Расчет монолитного перекрытия

Разметка

Разметку проводят, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента. Для этого лучше всего использовать колышки или прутья арматуры и веревки.Но эффективней будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что большие погрешности в разметке заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.

Для достижения идеальных результатов нужно:

• определить ось возводимого сооружения
• при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90 градусов натянуть веревку к ещё двум углам сооружения
• с помощью угольника определить ещё один угол
• проверить углы, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
• взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента

Как вязать арматуру для монолитной плиты?

Существует два вида монолитного фундамента:

• плитный, создаваемый из специальных бетонных плит, которые также используются в качестве перекрытий;
• монолитный, создаваемый из бетона и металлической арматуры необходимого диаметра.

Оба типа фундамента имеют схожую черту, заключающуюся в том, что они имеют в своем основании плиты, которые изготавливаются из армированной сетки (связанная между собой металлическая арматура необходимого диаметра) и бетона.

Это придает фундаменту прочности, так как бетон защищает металл от коррозии, а он, в свою очередь, придает бетону жесткость и не дает потрескаться под воздействием различных нагрузок.

Плиты фундамента и перекрытия могут иметь:

• рифленую поверхность с двух сторон, либо с одной;
• гладкую поверхность.

Эта особенность влияет на область их применения. Рифленая поверхность обладает хорошей адгезией, а поэтому такие плиты идеально подходят для фундамента, так как хорошо сцепляются с грунтом. Гладкие же плиты больше всего подходят под различные перекрытия внутри дома и они не рекомендуются для использования в земле.

Ни для кого не секрет, что использование готовых железобетонных плит удорожает стройку в несколько раз, поскольку платить приходится за уже готовое изделие. А если это делать самостоятельно, то можно сэкономить часть финансовых средств. Поэтому речь будет идти именно об изготовлении фундамента своими руками.

Какие материалы понадобятся для создания монолитного фундамента

Монолитное основание будет будет состоять из двух основных составных частей: железа и бетона. С металлом все понятно — тут будут использованы следующие материалы:

• арматура, лучше всего диаметром в 10 мм;
• металлический прут, диаметром 6-10 мм;
• вязальная стальная проволока диаметром 1,2 мм.

Проволока пойдет на создание каркаса, т.е. на связывания арматуры и прутов между собой. Сварку лучше не применять, поскольку в местах ее применения металл теряет свои свойства и быстро разрушается под воздействием воды, которая будет некоторое время присутствовать в бетонном растворе.

Какую лучше всего проволоку выбрать? Однозначно — только стальную.

Связывание арматуры монолитной плиты.

Теперь можно перейти к следующему элементу — бетону. Он будет сделан из следующих материалов:

• песок (речной или карьерный);
• цемент, лучше марки М300 или 400;
• щебня средней фракции, чтобы придать фундаменту рельефную поверхность.

Разобравшись в том, что нам понадобится для создания монолитного основания, можно переходить к другим работам.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Плиты перекрытия с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

• небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
• уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
• способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
• повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
• возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
• многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.

К преимуществам изделий также относятся:

• возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
• повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
• стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
• возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
• ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Пустотные плиты перекрытия

Имеются также и недостатки:

потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана; необходимость выполнения прочностных расчетов

Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

• начертить пространственную схему здания;
• рассчитать вес, действующий на несущую основу;
• вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК 60.15-8, которая весит 2,85 т:

1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м2.
2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.

Многопустотная плита перекрытия ПК 60.15-8

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м2

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК 23.15-8 весом 1,18 т:

1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м2.
2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м2.
5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Этап 6: Расчетные допущения

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:

Процесс армирования

1. Рассчитываем нагрузку. Перед началом работы проводятся точные расчеты статистической нагрузки для будущей конструкции:

• действующие – такие как вес плиты, отделочного материала, потолка и стен;
• временные – например, мебель, люди, оборудование.

Учитывая результаты, выбираем бетон, толщину плиты, необходимое армирование и схему армирования.

1. Делаем опалубку. В обязательном порядке устанавливается по всей длине плиты. На телескопические стойки крепятся продольные балки и поднимаются на необходимую высоту, после чего монтируются поперечные бруски, и к ним закрепляется фанера. Готовая конструкция выравнивается с помощью нивелира либо уровня.
2. Изготавливаем каркас. Он мастерится по готовой схеме. Приблизительный размер ячеек 150 на 150 мм или 200 на 200 мм. Продольные участки каркаса должны быть целыми. При нехватке длины арматура выкладывается внахлест на минимальном расстоянии, которое равно 40 мм в диаметре. Арматура между собой не приваривается, для закрепления используется проволока, тогда конструкция выходит подвижной. Дополнительная арматура располагается между слоями каркаса и создается из дополнительных прутьев (длиной от 400 до 1500 мм). Сам каркас должен быть полностью погружен в бетон. Расстояние от опалубки до каркаса – от 20 мм.
3. Завершающим этапом является заливка. Бетон заливается один раз, лучше пользоваться бетононасосом. После того как смесь залита, ее надо хорошо уплотнить. Чтобы уберечь готовое изделие от появления микротрещин, пару дней нужно увлажнять плиту, разбрызгивая на нее небольшое количество воды. После полного застывания бетона изделие готово к эксплуатации.

Типы бетонных плит и их преимущества

Монолитная плита из бетона, в качестве перекрытия считается самым надежным способом укладки. Такого результата можно достичь только в заводских условиях, по технологии, в которой заложены специальные температурные режимы и время отвердения.

Плиты перекрытия делятся на 2 типа:

• Пустотелая
• Полнотелая.

Наиболее распространенными в строительстве пустотелые монолитные плиты, которые характеризуются небольшим весом и приемлемой ценой. Благодаря этому, плиту можно использовать при самостоятельном строительстве.

• Полнотелые плиты в основном применяются только, для особо важных объектов, в которых предполагаются большие нагрузки и напряжения.
• Пустотелые монолитные плиты обеспечивают более высокий уровень звукоизоляции, но принцип размещение пустот и их количество должно быть выбрано, после того, как будет сделан точный расчет.

Нагрузка, которую могут выдерживать плиты перекрытия, напрямую зависит от марки цемента, который использовался в изготовлении. Рекомендуется применять цемент марки М300 или М400, так готовое изделие будет выдерживать 400 кг на 1 куб. см. в секунду. Но при этом, при самостоятельном строительстве стоит знать, что это цифра, которая характеризует на плиту, нагрузку временную, а не постоянную.

Плиточные перекрытия являются наиболее важным элементом постройки, благодаря которым нагрузка распределяется по опорам. Каждая такая плита должна характеризоваться небольшой массой и высоким уровнем прочности. Максимальная длина плиты, исхода из сортамента может достигать 9,7 м, а максимальная ширина 3,5 м. Среди всех предлагаемых, на строительном рынке вариантов, самым востребованным считается плита с габаритами 6х1,5 м, которая используется для многоэтажных построек, жилых зданий и загородных коттеджей.

Преимущества и недостатки

Основным достоинством плитного фундамента является значительна площадь опоры, за счет чего понижается давление на грунт и снижается возможность деформации стен и других несущих конструкций здания. К другим преимуществам такого рода основания несомненно относятся длительный срок эксплуатации, безопасность применения, быстрый и простой монтаж, устойчивость к грунтовым и наземным водам, а также возможность строительства цокольного этажа и одновременное использование плит в качестве основы для пола первого этажа. Но все это возможно только если был произведен правильный расчет фундаментной плиты.

Монолитный фундамент это одновременно пол первого этажаИсточник domsumom72.ru

Единственным, немаловажным недостатком плитного фундамента является его высокая стоимость. Однако высокая цена обычно оправдана – ведь это высоконадежная, долговечная, прочная конструкция с отменными техническими и эксплутационными свойствами.

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Установка сборно-монолитных перекрытий

Итак, основа СМП – балки-перекрытия (из бетона или железобетона), которые укладывают на очищенную и предварительно выровненную горизонтальную поверхность стен (ригелей). Монтаж балок можно производить вручную или с применением средств малой механизации. Снизу, как правило, для опоры устанавливают временные телескопические стойки, которые располагают на расстоянии в среднем 1,5 м друг от друга. При отсутствии стоек можно использовать деревянные столбы. Монтажные опоры устанавливают до начала укладки балок. При использовании балок из высокопрочного бетона на определенных проемах можно полностью обойтись без применения стоек.

Важно: Для упора стойки нужно прочное основание с хорошей несущей способностью, иначе существует опасность продавливания стойки под весом перекрытия. Балки укладываются непосредственно на стеновой материал, обвязочный пояс заливается позже одновременно с плитой

Заполнителем могут стать обычные или специальные Т-образные (блоки со снятой фаской в нижней части), газобетонные, пенобетонные, полистиролбетонные, керамзитобетонные блоки, а также блоки из теплой керамики, прессованной древесины или пенополистирола (для устройства утепленной монолитной плиты на уровне первого этажа). При монтаже блоков (элементов заполнения) возможна их доработка (обрезка). Как правило, блоки можно резать алмазным кругом или, как в случае с блоками из прессованной древесины, обычной бензопилой. Их укладывают вручную вдоль продольного направления балок с минимальным зазором между соседними элементами

Балки укладываются непосредственно на стеновой материал, обвязочный пояс заливается позже одновременно с плитой. Заполнителем могут стать обычные или специальные Т-образные (блоки со снятой фаской в нижней части), газобетонные, пенобетонные, полистиролбетонные, керамзитобетонные блоки, а также блоки из теплой керамики, прессованной древесины или пенополистирола (для устройства утепленной монолитной плиты на уровне первого этажа). При монтаже блоков (элементов заполнения) возможна их доработка (обрезка). Как правило, блоки можно резать алмазным кругом или, как в случае с блоками из прессованной древесины, обычной бензопилой. Их укладывают вручную вдоль продольного направления балок с минимальным зазором между соседними элементами.

Изготовление балок

Бетонная балка перекрытия – изделие, которое проще всего заказать уже готовым с завода. Но бывают случаи, когда появляется необходимость сделать балки самостоятельно – так, если доставить их в Москву с ближайшего завода несложно, то в дальние регионы порой доставка обходится слишком дорого.

Для производства железобетонных балок необходимо тщательно выполнить расчеты, составить чертежи. Сам процесс сравнительно несложный, но требует обязательного соблюдения технологии.

Процесс производства железобетонной балки:

• Создание опалубки из фанеры 1-2 сантиметра или деревянных досок толщиной 2.5-4 сантиметра. Опалубка выполняется того размера, который определен для балок. Внутренняя часть конструкции обклеивается пленкой.
• Армирование из 4 цельных стальных прутьев диаметра 12-14 миллиметра. В случае выполнения сопряжения обязателен нахлест в 80 сантиметров и обвязка этого места проволокой. Арматура располагается таким образом, чтобы со всех сторон ее окружал слой бетона толщиной минимум 5 сантиметров (обычно используют фиксаторы из пластика).
• Заливка опалубки бетонной семью марки минимум М300 – в один прием, беспрерывно. После заливки изделие накрывается гидроизоляционным материалом. При реализации работ в жаркую пору бетон поливают водой каждые сутки, созревает конструкция около 2 недель.

Таким образом можно изготовить балки любой конфигурации, размера – под любые типы перекрытий, для выполнения кровли, фундамента, создания пола, дверных или оконных проемов и т.д.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

• водонасыщенность;
• несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

• бурение скважин;
• лабораторные исследования;
• разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

• шурфы;
• скважины.

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Шаг 2. Проектируем геометрию плиты

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример расчета плиты на бесконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать один ее метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этого вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

• Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
• Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
• Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
• Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что хоть плитный фундамент и имеет весьма высокую стоимость, он обладает высокой прочностью, жесткой конструкцией, длительным сроком службы и другими положительными эксплуатационными свойствами. Монтаж такого рода основания – задача непростая. Но Подсчет материалов на плитный фундамент, расчет толщины плит и других составляющих основания порой затрачивает куда больше времени, чем ожидалось. Поэтому для предварительных расчётов разумно воспользоваться онлайн-калькулятором, а полноценное проектирование и монтаж доверить специалистам в этой сфере, чтобы получить действительно качественный и надежный фундамент.