление. Эти качества, малый вес и устойчивость к повреждениям различного рода делают их особенно популярными. В свою очередь, различают 3 вида пустотных плит: вертикальные, овальные, круглые.

Ребристые перекрытия армируют в случаях организации только пола либо только потолка. В таком случае ребро проходит исключительно по одной стороне.

Разные типы и размеры армированных плит позволяют варьировать при их подборе и ориентироваться на особенные климатические и природные условия регионов, в которых производится постройка.