Прием армирования повсеместно встречается практически во всех областях строительства. С его использованием делают ступеньки для лестниц, крыльцо из бетона, монолитные плиты для перекрытий. Суть армирования заключается в органичном совмещении разных материалов в единое целое. Например, арматуры и бетона. Бетон обладает по своей природе очень высокой прочностью, но при этом слишком хрупкий на излом. Металл, входящий в состав арматуры, эластичен. Поэтому сочетание этих двух материалов создает некую синергию, то есть свойства железобетона значительно лучше и полезней свойств бетона или металла по отдельности. Железобетон способен выдержать такие вибрации и колебания, которые никогда не перенесет обычный бетон. По своей сути арматура играет роль некого скелета для изделий из бетона, ведь без нее он просто бы рассыпался на куски при первой же нагрузке.
Что нужно знать об армировании перекрытий
Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.
Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.
При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.
Каковы возможности армирования
Применение конструкций из армированного бетона позволяет не только утеплить здание, но и ускорить в значительной степени процесс его возведения. Относительно небольшая масса плит с арматурой уменьшает нагрузку на фундамент. Сама же конструкция получается достаточно прочной и может выдержать не только длительное и значительное напряжение, но и серьезное воздействие огня. При пожаре армированные бетонные плиты перекрытий удерживают здание в течение часа, в то время, как деревянные рушатся уже через 25 минут.
Использование монолитных плит перекрытия с арматурой дает возможность возводить здания и сооружения с любой степенью сложности. С их помощью достаточно легко можно поправлять геометрические особенности помещения, а также создавать нестандартные перекрытия, как по размерам, так и по форме. Так как опорами для таких плит являются не только стены здания, но еще и различные арки с колоннами, возможности планировки возрастают в разы.
Как можно своими руками изготовить монолитную плиту перекрытия
В строительной литературе можно встретить очень простую формулу, с помощью которой легко рассчитать толщину перекрытия. Берут длину пролета и делят ее на 30. Полученный результат является оптимальной толщиной будущей плиты. Классическая схема армирования плит предполагает размещение рабочих стержней в верхней и в нижней частях плиты. Это перераспределяет нагрузку всей арматуры и упоров из катанки. При толщине плиты менее 80 мм, вполне достаточно будет использовать не арматурный прут, а проволочную сетку. Только нужно сделать так, чтобы она находилась внутри монолита. Для этого сетку приподнимают на 2,3 см над заливаемой поверхностью.
Арматурный прут между собой связывают проволокой или скрепляют сваркой. Первый способ более быстрый и удобный. Для связывания используют специальный крючок, который можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине. В случае, когда плита предполагает толщину около 150 мм или даже больше, потребуется сделать два слоя арматуры. Слои делают друг над другом, скрепляя между собой перемычками. Размер получающихся ячеек должен варьироваться от 150 до 200 мм. Для нормальной прочности при самостоятельном изготовлении плиты перекрытия стоит использовать прут с одинаковым сечением. Чтобы прочность еще больше увеличить, можно привязать арматуру прутьями длиной от 40 до 150 мм к основной конструкции.
Распределение нагрузки на всю конструкцию происходит таким образом, что основная ее доля приходится на нижний слой арматуры. При этом верхний слой подвержен сжимающим воздействиям подобно бетону. Армирование производится путем заливания бетона в опалубку по всей поверхности перекрытия.
В целом весь процесс создания бетонной плиты перекрытия делится на три составляющие: монтаж опалубки, армирование и заливка бетона. Рассмотрим их все.
Создание опалубки
Опалубка для заливки монолитного перекрытия напоминает горизонтальную «палубу» из специальной влагостойкой фанеры, толщина которой 18-25 мм или сколоченной плотно обрезной доски толщиной 40 мм. Устанавливают ее по надежным поддерживающим балкам из деревянного бруса (80-100х100 мм), расположенным горизонтально.
Горизонтальные брусковые балки поддерживаются прочными вертикальными стойками, которые бывают готовыми, специальными (телескопическими) либо приготовленными самостоятельно из цельного бруса 100х100 мм, кругляка, имеющего диаметр 80-100 мм, а также прочных металлических труб или швеллера.
Для определения потребности в материалах для сооружения опалубки, нужно вычислить площадь всего перекрытия и его толщину. Последняя бывает от 10 до 20 см, в зависимости от того, какая ширина пролета и планируемая при будущей эксплуатации нагрузка. Прочность опалубки должна быть такова, чтобы без малейшей деформации выдержать вес бетона и той арматуры, которая будет в него вмурована. При толщине перекрытия в 20 см, вес образующейся плиты составляет около 500 кг на каждый м2. Поверхность опалубки лучше всего делать из обычной или ламинированной 20-миллиметровой фанеры. При использовании фанеры с ламинированным покрытием вы получите идеально гладкий потолок, не требующий большого объема отделочных работ. Высоту установки опалубки определяют с использованием нивелира или строительного уровня. Для этого отбивают горизонтальную линию, которая должна соответствовать высоте будущего перекрытия, по периметру всего пролета.
При использовании телескопических стоек их устанавливают в первую очередь по краям, применяя треноги и унивилки (короны). По стойкам устанавливают балки продольного направления на расстоянии в 2 м. Только после этого можно устанавливать промежуточные стойки. Не обязательно делать треноги на все. Обычно достаточно снабдить этой конструкцией 30 – 40% стоек. Расстояние между промежуточными опорами делают из расчета мощности перекрытия и толщины самих стоек. Усреднено на одну стойку с нагрузкой 900 – 1200 кг должно выделяться не более 1 м2 опалубки.
Если принято решение использовать самодельные стойки, то их длина должна соответствовать высоте установки нижней части продольных балок. Устанавливают самодельные стойки с шагом в 1 м на твердое основание или толстые обрезки доски с достаточной площадью. По продольным лагам помещаются поперечные на расстоянии друг от друга в 0,5 м, а сверху на них укладываются листы толстой фанеры. Верхняя поверхность этой конструкции обязана быть строго горизонтальной и отвечать заранее зафиксированному уровню.
При применении для верхней части опалубки обрезных досок, они должны быть совмещены вплотную, а поверх них кладется плотная полиэтиленовая пленка либо рубероид. По всему периметру дощатой опалубки монтируется бортик равномерной высоты, соответствующей толщине перекрытия. По углам его нужно надежно соединить.
Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия
Стальная арматура класса А3 производится методом горячего проката. Она бывает от 8 до 14 мм в диаметре с гладкой или ребристой поверхностью. Она лучше всего подойдет для самостоятельного создания монолитного армированного перекрытия. Первую сетку монтируют в нижней части предполагаемой плиты, а вторую соответственно в верхней. Опалубка должна быть выставлена таким образом, чтобы обе сетки находились внутри монолита плиты. Расстояние от верхней сетки до поверхности должно быть не менее 2 см. В сетку арматуру нужно связывать вязальной проволокой, образуя ячейки со сторонами 200 или 150 мм. Сегодня существуют специальные машинки для вязки арматуры, но можно это делать и обычным ручным крючком.
Использование сварочного аппарата целесообразно только тогда, когда вы хорошо умеете с ним управляться, так как неумелые действия могут привести к истончению прутьев в местах сварки, что обязательно приведет к разрушению. По всей длине сетки разрывов быть не должно, поэтому при недостаточности длины прутьев, их следует наращивать внахлест не менее 50 см. При этом все стыки нужно размещать в шахматном порядке. По всем краям сетки связываются в П-образные фигуры. Изгибать пруты нужно только при острой необходимости без нагревания. Перекаливание металла нарушает его внутреннюю структуру, что может привести к перелому прута. В тех местах, где предполагаются дополнительные нагрузки, армируют в особом режиме с дополнительными прутьями. При армировании следует и учитывать те места, где будут проходить инженерные коммуникации. По возможности в них лучше сразу оставить отверстия, вставив отрезок трубы. Особо требует усиления вся площадь опоры на стены и колонны. В последнем случае усиления должны быть объемными.
Заливка бетонной смеси
После того, как вся сетка из арматуры будет связана, можно приступить к ее заливке. Для этого лучше всего использовать бетононасос. Если же объем работ не очень велик, то вполне можно справиться и без него. В таком случае вам понадобятся хотя бы два помощника, которые будут замешивать бетон в бетономешалке и поднимать его вам для заливки. В процессе заполнения опалубки бетонным раствором нужно периодически производить уплотнение смеси. Лучше всего для этого подойдет специальный строительный вибратор, но при неимении такового можно просто время от времени ритмично постукивать молотком по опалубке или открытым частям арматурной сетки.
В процессе затвердевания происходит значительная усадка бетона, что при ускоренном процессе высыхания может привести к возникновению микротрещин. В связи с этим на протяжении нескольких дней залитую плиту нужно поливать водой, тем более в жару. Однако нужно знать, что воду стоит разбрызгивать из шланга с дождевальной насадкой или лейкой, так как прямая струя может повредить поверхность еще не схватившегося бетона. Иногда для избежание появления трещин под самый нижний слой кладут специальную полимерную сетку, а всю остальную конструкцию сооружают уже поверх нее. В других случаях полимерную сетку применяют в качестве основного армирующего элемента. Это делают там, где невозможно соорудить арматуру из прутьев и даже проволоки.
Полное застывание бетона произойдет не раньше, чем через 3 – 4 недели. До этого времени не стоит производить какие-либо работы на объекте и разбирать опалубку. По истечении этого срока опалубка демонтируется и получается бетонная плита перекрытия, которая является черновым потолком для помещений под ней. Таким способом можно создавать даже криволинейные перекрытия любой конфигурации.
При строительстве собственного дома или коттеджа вполне возможно создать самостоятельно бетонные плиты перекрытия с арматурой внутри. Эта конструкция намного надежнее и долговечнее деревянной, но сооружать ее стоит только на прочных бетонных или кирпичных стенах. Использование в качестве стенового материала легкобетонных блоков или древесины исключает такую возможность, так как такие стены могут не выдержать вес железобетонного перекрытия.
Строительство высотных и малоэтажных зданий невозможно представить без элементов перекрытия. При устройстве многоэтажных строений в основном используются уже готовые плиты, а при возведении небольших домов на частных участках мастера практикуют самостоятельное изготовление перекрытий. При выполнении такой работы необходимо правильно осуществить армирование монолитной плиты перекрытия.
Особенности конструкций
Бетонная конструкция, усиленная металлическими стержнями, обладает более высокими качественными характеристиками, нежели плита, полностью отлитая из бетона. Кроме того, пруты являются связующими деталями, поэтому создание монолита всегда осуществляется с использованием арматуры.
Усиление цельных плит перекрытия посредством арматуры выполняется при помощи стержней диаметром от 8 мм до 14 мм, учитывая, что толщина такой плиты не будет превышать 15 см. При этом, сечение стержней может варьироваться в зависимости от типа конструкции.
Если было решено приобрести готовые плиты, следует учесть, что существует несколько типов таких элементов:
- Цельные (сплошные);
- Ребристые;
- Пустотелые.
Однако следует понимать, что при укладке любых готовых плит всегда образуются стыки, а это пагубно сказывается на ровности поверхности. Если же изготовить плиту перекрытия собственноручно, о данной неприятности можно забыть.
Плюсы железобетонных элементов перекрытия
Для выполнения кровли или горизонтального перекрытия между этажами используется монолитная плита перекрытия. Межэтажное армирование плит позволяет добиться от готовой конструкции множества положительных качеств, среди которых:
- Качественная шумовая изоляция;
- Хорошая теплоизоляция;
- Небольшое давление на базис;
- Равномерное распределение нагрузки на стены постройки;
- Возможность выдерживать значительную массу.
Помимо достоинств непосредственно плиты перекрытия следует также отметить плюсы технологии выполнения:
- Работу можно выполнить собственноручно, отказавшись от услуг профессиональных подрядчиков;
- Для изготовления плиты не придется нанимать тяжелую строительную технику;
- Возникает возможность построить здание с необычной геометрией, так как опорой для плиты могут служить не только стены, но и колонны.
Основные расчеты и подбор материалов
Для начала следует рассмотреть самый распространенный пример армирования монолитной плиты перекрытия: рабочие пруты в нижней части плиты, рабочие прутья в верхней части элемента, стержни, перераспределяющие нагрузку, катанки и подставки. Естественно, существуют и другие проектные схемы.
Какой бы чертеж не был выбран, необходимо позаботиться о грамотном расчете планируемой нагрузки на бетонную конструкцию. Толщина плиты перекрытия вычисляется исходя из пропорции 1 к 30, следовательно, чтобы рассчитать толщину бетона, следует поделить длину пролета на 30.
Если толщина бетонной конструкции будет превосходить 15 см, придется выполнять двойное армирование. Сетки арматуры должны располагаться одна на другой и связываться специальной проволокой. Минимальный размер ячеи – 15х15 см, максимальный – 20х20 см.
Для того чтобы обеспечить плите хорошую стойкость, лучше всего использовать металлические стержни одинакового диаметра. Дополнительное усиление можно осуществить прутами длинной 0,4-1,5 м. Схема армирования предполагает, что основная нагрузка приходится на нижний ряд стержней, а сжимающая – на верхний ряд. Арматурный каркас для цельной плиты перекрытия необходимо изготавливать на полную длину конструкции, а не на ее часть.
Также не стоит забывать, что требуется использовать опалубку – важный элемент при бетонировании плиты. Для изготовления опалубки можно применять дерево (доски размером 5х15 см) или дешевую фанеру. Главное – надежно зафиксировать опалубочный каркас, так как масса бетонного раствора, применяемого при заливке, может равняться 300 кг на квадратный метр плиты. Наиболее подходящими опорами для такой опалубки считаются телескопические стойки, с которыми очень легко работать. Они обладают высокой несущей способностью (могут выдержать до 2 т), в отличие от деревянных балок, в которых нередко бывают сучки или микроскопические трещины.
Самостоятельное армирование конструкции
Как упоминалось ранее, при выполнении перекрытия особо важным является грамотный расчет армирования. Для создания арматурного каркаса своими руками лучше всего использовать горячекатаные металлические стержни класса А3. Их сечение может равняться от 8 до 14 мм – выбор обуславливается расчетной нагрузкой.
Если осуществляется армирование монолитной плиты перекрытия, СНиП предполагают двухслойный каркас. Обе металлические сетки обязаны размещаться в толще бетона. Минимальная защитная прослойка, создаваемая опалубочным коробом, должна быть равна 1,5 см. Для того, чтобы изготовить сетку, прутья нужно соединить вязальной проволокой. Нельзя забывать, что размер ячеек может быть исключительно 15х15 см или 20х20 см.
Стержни, используемые для выполнения сетки, обязательно должны быть цельными, на них не может быть трещин или разрывов. Если длина прутьев недостаточна, к ним с нахлестом (длина его должна равняться 40 диаметрам используемой арматуры) подвязываются дополнительные стержни. То есть, если в работе применяются пруты D12, то нахлест будет равен 480 мм. Стыки стержней размещаются в шахматном порядке. Края арматуры в двух получившихся сетках соединяются усилением П-образной формы.
Технология изготовления предполагает, что рабочей основой является нижняя металлическая сетка, принимающая нагрузку на растяжение. Что касается верхней части каркаса, то она принимает сжимающие нагрузки.
При расчетах и проектировке обязательно учитываются дополнительные усиления арматуры, однако существуют и стандартные нормы, которые следует учитывать:
- При выполнении нижней арматурной сети усиления укладываются между несущими стержнями в центре;
- При подготовке верхней сетки дополнительные прутья устанавливаются над опорами-основами;
- Усиление понадобится в точках скопления выемок и нагрузок: оно осуществляется посредством отдельных стержней длиной 0,4-2м (выбор длины обуславливается шириной пролетов).
Если выполняется нетрадиционный образец армирования монолитной плиты перекрытия (с колонной), то в точках пересечения металлического каркаса с опорами армирование будет совершенно другим. В местах пересечения создаются особые пространственные усиления.
Готовый каркас перекрытия заливается бетонной смесью при помощи специального приспособления. После укладки раствор утрамбовывается посредством глубинного вибратора. Процесс созревания монолита предполагает его усадку. Чтобы избежать растрескивания плиты, первые 3-4 суток после заливки конструкцию необходимо увлажнять. Бетон наберет мощность через 28 суток.
Видео об армировании монолитной плиты перекрытия:
Для создания надежного перекрытия необходимо правильно сделать армирование, которое обеспечит прочность при нагрузках на изгиб и равномерно распределит давление на фундамент. Монолитные плиты перекрытия будут стоить дешевле, потому что не требуют наличия на участке грузоподъемной техники. Сделать предварительные расчеты для небольших пролетов можно самостоятельно по формулам нормативных документов
Виды перекрытий
В зависимости от конструкции каркаса перекрытия монтируются деревянные и железобетонные. Последние в свою очередь делятся на:
- стандартные железобетонные плиты различных конструкций;
- монолитное перекрытие.
Преимущество готовых армированных плит в профессиональном изготовлении согласно требованиям СНиП: меньший вес за счет наличия сформированных при заливке полостей. По количеству и форме внутреннего строения плита бывает:
- многопустотной – с круглыми продольными отверстиями;
- ребристой – сложный профиль поверхности;
- пустотной – узкие, фигурные панели используются как вставки.
Уже готовые плиты перекрытия оправдывают свое применение при крупном строительстве, например при возведении высотных домов. Но они имеют свои недостатки при укладке:
- наличие стыков;
- использование грузоподъемной техники;
- подходят только под стандартные размеры помещений;
- невозможность создавать фигурные перекрытия, отверстия для вытяжек и др.
Монтаж перекрытий из плит обходится дорого. Надо оплачивать транспортировку спецавтомобилем, загрузку и монтаж подъемным краном. Чтобы дважды не вызывать спецтехнику, желательно с машины плиты сразу монтировать на стены. Если рассматривать индивидуальное строительство небольших коттеджей и домов, то специалисты рекомендуют самостоятельное изготовление перекрытий. Заливка бетонным раствором производится непосредственно на месте. Предварительно сооружается опалубка обвязки и армированная сетка.
Преимущества и недостатки сплошного армированного перекрытия
Железобетонное перекрытие делается так же, как и готовые плиты из 2 материалов:
- железные прутья;
- цементный раствор.
Бетон имеет высокую твердость, но он хрупкий и не выдерживает деформаций, разрушается от ударов. Металл мягче, хорошо переносит деформации на изгиб и кручение. При совмещении этих двух материалов получаются прочные конструкции, переносящие любые нагрузки.
Преимущества:
- отсутствие швов и стыков;
- ровная сплошная поверхность;
- возможность делать перекрытия на любые формы и размеры помещений;
- монтаж и сборка арматуры проводится непосредственно на месте;
- железобетонный монолит упрочняет конструкцию, связывает воедино стены;
- не надо после монтажа заделывать стыки и выравнивать переходы;
- местная большая нагрузка на перекрытие равномерно распределяется на фундамент;
- легко сделать различные отверстия между этажами для лестниц и коммуникационные колодцы.
К недостаткам армирования относится большие трудозатраты по сборке арматурной сетки и длительный процесс высыхания и упрочнения бетона.
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.
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.
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.
Чертеж плиты перекрытия
Для правильной сборки перекрытия делается чертеж. По нему можно рассчитать расход всех материалов, от проволоки для обвязки до количества цемента.
Алгоритм действий:
- 1. Перед тем как составлять чертеж следует произвести замеры всех помещений и наружного периметра дома, если отсутствует проект. Они делаются от оси стены.
- 2. Отмечаются все отверстия, которые не будут заливаться.
- 3. Наносятся контуры всех несущих стен и части промежуточных. Делается подробная схема обвязки, сетки, упрочнения с указанием толщины прутка, мест стыковки и увязки.
- 4. На чертеже указывается размер ячеек и расположение крайнего продольного прута от края заливки.
- 5. Рассчитываются габариты профлиста под нижнюю плоскость плиты.
При создании схемы сетки в большинстве случаев количество ячеек имеет не целое число. Арматуру следует сместить и получить одинаковые уменьшенные размеры ячеек возле стен.
По площади перекрытия рассчитывается количество пластиковых фиксаторов и сколько проката пойдет на вставки между сетками.
Расчет цементного состава производится исходя из толщины перекрытия и его площади.
Арматура сверху и снизу должна быть покрыта раствором толщиной минимум 20 мм. При доступе воздуха на поверхности металла образуется коррозия, и начнется разрушение. При создании перекрытия толще 15 см, с армированием в 2 слоя, больше раствора распределяют вверху.
Чертеж служит и для расчета количества опалубки, опорных колонн и деревянных балок для создания нижней поддерживающей плоскости – платформы под заливку перекрытия.
Поставить на фиксаторы прутья и связать все пересечения проволокой по силам любому застройщику. Для гарантии безопасности расчеты перекрытий и создание проекта дома лучше доверить профессионалам.
Процесс армирования монолитной плиты
После того как будут выполнены все расчеты и подготовлен чертеж, приступают к установке опалубки на всю длину перекрытия. Для нее чаще всего используются доски размерами 50х150 мм, брусья и фанера. Правильность возведения конструкций отслеживают с помощью уровня или нивелира. Следующим этапом является укладывание нижнего ряда арматуры согласно проекту. Все соединения металлического каркаса выполняют в шахматном порядке.
В итоге должно получиться так, чтобы все пространство между армированием и опалубкой было залито бетоном. Для этого сетка укладывается на подставки и скрепляется вязальной проволокой.
Для связывания элементов ни в коем случае нельзя использовать сварку.
На первый слой укладывается второй ряд арматуры. Все элементы располагают на специальные подставки.
Следующим шагом является залитие опалубки сначала жидким, а затем более густым слоем бетона (чаще всего марки М200). Первый слой должен по консистенции напоминать сметану, и с него тщательно убирают пузырьки воздуха движениями лопатой. Чтобы предотвратить растрескивание бетона, его смачивают водой первые 2-3 дня. Когда вся конструкция застынет (должно пройти не менее 30 дней), опалубку убирают.
Вопрос армирования монолитных плит актуален при любом виде строительства, будь это плитный фундамент или бетонное перекрытие в кирпичном здании. Объясняется это огромным запасом прочности, неприхотливостью к условиям окружающей среды и универсальностью такого типа строительных конструкций. Способные выдерживать большую нагрузку в течение долгих десятилетий, они, тем не менее, требуют квалифицированного подхода при их проектировании и возведении.
Ниже будет рассмотрен ряд причин, почему нельзя просто взять и залить плиту без расчета и чертежа армирования, как это сделать правильно и все это будет наглядно отражено на реальном, широко распространенном примере.
Схема
Монолитная плита в процессе эксплуатации выдерживает неравномерное распределение нагрузок. Сверху на нее давит суммирующий вектор силы тяжести, нагрузка стен и размещающихся над ней элементов здания и интерьера. Если на верхнюю поверхность плиты воздействует сила сжатия, то на нижний (или единственный, если армирование однопролетное) слой арматурной сетки оказывает влияние сила растяжения, действующая на разрыв.
Такому пункту, как армирование монолитной плиты перекрытия необходимо уделять самое пристальное внимание, наряду с выбором бетона, размещения плиты на стенах или колоннах, расчету нагрузки и т.д.
Расчетная схема армирования может отличаться, в зависимости от того, какого типа плита :
- балочная,
- работающая в двух направлениях.
А также профиля плиты:
- плоская,
- плоская с капителями,
- ребристая,
- пустотная.
Для небольших плит размерами до 6х8 метров балочного типа , то есть, опирающихся минимум на три стенки и нагрузкой, преимущественно, в одном направлении (сверху вниз, межэтажное перекрытие или фундамент), вполне подходит простое однопролетное армирование и плоский, сплошной профиль заливки.
Для плит более сложной эксплуатации , например, для длинных пролетов, используемых в возведении зальных перекрытий или опирающихся на колонны, необходимо производить расчет по нагрузке и использовать облегченную конфигурацию, например, ребристые плиты с многопролетным армированием.
Схема армирования монолитной плиты выглядит следующим образом — формируется сетка из стальной арматуры диаметром не менее 8-10мм с рисунком в виде квадратов или прямоугольников, причем, расстояние между двумя ближайшими прутьями арматуры не должно превышать 0,5 метра, иначе армирование просто не выдержит воздействия на разрыв, деформируя плиту.
При небольшой толщине плиты (до 150мм) для балочных плоских плит вполне можно ограничиться однопролетным армированием.
Толщина плиты берется в пропорции к длинной части как 1 к 30, то есть, при длине плиты 6 метров, рекомендуемая толщина плиты — 200 миллиметров. Дальнейшее увеличение толщины не имеет смысла и будет лишь отрицательно влиять на несущую способность перекрытия, увеличивая вес и нагрузку на железный каркас.
Также есть требование к наполнителю плиты — его марка должна быть не ниже М200, марки ниже просто не смогут обеспечить расчетной прочности перекрытия.
В дополнение к армированию всей поверхности плиты необходимо усилить места, где будет повышенная нагрузка на плиту — это вся площадь, которая касается опорных элементов, геометрический центр, места отверстий и места расчетной повышенной нагрузки.
Также необходимо помнить, что расстояние от внешней грани и от торца плиты до арматуры должно составлять минимум 25мм . Это позволит гарантированно уберечь армирование от внешнего воздействия, отрицательно влияющего на металл армирования.
Можно ли возвести монолитную фундаментальную плиту своими силами? Пройдите по ссылке и узнайте.
Своими руками
С учетом составленной схемы, армирование можно произвести собственными силами. Сложные схемы армирования рассчитываются при помощи специализированного программного обеспечения и квалифицированными специалистами, однако, монолитная плита для малоэтажного строения с небольшой площадью (до 6х8 метров) может быть рассчитана, армирована и бетонирована своими руками.
Первоначально необходимо сварить сетку из арматуры. Рекомендуемый шаг — 150-200мм при диаметре арматуры 10-15мм и бетоне марки не ниже М350. Между собой перпендикулярно идущие арматурные прутья связываются вязальной проволокой диаметром 15-30мм, но есть в продаже и готовые арматурные сетки.
Обязательно учитывайте запас по длине и ширине , ведь плите нужно на что-то надежно опираться. Для пенобетона и газобетона ширина опорной части должна составлять не менее 250мм, для кирпичной и силикатной кладки — не менее 150мм. Чем выше плотность материала стены, тем меньшая ширина потребуется.
Если армирование многопролетное , то сетки между собой отделяются специальными фиксаторами или же просто брусками, которые следует надежно укрепить между сетками армирования. Делается это для того, чтобы при заливке бетоном более легкие бруски из дерева не сместились и выскочили на поверхность, а у специальных фиксаторов это крепление уже предусмотрено.
Расстояние между пролетами армирования выставляется до 0,125м максимум, а сами фиксаторы располагаются на расстоянии 0,4-1м, причем, в местах высокой нагрузки шаг уменьшается, а в остальных местах он составляет 1 метр. Фиксаторы желательно устанавливать через один, в шахматном порядке. То есть, сетки отстоят друг от друга не более, чем на 125мм и надежно закрепляются между собой большим количеством фиксаторов или брусков.
К слову, армирование монолитной плиты фундамента практически ничем не отличается от армирования перекрытий , кроме того, что может использоваться более тонка арматура (диаметром от 5мм) при многопролетном армировании. Плитный фундамент точно так же, в процессе эксплуатации, будет выдерживать большие нагрузки, плюс вес всего здания, поэтому его обязательно необходимо армировать. Дополнительно на фундамент еще и воздействуют силы вспучивания грунтов, если строительство ведется на грунтах с высоким залеганием вод.
После установки сетки армирования и установки опалубки, гидроизоляции, производится заливка бетона и через 10-14 дней, после того, как бетон наберет прочность, продолжается дальнейшее строительство уже на армированном монолите.
Пример
Для межэтажного перекрытия двухуровневого дома была выбрана монолитная армированная бетонная плита с расчетной толщиной 200мм. Внешние стены дома толщиной в полтора кирпича (~380мм), высота 2,90м, размеры дома 6х6м.
В качестве плиты перекрытия вполне подойдет однопролетная и плоская простая конструкция с шагом арматуры 150мм. Чертеж армирования монолитной плиты будет представлен в виде квадратов 0,15х0,15м с дополнительным армированием по периметру перекрытия.
После установки опалубки для перекрытия на месте изготавливается сетка из арматуры диаметром 10мм марки 25г2с класса А3. Эта арматура является очень распространенной позицией сортамента, изготовлена методом горячей прокатки, а класс А3 говорит о том, что арматура рифленая, с насечкой. Такой профиль, в отличие от круглой арматуры, обеспечивает лучшее сцепление бетона с металлоконструкцией.
Ширина и длина плиты , при внешних размерах здания 6000х6000мм и опорной частью на внешние стены 200мм составит 5640мм (6000мм минус 380мм и плюс 200мм с каждой стороны). Дополнительно по каждой грани монолита добавляется 4 прута сечением в виде вытянутого сверху вниз прямоугольника. Это позволит усилить плиту и равномернее распределить нагрузку по всей ее поверхности.
Суммарная длина арматуры составит: 48 * 2 * 6м = 288м. При массе 1 погонного метра = 0,617 кг, общий вес армирующей конструкции, без учета проволоки для вязания составит: 288 * 0,617 кг = 177,7 кг.
Расчет необходимого объема бетона показывает, что для 1 квадратного метра такого перекрытия потребуется около 0,2м3 бетона марки М350. Для плиты 6х6 метров объем бетона составит 7,2м3. Вес бетона составит: 36 * 0,2 * 2400 кг/м3 = 17280 кг. Добавив вес арматуры, получаем вес всей плиты перекрытия : 17280 + 177,7 = 17457,7 кг.
Подведем итог : расчет армирования сложных, больших и высоконагруженных монолитных плит подлежит производить только квалифицированным специалистам. Но простую конструкцию, например, для малоэтажного строительства, вполне возможно рассчитать самостоятельно и изготовить своими руками. Несмотря на высокую стоимость такого перекрытия, его применение оправдано, особенно в тех случаях, когда на фундамент или перекрытие будут воздействовать высокие нагрузки, которые с успехом выдержит только армированная монолитная плита.
Как правильно армировать плитный фундамент?
Главный элемент, определяющий прочность строения – фундамент. Именно поэтому до начала строительных мероприятий следует определиться с видом основания, применяемыми материалами, выполнить расчёты. Отдавая предпочтение цельному основанию для возведения будущего объекта, обязательно выполните армирование монолитной плиты фундамента.
Для выполнения мероприятий по усилению конструкций понадобится стальная арматура, объединённая в жесткий каркас. Это позволит повысить прочностные характеристики основы, увеличить срок эксплуатации здания, установленного на монолитном фундаменте.
В материале статьи остановимся детально на том, как правильно выполнить армирование фундаментной плиты. Рассмотрим этапы строительных мероприятий, позволяющие сформировать надежное и долговечное основание здания.
Строительство любого дома невозможно без устройства прочного и надежного фундамента, который является основой для всего строения
Технология формирование монолита
Комплекс мероприятий по устройству монолитной основы включает следующие этапы:
- разметку и очистку площадки;
- извлечение земли под котлован требуемого размера;
- формирование дренажной системы;
- засыпку и уплотнение песчано-гравийной основы;
- выполнение гидроизоляции;
- сборку и фиксацию опалубки;
- установку арматурного каркаса и ;
- бетонирование.
Надежность монолитной основы определяет не только качество бетонного раствора, но и правильно выполненное усиление. Остановимся на этой операции более детально.
О необходимости армирования
До выполнения строительных мероприятий обязательно разберитесь, каким образом выполняется армирование монолитной плиты фундамента. Абсолютно не обоснована ошибочная позиция скептиков и дилетантов, считающих, что затвердевший бетонный раствор без усиления арматурой обладает высокой прочностью и сможет выдержать массу строения. Это совершенно не так.
Армирование фундамента с помощью металлических арматурных прутьев укрепит опоры будущего строения и предотвратит образование трещин в бетонной конструкции
Необходимость армирования связана с особенностями бетона, который отлично воспринимает сжимающие нагрузки, но восприимчив к изгибающим моментам, растягивающим усилиям.
При строительстве здания на монолитном основании, нагрузки на фундамент распределяются неравномерно. Результат – возникновение изгибающего момента, вызывающего появление трещин, нарушение целостности, как основания, так и всей постройки. Помните, что сжимающие усилия воспринимает бетонный массив, а стальная арматура компенсирует изгибающий момент. Армирование фундаментной плиты позволяет исключить воздействие негативных факторов.
Усиление стальными прутками позволяет:
- повысить прочностные характеристики монолитной основы, способной воспринимать повышенные усилия, по сравнению с обычной плитой без арматуры;
- предотвратить возможность усадки здания, связанную с недостаточной прочностью основания;
- не допустить деформации цельной бетонной плиты под воздействием реакции грунта.
Действующие стандарты регламентируют механизм армирования монолитных оснований, применяемых для возведения различных объектов. Усиление бетона стальной арматурой позволяет обеспечить высокую степень надежности основы будущей постройки.
Устройство монолитной плиты должно полностью отвечать всем требованиям по нагрузкам и типу грунта на участке строительства
Расчетная часть
Цельная фундаментная плита обеспечит устойчивость возводимого здания, если правильно составлена схема армирования монолитной плиты фундамента.
Правильно рассчитанный монолитный фундамент обеспечит устойчивость строения на проблемных почвах с близко расположенными водоносными слоями. Расчет позволит сформировать надежное цокольное основание здания. Составив чертеж основания, выполнив расчёты, можно определить параметры основы, рассчитать потребность в арматуре. Отдав предпочтение не глубоко заглубленной плите, расположенной на уровне почвы, отпадает необходимость в рытье глубокого котлована, связанного со значительными финансовыми затратами.
Экономия денежных средств, снижение трудовых затрат обеспечивается формированием основы со следующими характеристиками:
- Глубиной приямка – 0,3-0,5 м.
- Толщиной бетонной плиты – 0,15-0,3 м.
Для выполнения строительства необходима схема армирования плитного фундамента. Ее несложно разработать самостоятельно, зная габариты, особенности конструкции здания. Самостоятельно разработанный чертеж позволит оценить стоимость строительных мероприятий, профессионально подойти к выполнению работ по армированию.
Такая плита полностью заливается бетонной смесью, перед заливкой производится установка арматурного каркаса, который во много раз усиливает конструкцию
Зная габариты основания и, ориентируясь на интервал между стальными прутками и массу одного погонного метра арматуры, не сложно рассчитать количество стальных стержней необходимого сортамента.
Алгоритм выполнения расчёта потребности в арматуре, расположенной с шагом 20 см, рассмотрим на примере основания, имеющего габаритные размеры 900х700 см:
- потребность в продольных стержнях одного уровня каркаса определяем путем деления длины плиты на расстояние между стержнями – 900:20=45 прутков (длиной 7 метров). Количество продольной арматуры на две стороны составит 45х2=90 элементов;
- суммарное количество поперечно расположенных элементов определяем аналогично: 700:20х2=70 прутков (длиной 9 метров);
- рассчитываем общий метраж стержней усиления: 90х7+70х9= 1260 метров;
- определяем массу необходимой для усиления фундамента арматуры, зная вес погонного метра стального прутка. Например, для стержня диаметром 14 мм, погонный метр которого весит 1,21 кг, получаем: 1260х1,21=1524,6 килограмм.
Заказ прутков осуществляется в тоннах. Следует, руководствуясь полученным значением, заказывать незначительно увеличенное количество стержней с учетом отходов, связанных с резкой материала.
Схема армированной монолитной бетонной плиты