Толщина перекрытий в монолитных домах – Устройство монолитных перекрытий — основные правила и расчет

Содержание

Устройство монолитных перекрытий - основные правила и расчет

Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье. Разбор характеристик  видов и применения, устройства монолитных перекрытий.

Устройство монолитного перекрытия.

 

В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и  характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.

 

Определение требуемой толщины монолитного перекрытия

Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение — отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.

Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.

 

НДС перекрытий

Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.

Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в моментах Мх.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в моментах Му.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

Пример расчета для устройства монолитного перекрытия.

Разница в подборе нижнего армирования по У.

Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.

Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.

 

Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура — на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями — это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.
В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть — именно здесь возникают наибольшие напряжения.

Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).

В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила «среза») воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор — стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.

Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.

Монтаж арматуры перекрытия.

Монтаж арматуры перекрытия.

Устройство монолитного перекрытия.

Заливка перекрытия бетоном.

 

Расчет монолитного перекрытия пример

Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами.  Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?

В расчёте приняты следующие нагрузки:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Полезная нагрузка 300 кг/м2.
  4. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Общий вид расчетной схемы.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Эпюра моментов Му.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Эпюра моментов Мх.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Подбор верхнего армирования по Х.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Подбор верхнего армирования по У.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Подбор нижнего армирования по Х.

Расчет монолитного перекрытия пример.

Подбор нижнего армирования по У.

Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:

 Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.

Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.

Толщина монолитного перекрытия

В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать, для устройства монолитных перекрытий,  в частных домах толщину  перекрытия 150мм, для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.

Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).

При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов, применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя. Потребуется расчет для соответствующих значений.

Видео:  Основные правила устройства монолитных перекрытий

монолитные перекрытия

rems-info.ru

Минимальная толщина бетонного перекрытия в частном доме. Монолитное перекрытие

Одним из самых надежных и недешевых перекрытий в строительстве, является монолитное перекрытие. Определимся с характеристикой необходимости его возведения, монолитное перекрытие устанавливается когда:

  • 1. Нет возможности доставить или установить железобетонные плиты сборного типа и если такой отказ от иных видов перекрытия (деревянного или любого облегченного) является осознанным;
  • 2. Стены во внутренней части строения имеют сложную конфигурацию, что не позволяет установить необходимое количество стандартных плит (т.е. требуется строительство участков с перекрытием монолитного типа). В данном моменте рекомендуется на старте перейти к монолиту, чтобы избежать неоправданных финансовых трат на подъемные механизмы и устройство опалубки;
  • 3. Сложные эксплуатационные условия (повышенные нагрузки, влажность и невозможность ее понижения с помощью гидроизоляции (например, бассейн или автомойка)). В настоящее время, плиты перекрытий изготавливают изначально напряженными, а армируют их натянутыми тросами, изготовленными из стали. Благодаря высокой прочности плит, сечение арматуры не велико, арматура подвержена коррозии и хрупкому разрушению.
  • 4. Когда функцию перекрытия совмещают с монолитным поясом. В данном варианте, сборные железобетонные плиты, как правило, запрещено опирать на конструкции из легких элементов. Требуется выполнение монолитного пояса. Если цена пояса и перекрытия сборного типа равна или выше стоимости монолитного перекрытия – правильным станет выбор именно монолита. Если монолитное перекрытие опирать на конструкцию с глубиной, соизмеримой ширине пояса, то устраивать последний нет необходимости. При этом существуют исключения, когда присутствует сложный грунт (закарстованный, сейсмически активный, имеющий посадочность второго типа и прочее).
Монолитное перекрытие.

Толщина монолитного перекрытия.

В результате многолетней практики, для плитных конструкций изгибаемого типа, было установлено значение соотношения толщины и длины пролета. Это отношение для плит перекрытия равно 1:30. Так, при длине пролета в 6 метров, необходимая толщина плиты будет равняться 200 миллиметрам, а при длине плиты в 4.5 метра - 150 миллиметрам.

Уменьшать или увеличивать толщину монолитного перекрытия, можно с учетом эксплуатационной нагрузки на перекрытие. В строительстве частного объекта, где нагрузки небольшие, можно уменьшать установленную толщину не более чем на 10-15 процентов.

Напряженно-деформированное состояние перекрытия.

Для понимания принципов работы монолитного перекрытия и способах армирования нужно проанализировать напряженно-деформированное состояние плиты. Например, защемленная плита размером 12 на 6 м, толщина 20 см. Нагрузка составляет 500 кг/м2.

Если посмотреть на изополя перемещений перекрытия, можно заметить, что центральная часть подвержена большей деформации.


На мозаике напряжений так же заметно, область красного цвета соответствует растяжению плиты в нижней части, а область синего цвета сжатие плиты в нижней части.

Это учитывается при армировании плиты. На картинке расчета армирования показана площадь армирования. Центральная часть низа плиты подвержена большему растяжению, поэтому нуждается в большем армировании. Верхняя часть плиты подвержена растяжению у торцов, поэтому в этой зоне армируется сильней.

Опалубка монолитного перекрытия.

Монолитное перекрытие предусматривает заливку бетонной смеси в опалубку горизонтального типа, ее часто называют «палубой». Известно две вариации обустройства такой опалубки.

  • Аренда металлической или пластиковой готовой конструкции, которая легко снимается. Этот вариант проще и многие застройщики отдают ему предпочтен

moesms.ru

Какой толщины должно быть монолитное перекрытие. Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

  • Типы монолитных перекрытий
  • Опора монолитного перекрытия по профнастилу
  • Программа армирования монолитного перекрытия
  • Расчет прочности монолитной плиты перекрытия

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).

Подобные перекрытия отличаются гораздо большей жесткостью.

В сфере проектирования многоэтажных сооружений сложилось мнение о неиндустриальности монолитных железобетонных плит.

Однако с применением щитовой инвентарной опалубки и при надлежащей механизации работы монолитное перекрытие становится индустриальным и требует меньших денежных вложений (экономия электроэнергии).

Их достоинство заключается в большей жесткости в отличие от унифицированных конструкций (причиной тому является прочная связь элементов плиты), вследствие этого монолитные плиты зачастую являются более экономичными (из-за отсутствия сварных стыков и меньшего расхода материала). Главным минусом такого перекрытия является сложность работ в холодное время года.

Расчет монолитного перекрытия: обратиться за помощью или одолеть самому?

Не вызывает сомнений, что оптимальным вариантом строительства монолитной плиты является его проведение в полном соответствии с планом. Расчет конструкции, который проводится специалистами, имеет некоторые преимущества:


Схема монолитного армированного перекрытия: назначение элементов конструкции.

  1. Монолитное перекрытие имеет требуемую несущую способность.
  2. Количество и сортамент арматуры, толщина и марка , которые применяются в конструкции по расчету профессионалов, считаются оптимальными, что дает возможность обойти ненужный избыток материалов и чрезмерные затраты труда.
  3. Разработанная специалистами программа строительства разрешает опереть монолитную плиту не только на стены, но также и на отдельно взятые колонны, что во много раз расширяет свободу планировки дома. Причем армирование конструкции в местах его соприкосновения с колоннами во многом отличается от армирования обыкновенного перекрытия, поскольку в таких участках нужно устанавливать вспомогательные стержни арматуры усиления.
  4. В проекте произведен четкий расчет всех объемов работ, что значительно помогает облегчить устройство конструкции тогда, когда с целью выполнения работ вы решите обратиться в строительную компанию или к частной бригаде.

Но что делать в том случае, если вы по какой-то причине не можете обратиться к подобного рода специалистам? Попробовать самостоятельно рассчитать устройство и ? Конечно, вы можете предпринять такую попытку, но вряд ли сможете осуществить задуманное без наличия специального образования и навыков. Плюс к тому, при таких попытках от осознания того факта, что постичь такой расчет «в бравой кавалерийской атаке» не получается, многие поддаются панике и унынию.

Но не нужно отчаиваться, ведь вы строите свой собственный дом, а не торгово-развлекательный центра с помещениями размером 12 на 24 м, поэтому для в частном доме можно прибегнуть к стандартному решению. А за консультацией к специалистам вам стоит обращаться в тех случаях, если вы решите сделать ваше жилище с рядом из монолитных колонн и несущего перекрытия, или же в том случае, когда пролет перекрытия будет превышать 7 м.

Ребристые монолитные плиты являются системой перекрестных балок – основных и второстепенных, – которые соединяются монолитно между собой и поверху объединяющей их плитой.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Ребристые монолитные перекрытия


Плиты перекрытия в данной конструкции опираются на главные и второстепенные балки.

Монолитные ребристые конструкции, у которых есть балочные плиты, состоят из главных балок, второстепенных балок и плиты, которая объединяется с балками в монолитное одно целое. Основные балки имеют упор на колонны и могут располагаться в поперечном или же продольном направлении. Принимается пролет основных балок в границах от 6 до 8 м. Высота главных балок принимается равной 1/8-1/15 величины, которой обладает пролет, а ширина – ½ значения высоты. У второстепенных балок монолитной конструкции пролет равен 5-7 м, и устанавливается шаг второстепенных балок от 1,5 до 3 м. От назначения монолитного перекрытия зависит значение толщины плиты, но оно должно быть не менее 60 мм. Если предусматриваются значительные нагрузки, то толщину плиты можно увеличить до 120 мм.

Плиты перекрытия работают в коротком направлении, опираясь при этом на главные и второстепенные балки. Во время сооружения ребристое монолитное перекрытие требует немалых затрат материала и рабочей силы, по этой причине зачастую их заменяют .

Вернуться к оглавлению

Безбалочный тип монолитного перекрытия

В основе безбалочной монолитной конструкции лежит сплошная плита, которая опирается на колонны. В таком типе перекрытия по сравнению с ребристым типом упрощается устройство опалубки. Можно придавать разнообразные архитектурные формы монолитным капителям. Толщина плиты принимается в пределах от 1/30 до 1/35 большего пролета. Безбалочные перекрытия дают возможность использовать объем перекрытия и являются экономически выгодней, если пролет не более 6 м с квадратной сеткой колонн и равномерно распределенными тяжелыми нагрузками на монолитное перекрытие. Безбалочный тип монолитного перекрытия более востребован в промышленном и жилом строительстве в случа

stroyew.ru

Толщина монолитного перекрытия между этажами частного дома, расчет

Монолитное перекрытие представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, изготавливаемую и армированную на стройплощадке. Они применяются в случае, когда будут возлагаться существенные нагрузки, особенно в многоэтажных строениях. Частное строительство предполагает меньшие затраты на монтаж и задействование строительной спецтехники, так как выполнение некоторых или всех этапов можно проводить самостоятельно.

Факторы, влияющие на толщину конструкции

Технология достаточно трудоемкая, поэтому проведение расчетов рекомендуется доверить опытным специалистам. По готовым параметрам начинается сборка опалубок, армирование и заливка бетона. Основным размерным показателем является толщина монолита. В процессе эксплуатации он воспринимает огромное количество постоянных и временных нагрузок, поэтому следует выбирать такие размеры, чтобы он смог их выдержать без деформаций.

Основными усилиями в гражданских или промышленных многоэтажных домах могут выступать вышележащие конструкции, мебель, люди, оборудование или техника. Перекрытия взаимодействует с поперечными и продольными стенами, за счет чего обеспечивается пространственная жесткость и устойчивость всего сооружения. В расчет включаются абсолютно все нагрузки и сочетания в максимальном значении.

Разновидности плитных систем

Существует несколько видов, соединенных между собой в единое монолитное перекрытие:

  • Балочная. Данный тип имеет ригели, расположенные поперек дома или крест-накрест.
  • Безбалочная. Выступающие ребра отсутствуют, а плиты укладываются непосредственно на несущие стены.

На практике рекомендуется использовать первый вариант с поперечным расположением ригелей. Однако окончательное решение принимается с учетом таких факторов, как: назначение, направление технологических потоков, технология устройства каркаса жесткости, метод размещения нагрузок. При правильном распределении усилий от крупногабаритного оборудования или мебели нагрузки будут распространяться равномерно.

1. Ребристые.

Главные и второстепенные балки, а также перекрытие представляют целую конструкцию. Основные балки опираются на стены и имеют продольное или поперечное направление. Расстояние между ними может составлять 6-8 м, а высота – 1/8-1/15 от этой величины. Второстепенные длиной до 7 м устраиваются с шагом 1,5-3 м. В зависимости от пролета рассчитывается толщина плиты, она должна равняться не менее 60 мм. При наличии серьезных нагрузок может увеличиться до 120 мм.

Перекрытия между этажами в частных домах работают в коротком направлении с опиранием на ригели. Иногда для экономии средств на материалы вместо опорных балок используют технологию заливки по профнастилу. Все балочные конструкции имеют одинаковую высоту, а плиты опираются по всему контуру. Пролет балок в частном строительстве равняется 4-6 м. В промышленных сооружениях в зависимости от назначения наиболее экономичной является балочная система.

2. Безбалочные.

Данный тип характеризуется одной сплошной плитой, опирающейся на колонны или несущие стены здания. Устройство опалубки для ее изготовления осуществляется гораздо проще, а высота перекрытия и пола верхнего этажа увеличивается на 100-400 мм.

Гладкий потолок выглядит более эстетично, а монолитные капители можно изготавливать в различных архитектурных вариациях.

Толщина принимается в соотношении 1/30-1/35 величины наибольшего пролета. Безбалочная система позволяет перекрывать объем с экономической выгодой, так как исключаются затраты на устройство балочных конструкций. Однако это возможно, если пролет составляет не более 6 м, а сетка колонн имеет квадратное расположение в плане. При этом нагрузка на монолит должна распределяться равномерно по всей площади.

Частные застройщики отдают предпочтение именно такому типу, так как скорость возведения дома, а также финансовые затраты существенно снижаются. К тому же увеличивается фактическая площадь помещений без образования мертвых зон.


 

cemgid.ru

Добавить комментарий