Rosnerud-spb.ru

Ремонт СПБ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двойное армирование плиты перекрытия

Армирование монолитного перекрытия

В строительстве, в гражданском или частном строительстве, часто используется армированное монолитное перекрытие. С его помощью обустраиваются ступени, формируется крыльцо, делаются армированные монолитные плиты перекрытия между этажами, а также монолитные плиты покрытия при устройстве эксплуатируемых плоских крыш. Армирование позволяет использовать сразу несколько материалов, делая общую конструкцию максимально прочной и износостойкой.

Обязательно каждое монолитное перекрытие имеет опорную арматуру, которая защищает бетон в пристенной зоне, и венец, который проходит через все несущие конструкции и соединяется с концами арматуры предыдущей монолитной конструкции (стены, колонны, пилоны, балки), для большей прочности и устойчивости всего сооружения.

Армированную сварную сетку из арматуры периодичного профиля диаметром от ф6 мм до ф25 мм, изготовленную в заводских условиях, можно купить в готовом виде. Применение готовых арматурных каркасных сеток в монолитном строительстве, значительно ускоряет процесс армирования монолитного перекрытия. Но при покрытии большого участка придется соединять несколько арматурных плит, что создает дополнительные стыки. Последние значительно уменьшают прочность конструкции, а также создает дополнительные расходы на длину арматуры. Поэтому гораздо лучше провести армирование монолитного перекрытия из отдельных перекрестных стержней арматуры, что позволит получить прочную, монолитную конструкцию перекрытия.

Армированные перекрытия имеют еще один весомый плюс – они более устойчивы к воздействию огня – в течение часа сооружение сможет удерживать распространение пламени. Для сравнения – от деревянного каркаса уже через 30 минут ничего не останется.

Схема армирования

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Армирование железобетонной плиты производится неравномерно: в местах опирания стен или колонн необходимо дополнительное усиление. Такие участки называются зоны продавливания. Укладка арматуры производится в один слой при толщине плиты 150 мм и менее. При величине более 150 мм армирование выполняют каркасами. В качестве примера необходимо рассмотреть основные узлы конструкции.

Основная ширина плиты

Здесь схема представляет собой сетки с постоянным размером ячейки. Шаг прутьев в обоих направлениях должен быть одинаковым. В зависимости от расчетной нагрузки его принимают в пределах 200-400 мм. Для кирпичных домов подойдет шаг арматуры 200 мм, для более легких каркасных можно укладывать стержни реже. При этом важно учитывать, что по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» расстояние между стержнями не должно превышать толщину плиты более чем в 1,5 раза.

Схема армирования плиты.

Чаще всего стержни укладывают в два ряда: верхний и нижний. Их совместная работа обеспечивается установкой вертикальных стержней. Шаг таких прутов может быть равен шагу основного армирования или приниматься в два раза больше.

С торцов плита армируется П-образными хомутами.

Согласно СП 63.13330.2012 (п. 10.4.9) на торцах плита должна армироваться П-образными стержнями арматуры, длина этих стержней должна быть равна 2-м толщинам плиты или больше. Стержни связывают верхний и нижний ряды армирования и обеспечивают восприятие крутящих моментов у края плиты и анкеровку концов продольной арматуры.

Внимание! Арматура должна быть утоплена в бетон на 20-30 мм со всех сторон: снизу, сверху, с торцов. Иначе возможна ускоренная коррозия арматуры и разрушение конструкции.

Зоны продавливания

В местах опирания несущих вертикальных конструкций раскладка меняется — уменьшают шаг армирования. Например, если по основной ширине плиты стержни укладывались через 200 мм, то под стенами рекомендуется использовать шаг 100 мм. Это позволит избежать чрезмерного продавливания и появления трещин.

Зона сопряжения с монолитной стеной подвала

Конструкция плиты позволяет изготавливать ее на одном уровне с поверхностью земли, но если в здании планируется обустройство подвала ее глубина заложения будет зависеть от высоты помещения. В этом случае необходимо обеспечить совместную работу основания и стен.

Выпуски арматуры в плите для сопряжения с монолитными стенами.

Чтобы правильно армировать фундамент, необходимо связать вместе каркасы монолитной стены и плиты. При заливке фундамента оставляют выпуски в виде вертикальных стержней, именно они будут связующим звеном. Концы выпусков запускают в тело плиты (загибают на конце на 2 высоты плиты и вяжут к основному каркасу).

Для удобства и точного расчета материалов выполняют чертеж, на котором показана схема армирования, включающая данные о расстоянии между стержнями и их диаметрах.

Выбор арматуры

При изготовлении стальной арматуры руководствуются ГОСТ 5781-82*. Для железобетонной монолитной плиты применяют стержни класса A400 и А500 (или в устаревшем варианте Alll). Чтобы не ошибиться необходимо знать, как отличить пруты разных классов визуально:

  • A240 (Al) имеет гладкую поверхность;
  • A300 (All) характеризуется периодическим профилем с кольцевым узором;
  • A400, А500 (Alll), та которая необходима, имеет периодический профиль, образующий «елочку»(серповидный).

Арматура А500 изготавливается по ГОСТ 52544-06.

Важно! Применение арматуры более низких классов не допускается.

Требования

Упрочнение монолитной панели перекрытия является ответственным процессом, к реализации которого предъявляется ряд условий. При осуществлении работ по созданию армированной ж/б панели перекрытия необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

  • Для соединения металлических прутьев следует применять вязальную проволоку сечением 1,2-1,6 миллиметров. Применение электросварки неприемлемо по причине изменения строения металла в точках сопряжения.
  • Нужно предусматривать необходимую толщину (высоту) бетонного массива перекрытия относительно дистанции промеж стен, воспринимающих нагрузку. Высота железобетонной панели в 30 раз меньше дистанции промеж опор. В то же время наименьшая толщина панели равняется не меньше 15 сантиметров.
  • Укладка компонентов железного остова с учетом габаритов перекрытия осуществляется по вертикали. При наименьшей высоте панели раскладка арматуры производится в один слой. При высоте свыше 15 сантиметров производится упрочненное армирование двумя слоями.
  • Для заливки в опалубочную конструкцию используется бетонная смесь марки М200 и выше. Бетон этих марок имеет превосходные эксплуатационные свойства, может выдерживать существенные нагрузки и отличается разумной стоимостью.
  • Для сборки стальной решетки используются прутки арматуры сечением 8–12 миллиметров. При реализации двухслойного армирования практикуется повышенный размер сечения металлического профиля в нижнем ряду. Допускается вариант применения готовой сетки.
  • Опалубка изготавливается из водозащищенной фанеры либо обработанных путем строгания досок. Стыки тщательным образом герметизируют. Для укрепления опалубки используются железные стойки раздвижного типа либо столбы из древесины диаметром до 20 сантиметров.
Читать еще:  Размеры перекрытий из швеллера

Выполнение обозначенных требований при осуществлении процессов по армированию гарантирует прочностные характеристики устраиваемой конструкции. Армированная панель, изготовленная с соблюдением технических условий, будет служить не одно десятилетие.

Расчёт диаметра арматуры

Для подсчета веса арматуры в погонном метре можно использовать таблицу:

Диаметр, ммКилограмм в метре, кгМетров в тоне, м
5,50,1875347
60,2224504,5
80,3952531,65
100,6171620,75
120,8881126,13
141,21826,45
161,58632,91
182500
202,47404,86
222,98335,57
253,85259,74
284,43207,04
326,31158,48
367,99125,16
409,87101,32

Формулы, по которым можно рассчитать точный вес арматуры.

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.

Конструктивные особенности

Железобетонные изделия сочетают в себе свойства твердого бетона (камня) и металла, обладающего упругостью. Бетон лучше воспринимает сжимающие нагрузки, а металл – растягивающие. В строительных конструкциях нагрузка на перекрытия во всех случаях будет направлена вертикально вниз и в основном равномерно распределяться по всей площади. Нагрузка складывается из собственного веса и всех предметов, конструкций, людей, которые будут там находиться.

Двойное армирования перекрытия: 1. рабочие стержни нижней зоны; 2. стержни верхней зоны (их диаметр принимается меньшим или равным диаметру стержней нижней зоны); 3. арматура, перераспределяющая нагрузки; 4. подставки из катанки.

Перекрытия работает на изгиб и армируется с таким расчетом, чтобы воспринимать именно такую нагрузку. В ней всегда делают две сетки из арматуры, верхнюю и нижнюю. Стержни арматуры в сетках располагают вдоль пролета и поперек пролета. Шаг арматуры (расстояние между параллельными стержнями) в промышленности определяется с помощью инженерных расчетов, исходя из расчетных нагрузок. В индивидуальном строительстве, при самостоятельном изготовлении перекрытия шаг берут обычно 150-200 мм.

Арматурная сетка должна находиться в толще бетона на расстоянии 25-30 мм от поверхности. Стержни арматуры перевязываются между собой вязальной проволокой во всех пересечениях. Также можно использовать готовую арматурную сварную сетку. Самостоятельное армирование монолитного перекрытия с использованием сварки не рекомендуется, поскольку в местах сварки образуется концентрация напряжений, что впоследствии приведет к разрывам. В производственных условиях сварная сетка подвергается технологической операции для снятия напряжений.

Компоненты монолитного перекрытия: бетон, опорная арматура, венец, перекрытие.

Между верхней и нижней арматурными сетками устанавливаются разделители – вертикальные элементы арматуры (своеобразные фиксаторы), предназначенные для того, чтобы расстояние между верхней и нижней арматурными сетками были одинаковы по всем направлениям. Разделитель сеток может быть различных видов: согнутый крюк, петля – на что хватит фантазии. Они должны располагаться с определенным шагом. Представленный здесь чертеж отражает схематичное распределение арматуры.

Края перекрытия должны быть усилены дополнительной арматурой – П-образными и Г-образными элементами (см. чертеж). Особенно требуют усиления места опирания. Если плита опирается по всему контуру, то и усиление нужно делать по всему периметру.

Давайте посмотрим на чертеж сечения. Верхняя часть будет работать на сжатие, а нижняя – на растяжение. Основная растягивающая нагрузка приходится на нижнюю арматуру, поэтому ее нужно делать толще, чем верхнюю.

Читать еще:  Перекрытия в домах из газобетона

Чертеж-схема армирования монолитного перекрытия.

Чем больше пролет, то есть расстояние между опорами, тем больше требования к ее прочностным характеристикам. Рекомендуемый пролет – до 6 м. Свыше этого размера, скорее всего, понадобятся дополнительные арматурные усиления. Более точно сказать о том, нужны они или нет, можно только после расчетов на прочность. Но есть общая закономерность: непосредственно над опорой усиливается верхний слой арматуры, а в середине между опорами усиливается нижний слой арматуры. Принцип расположения усилений отражает представленный чертеж.

Стержни арматуры должны быть неразрывными. Если они состоят из отдельных элементов, то нахлест должен быть не менее 40*d, где d – диаметр арматуры. Например, для арматуры диаметром 10 мм нахлест должен составлять 400 мм. Для плит перекрытий используют горячекатаную арматуру из стали, класс А3. Рекомендуемый диаметр – от 8 до 14 мм. Приняв эти рекомендации во внимание, вы можете уточнить свой чертеж.

Для жилых помещений с пролетом до 6 м, опертых по контуру, при любом соотношении сторон можно рекомендовать толщину плиты 200 мм, шаг арматуры 200 х 200, диаметр стержней нижней сетки 12 мм, диаметр стержней верхней сетки 8 мм.

Стальное армирование дорожной плиты

В соответствии с действующими нормативами (ГОСТ, СНиП) любая дорожная плита должна изготавливаться с армированием элементами горячекатаной стали, сваренными в единую арматурную конструкцию.

Армирование монолитной дорожной плиты может выполняться по ненапрягаемой технологии или с предварительным напряжением осевых стержней. Изделия с преднапряжением прочнее ненапрягаемых, для дорожных плит это означает более высокую нагрузку.

Технология предварительного напряжения состоит в фиксации стержней арматуры в специальных зажимах стенда с последующим растяжением их домкратами или путём разогрева. В арматуру с растянутыми стержнями заливают бетон и выдерживают его до определённой стадии набора прочности. Затем фиксаторы освобождают и отправляют плиту на склад для «дозревания».

Армирование дорожных плит можно проводить только по схемам, установленным для каждого типоразмера ГОСТ 21924.2-84. В нём приведены типовые чертежи с обозначением видов элементов, составляющих армоконструкцию.

В таблице спецификаций по каждой плите приводятся номера элементов, обозначенных индексами:

  • арматурная сетка — С;
  • арматурный каркас — К;
  • петля монтажная — П;
  • скоба — Ск;
  • фиксатор — Ф;
  • отдельный стержень — словом.

Другая таблица определяет параметры элементов — диаметр, класс стали и общий вес металла.

Таким образом, чертежи армирования дорожных плит позволяют рассчитать стоимость металла и трудоёмкость работ по изготовлению стальной конструкции.

3 Расчет толщины плиты и количества рядов арматуры

Расчет параметров перекрытия должен делаться на основании требований СНиП. Расчетным размерам на прочность добавляется 30%, точнее цифры умножаются на коэффициент запаса прочности 1,3. При расчете учитываются только несущие стены и колонны, стоящие на фундаменте. Перегородки не могут служить опорой.

Толщина перекрытия

Примерный расчет толщины перекрытия относительно величины расстояния между стенами составляет соотношение 1:30 (соответственно толщина плиты и длина пролета). Классический пример из справочной литературы – ширина помещения 6 метров, то есть 6000 мм. Тогда перекрытие должно иметь толщину 200 мм.

Если расстояние между стенами 4 метра, по расчетам можно монтировать плиту 120 мм. На практике такое армирование монолитной плиты перекрытия подойдет только для нежилого чердака, на котором не будет громоздкой мебели. Остальные полы (потолки) желательно делать 150 мм с двумя рядами армированной сетки. Сэкономить можно на втором ряде, установив прут на 8 мм с шагом в 2 раза больше.

При величине пролета более 6 м прогибы и другие нагрузки значительно увеличиваются. Все размеры перекрытия и чертежи должны делать специалисты. Примерные расчеты не могут учесть всех нюансов.

Армирующая сетка

По рекомендации СНиП в жилых зданиях перекрытие должно иметь 2 ряда армирующей сетки. В зависимости от расчетной толщины верхний ряд может иметь меньшее поперечное сечение арматуры и больший размер ячеек сетки. Рекомендуемые специалистами размеры для пролетов 6 м и 4 м со стандартной нагрузкой жилого дома показаны в таблице.

Размер пролета, толщина плиты, уровень сетки

Нижний пруток, диаметр в мм

Верхний пруток, диаметр в мм

6 м, 20 см, нижний

6 м, 20 см, верхний

До 6 м, 20 см, верхний

4 м, 15 см, нижний

4 м, 15см, верхний

Расчет ведется по максимальному расстоянию между стенами. Над помещениями одного этажа укладывается одинаковая толщина перекрытия, расчет делается по комнате с максимальными размерами. Расчетные значения округляются в большую сторону.

Стыки прутков

Сетка делается из катанки – горячекатаного проката круглого сечения низкоуглеродистой стали 3А. Это означает, что металл имеет высокую пластичность, хорошо будет удерживать бетонное перекрытие при больших стационарных нагрузках и вибрациях от землетрясений, работы тяжелой техники, слабого грунта.

Длины прута может быть недостаточно для создания сплошного перекрытия. Для этого делается стыковка методом наложения. Прокат укладывается рядом на расстоянии 10 диаметров и увязывается проволокой. Для прута толщиной 8 мм двойное соединение составляет 80 мм (8 см). Аналогично для проката Ф12 – стык 48 см. Стыковка прутков смещается, не должна быть на одной линии.

Для соединения можно использовать сварку, проложив шов вдоль. При этом теряется гибкость конструкции.

Монтаж сетки

Прутья сетки увязываются между собой проволокой 1,5–2 мм. Каждое пересечение прочно скручивается. Между сетками расстояние примерно 8 см. Оно обеспечивается нарезанным в размер прутом 8 мм. Увязка должна быть в местах пересечения на нижней сетке.

Читать еще:  Звукоизоляция потолка в доме с деревянными перекрытиями: способы и материалы

Под нижней арматурой необходимо оставить зазор для заливки слоя бетона от 2 см. Для этого на опалубку устанавливают пластиковые конические фиксаторы с интервалом в 1 м.

Обвязка и отверстия под вытяжки и лестницы

Для соединения перекрытия со стенами по периметру создается короб – боковая опалубка. Она устанавливается вертикально, служит границей растекания бетона. Вдоль нее проходит обвязка периметра, усиление углов. После застывания плиты этот короб снимается, остается ровный торец.

Опалубка устанавливается на расстоянии 2 см от торцов и продольных прутов после завершения сборки армирующей сетки и обеспечивает расположение металла внутри бетона. Удаленность ее от плоскости стены составляет 15 см для кирпичной кладки и шлакоблока. Газобетон менее прочный, нахлест перекрытия 20 см. Это расстояние на стене до заливки покрывается специальным составом, гасящим вибрацию. Такая прослойка значительно повышает прочность здания.

Аналогичная опалубка ставится в места, где должны оставаться отверстия. В основном это лестницы между этажами, выводы труб, системы вентиляции и проводов коммуникаций. Они закрываться сеткой и заливаться не будут.

Согласно СНиП 52-01-2003 и СП 52-101-2003 в основе расчета ж/б элементов лежит следующая информация:

  • Сопротивление бетона растяжению принимается нулевым значением. Причиной такого допущения является разница в сопротивлении растяжения между бетоном и арматурой. Значение сопротивления арматуры к таким нагрузкам превосходит бетон приблизительно в 100 раз. В итоге получается, что на растяжении работает только арматура.
  • Сопротивление бетона сжатию принимается значением определенным равномерным распределением по существующей зоне сжатия. В итоге данное сопротивление бетона не должно приниматься более чем расчетное сопротивление Rb.
  • Значение максимального растяжения в арматуре не должно превышать значение расчетного сопротивления Rs..

Чтобы устранить возможность образования эффекта пластического шарнира (где значение изгибающего момента отдалена от нуля, вследствие чего происходит обрушение конструкции) соотношение ξ сжатой зоны бетона «y» расстоянию от центра тяжести арматуры до верха балки h0, ξ=у/ho (6.1) не должно превышать предельное значение ξR.

Для определения предельного значения используется следующая формула:

Формула (6.2) является эмпирической (опирающейся на непосредственное наблюдение) и выведена при проектировании железобетонных конструкций. Значение Rs — это сопротивление арматуры измеряемое в мПа (миллипаскалях). В тоже время, данный этап работ допускает использование таблицы 1.

Значение aR обозначает расстояние от центральной точки поперечного сечения арматуры до нижнего уровня балки. С увеличением этого расстояния (его минимальное значение не должно быть не меньше диаметра самой арматуры и не меньше 10 мм) усиливается сцепление арматуры с бетоном. Однако вместе с этим уменьшается полезное значение h0.

Таблица 1. Граничные значения относительной высоты сжатой зоны бетона:

Класс арматурыA240A300A400A500B500
Значение ξR0,6120,5770,5310,4930,502
Значение aR0,4250,4110,3900,3720,376

Если расчеты проводятся недостаточно квалифицированными проектировщиками (грубо говоря — не профессионалами) с целью предостережения, рекомендуется занижать значение сжатой зоны ξR в 1.5 раза.

В нашем случае, а=200 мм.

Если ξξR или же в сжатой зоне отсутствует арматура, для проверки прочности бетона используется следующая формула:

Смысл данной формулы следующий: поскольку любой момент может быть представлен в виде силы работающей с плечом, то в отношении бетона должно быть применено вышеприведенное условие.

При том же ξξR для проверки прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой используется следующая формула:

Смысл данной формулы следующий: согласно расчету, арматура должна выдерживать нагрузку равную той, что выдерживает бетон. Поскольку как первый, так и последний испытывает действие одинаковой силы с аналогичным плечом.

Данная расчетная схема не является единственной, расчет может быть произведен относительно центра тяжести приведенного сечения. Но стоит заметить, что железобетон является композитным (искусственно созданным сплошным материалом с неоднородным составом) материалом, за счет чего его расчет по предельным напряжениям (при сжимании или растяжении) возникающим в поперечном сечении ж/б балки достаточно непростая задача. В тоже время железобетон в этом не одинок. Разброс прочностных характеристик встречается у таких конструкционных материалов как сталь, алюминий и т.п. Сюда же можно отнести древесину, кирпич, а также полимерные композитные материалы.

Для определения высоты сжатой зоны бетона при отсутствии в ней арматуры используется следующая формула:

Для возможности определения сечения арматуры нужно определить коэффициент am:

Если аm М=180000 кгс·м, по формуле (6.3);

  • 3600·7.69(8 — 0.5·2.366)=188721 кгс·м > М=180000 кгс·м, по формуле (6.4).
  • Выходит, что все соответствует нужным требованиям.

    При увеличении класса бетона до В25, снижается количество требуемой арматуры, поскольку для В25 Rb=148 кгс/см² (14.5 МПа).

    • am=1800/(1·0.08²·1480000)=0.19003;
    • As=148·100·10(1-√‾(1-2·0.19))/3600=6.99 см².

    Из этого исходит, что для армирования 1 погонного метра плиты перекрытия понадобится всего 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм (допускается продолджение подбора сечения). Также стоит заметить, что с целью удовлетворения требованиям по максимально допустимому прогибу, высота плиты завышается до 130-140 мм, при этом сечение арматуры составляет 4-5 стержней Ø16 мм.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector