Толщина монолитной плиты перекрытия для двухэтажного дома - Brigada-Doma.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Толщина монолитной плиты перекрытия для двухэтажного дома

Определение требуемой толщины перекрытия в доме

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

При возведении частного дома важно правильно выбрать конструктивные решения его элементов. Одной из важнейших конструкций можно назвать перекрытие. Грамотно подобранная толщина плиты жб перекрытия в доме между этажами позволит обеспечить его надежность и безопасность.

Виды железобетонных конструкций и область применения

Монолитные плиты подходят для использования в массивных строениях из камня или кирпича. В кирпичном доме такое перекрытие создает диск, придающий зданию дополнительную жесткость. При укладке межэтажного ж/б перекрытия важно выбрать тип его изготовления:

Оба этих способа распространены в настоящее время, но постепенно первый вытесняет второй. Главные недостатки монолитного перекрытия – стоимость опалубки и необходимость выжидания времени затвердевания бетона. К достоинствам можно отнести:

  • высокая скорость укладки;
  • уменьшение финансовых затрат;
  • отсутствие необходимости в сложной грузоподъемной технике;
  • возможность заливки плиты сложной конфигурации в плане;
  • надежность и прочность.

Схема монолитной конструкции

К достоинствам сборной технологии относится:

  • высокая скорость монтажа;
  • нет необходимости ждать.пока бетон наберет прочность;
  • надежность и прочность;
  • более простая технология изготовления.

Недостатков у этого способа чуть больше, чем у предыдущего:

  • большая масса отдельных элементов;
  • возникает необходимость в грузоподъемной технике (автокран);
  • ограниченное количество типоразмеров, сложность в перекрытии помещений необычных форм.

Схема сборного изделия

Выбор между технологиями, по которым будет возводиться перекрытие между этажами, зависит от предпочтений будущего владельца дома и экономических соображений. Если расстояния между несущими стенами далеки от стандартных, потребуется большое количество нетиповых изделий, что приведет к удорожанию стройки. В этом случае лучше остановиться на монолитном варианте.

Толщина плиты

Знать толщину плиты необходимо, чтобы рассчитать общую высоту перекрытия и пола. Это потребуется при вычислении высоты этажа, помещения и всего здания. Толщина перекрытия зависит от выбранного типа конструкции. Если принято решение использования монолитной технологии, она также зависит от нагрузок от людей, мебели, оборудования и конструкции пола.

Сборные плиты по сериям ПК и ПБ

Эти элементы чаще всего применяются в строительстве. Плиты ПК – круглопустотные. Укладываются между этажами, как в частных домах, так и в многоэтажных строениях. Плиты ПБ – достаточно новая технология, которая постепенно замещает серию ПК. Они могут выпускаться любой длины, вне зависимости от размеров, приведенных в нормативных документах. Отличаются способом изготовления – метод непрерывного формования. Имеют некоторые ограничения и не до конца изучены, но успешно применяются как в частном, так и в массово строительстве.

Толщина плиты стандартная. Составляет 220 мм. Чтобы вычислить общую высоту перекрытия с конструкцией пола необходимо прибавить к этому значению:

  • толщину бетонной стяжки, примерно 30-50 мм;
  • при необходимости звукоизоляции или утепления толщину теплоизоляционного материала (30-50 мм для звукоизоляции, 100-150 мм для теплоизоляции);
  • напольное покрытие (зависит от типа, самая большая высота будет для деревянного пола, самая маленькая для линолеума или керамической плитки);
  • конструкция потолка.

В сумме высота бетонного перекрытия в частном доме с конструкцией пола при использовании плит серии ПБ или ПК составляет примерно 300 мм.

Плиты серии ПТ

Эти элементы в большинстве случаев применяются в качестве доборных к сериям ПБ и ПК. Укладка таких плит между уровнями производится в тех местах, где расстояние между стенами не позволяет уложить крупноразмерные изделия. Имеют небольшие габариты в плане, что позволяет перекрывать небольшие пролеты. Плиты подходят для укладки над коридорами, санузлами, хозяйственными помещениями и кладовками. Опирание можно выполнять по всем сторонам.

Изделия железобетонные для жилых и общественных зданий

Толщина изделия 80 или 120 мм. Суммарная высота жб перекрытия с элементами пола – 150-200 мм в зависимости от типа напольного покрытия.

При использовании выравнивают с изделиями ПК и ПБ по верхнему краю пола.

Неровности исправляют с помощью конструкции потолка.

Перекрытие по профлисту

Достаточно распространенный способ для частного домостроения. В этом случае профилированный лист служит в качестве опалубки и несущего элемента монолитной плиты. Основные элементы конструкции:

Конструкция изделия по профлисту

  • несущие балки (двутавры, швеллера или уголки с большой шириной полки);
  • профлист, который укладывается по балкам (волны должны располагаться перпендикулярно по отношению к несущим элементам);
  • слой бетонного раствора.

Все толщины подбираются в зависимости от полезной нагрузки. Для частного дома можно привести средние значения монолитной плиты между пространствами, расположенными в разных горизонтальных уровнях:

  1. Высота балок (двутавра или швеллера) для пролетов до 5-6 метров составляет примерно 220-270 мм.
  2. Высота волны профнастила плюс толщина бетонного слоя зависит от шага между несущими балками и планируемой нагрузки. В качестве минимального значения для монолитной плиты частного дома можно привести 150 мм.
  3. Бетонная стяжка, толщина которой составляет 30-50 мм.
  4. При необходимости добавляют слой утеплителя от 30 до 150 мм в зависимости от назначения его укладки.
  5. Конструкция чистого пола. Толщина зависит от типа напольного покрытия.

Опирание профилированного листа может происходить двумя способами:

  • поверх несущих балок;
  • с примыканием к ним.

Расчет по профлисту

В первом случае в толщину учитывается полная высота двутавра или швеллера, а во втором толщина жб перекрытия существенно уменьшается. Минимальная высота приведена для небольшой нагрузки.

По нормативным документам, вес, который приходится на перекрытия в частном доме, составляет 150 кг на квадратный метр.

При расчете это значение необходимо увеличить на коэффициент надежности 1,2. Для более серьезных нагрузок применяют усиленный профлист и большую толщину слоя бетона.

Ребристое монолитное перекрытие

Для частного дома можно применять еще одну технологию изготовления основания для пола. Ребристая жб плита представляет собой длинные ребра, перекинутые по длинным сторонам помещения и тонкий слой бетона между ними. Пространство между ребрами заполняется утеплителем (керамзит, минеральная вата, пенополистирол и том подобное).

Расчет ребристой конструкции

Толщина монолитной плиты вычисляется из следующих значений:

  1. Высота ребра. Для частного домостроения в большинстве случаев достаточно толщины 200 мм. При этом толщина участка между ребрами может быть 50-100 мм. Ширину ребра подбирают примерно 100 мм.
  2. Толщина цементно-песчаной стяжки. Принимается в пределах 30-50 мм.
  3. Конструкция пола. Толщина зависит от напольного покрытия и в среднем находится в пределах 10-50 мм.

Ребристое перекрытие, так же как и по профлисту, позволяет снизить расход бетона при сохранении достаточно большой толщины. Изготовление ребер – сложная задача. Использования профнастила позволяет создать перекрытие с ребристой поверхностью без лишних трудовых затрат.

Грамотный выбор и расчет толщины плиты из бетона позволит рассчитать высоту помещений, расход бетонной смеси и определить финансовые и трудовые затраты еще на стадии проектирования объекта. В случае со сборными перекрытиями толщина для всех элементов стандартная.

Основные правила устройства монолитных перекрытий

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.

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.

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

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

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.

Читайте также:  Где используется стеклопластиковая арматура

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.

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.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Подбор верхнего армирования по Х.

Подбор верхнего армирования по У.

Подбор нижнего армирования по Х.

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

Монолитная плита фундамента и расчет ее толщины на первом этапе строительства

От правильно выбранного типа фундамента, от типа его конструкции и общей надежности, зависит успешность эксплуатации будущего дома. Поэтому, многие задаются вопросом о том, какой тип фундамента выбрать, как правильно его рассчитать и применить ту или иную технологию во время строительства. На сегодняшний день известны различные варианты, такие как свайный фундамент, ленточный, а также монолитный, где последний вариант считается наиболее надежным и долговечным. Монолитная плита представляет собой мощную армированную основу. Чем больше толщина монолитной плиты фундамента, тем выше способность выдерживать тяжелую конструкцию домов, которые могут быть перекрыты плитами не только между первым и вторым этажом, и последующими этажами.

Виды монолитного фундамента

Что касается видов, то здесь можно выделить два основных варианта, которые используются в строительстве:

  • Применение ЖБИ изделий. Здесь, в качестве основы используются плиты и железобетонные блоки. Они свариваются между собой, укладываются на подготовленную, ровную поверхность. Кроме того, все пустоты между этими блоками рекомендовано заполнять бетоном. Изначально большинство ЖБИ-изделий армировано и изготовлено с использованием технологии вибропрессования, что позволяет добиться максимальной прочности. Подобный метод несколько дороже своего прямого конкурента.
  • Монолитная плита. Этот вариант представляет собой наиболее востребованный способ. Он требует предварительной подготовки поверхности, углубления котлована на величину будущей плиты, армирование и последующее высыхание плиты.

Время, за которое бетон полностью высохнет и будет готов к эксплуатации, составляет 28 проектных дней. В этот интервал времени рекомендовано поливать бетон обильным количеством воды и накрывать от пересыхания, используя полиэтиленовую пленку. Армирование будущей плиты является важным этапом, что позволит защитить основание от излома во время весеннего пучения грунта.

Этапы подготовки

Все этапы, включая подготовительный процесс, должны проходить под контролем сертифицированного специалиста. Очень важно соблюсти все расчеты, включая расчет подушки. Подушку, как правило, изготавливают из песка, предварительно оборудуя углубление в земле. Глубина, на которой будет залегать песчаная подушка, индивидуальна, и в основном упирается в климатические условия, а также зависит от типа грунта.

Расчету подвергается и обоснование будущего фундамента. Здесь важно определить зависимость от нагрузки, марку используемого бетона, а также понять диаметр арматуры, шаг, количество используемых прутьев. Все это необходимо сделать еще на этапе проектирования будущего дома, поскольку на расчет будет влиять не только тип почвы и климатические условия эксплуатации, но и этажность, а также тип используемого строительного материала.

Определение нагрузок на основание

Итак, на раннем этапе проектирования, важно произвести расчет нагрузки будущего дома. Для этого необходимо обладать рядом познаний, включающих в себя следующие аспекты:

  • Тип грунта. Этот момент важно выяснить опытным путем. Для этого копается яма на глубину, примерно, до 2 м, изучается структура породы земли, состав, плотность и другие физические данные. Все это производится в соответствующей организации путем лабораторных исследований.
  • Материал, из которого планируется построить дом. Нужно понимать, что если перекрытие у вашего дома будет из плит, сам материал будет блок, пеноблок, газобетон, керамзитоблок, а также другие тяжелые варианты, то и фундамент должен выдерживать соответствующие нагрузки. В случае с использованием дерева и перекрытием из дерева, малоэтажных строений, нагрузка на фундамент будет снижена, что позволит неплохо сэкономить на обустройстве основания.

  • Учесть динамические и статические нагрузки. Что касается статических нагрузок, то сюда относятся давление стен, действующее давление крыши, цоколя, общей нагрузки мебели и прочей составляющей внутри дома. Что касается динамических нагрузок, то сюда определяют ту величину давления на фундамент, которая может либо понижаться с течением времени, либо возрастать. Например, к динамическим нагрузкам можно отнести давление снега на крышу.
  • Марка бетона. Очень важно определить марку бетона, что будет влиять и на прочность основания и на возможность эксплуатировать дом в разных условиях. Важно учесть, какая толщина монолитной плиты фундамента подойдет для вашего проекта.

Вычисляя общую нагрузку на будущий фундамент, суммируют все, начиная от межкомнатных перегородок, несущих стен, крыши, перекрытий, окон, дверей, сезонного снега на крыше, а также других элементов в доме, которые давят на основание. Но, какой бы критерий давления массы на один квадратный метр у нас не получился, важно учесть запас. Это запас зачастую называют коэффициентом надежности. Этот критерий рассчитывается для разных групп строительного материала индивидуально, где, например, для плиты перекрытия из бетона, рекомендуется использовать запас, равный 1,3.

Порядок расчета

Итак, расчет монолитной плиты фундамента начинается с детального расчета величины подушки из песка. Именно это является важным этапом, поскольку позволяет создать надежную основу для заливки бетона. Что касается песка, то обычно здесь используют мелкозернистый горный песок, поскольку он недорогой и приемлем для подсыпки. Что касается толщины подушки из песка для монолитной плиты фундамента дома, то она варьируется в значении от 20, до 60 см.

Важным моментом укладки подложки из песка является то, что ее необходимо утрамбовать. Для этого используют специализированный инструмент, такой как виброплита. Специалисты рекомендуют поливать песок, что по итогам позволит ему еще лучше уплотниться. Это увеличит несущую способность основания. Но, последнее может отнять вплоть до 1 см толщины, что является абсолютно нормальным явлением.

Важным этапом является то, что поверх подушки рекомендуют засыпать щебень. Величина подушки из щебня равна значению от 5 до 10 см. Фракция щебня может быть небольшой, где идеально подойдет фракция 5-20. Основание после засыпки должно получиться идеально ровным относительно горизонтальной плоскости. Подушку из щебня тоже рекомендовано уплотнить.

Что касается глубины, то этот критерий зависит от типа грунта. Если недалеко от поверхности земли располагается грунтовая вода, которая может навредить бетонному основанию, то в глубину, подушку стоит делать не менее 60 см. Если грунтовые воды далеко, грунт сам по себе плотный, то достаточно разместить подушку на величину до 20 см, включительно. Толщина каждого слоя монолитной плиты фундамента рассчитывается индивидуально.

Следующим этапом можно считать расчет арматуры. Здесь определяется не только общее количество металла, но и диаметр прута, шаг между прутьями, решается возможность использования сетки. Арматуру рекомендовано связывать минимум в два слоя, где первый проходит на расстоянии 5 см от подушки из песка, а второй не доходит до верхней точки основания будущей монолитной плиты, также на 5 сантиметров. По итогу заливки у нас получится то, что арматура будет находиться внутри монолитной плиты. Каркас арматуры вяжут из прута при помощи сварочного аппарата или вязальной проволоки, с шагом не более 50 мм.

Специалисты больше склоняются к использованию вязальной проволоки, потому что ее применение позволяет арматуре немного «играть» во время пучения грунта, что исключит ее разрыв, как это бывает в случае со сварочным соединением.

Далее приступают к расчету самой плиты. Здесь крайне важно выдержать высоту ее подъема, которая не должна быть меньше 150 мм. Такая плита подойдет для легких, ненагруженных домов из каркасного материала или бревна. Что касается двухэтажных домов с плитными перекрытиями, то здесь величина плиты должна быть не менее 25 см. Редко основание заглубляют на величину промерзания, поскольку это чревато излишним вложением денежных средств в проект. Предлагаем рассмотреть калькулятор расчета толщины монолитной плиты фундамента в рамках отдельного заголовка.

Расчет толщины плиты при обустройстве дома, площадью 10 на 10 метров

Предположим, что мы строим нетяжелый дом, общей площадью основания 10 на 10 метров. Сама плита должна чуть-чуть выходить за эти рамки, а потому, необходимо добавить запас каждой страны по 10 сантиметров. Чтобы наш дом в 2 этажа с учетом перекрытий из плит 16 см толщиной, стоял долго, не имел трещин и не разрушался от времени, следует обустроить подушку из песка равную 20 см. Затем следует залить монолитную плиту, равную тоже 20 сантиметров. При этом мы условимся, что грунтовые воды находятся на большом расстоянии от поверхности, да и сам грунт представляют собой глину, с небольшим слоем чернозема.

Читайте также:  Как правильно вязать арматуру

Необходимо рассчитать количество бетона, который пойдет для плиты. Соответственно, считаем площадь основания, которая в нашем случае равняется: 10,2*10,2 = 104 квадрантных метра. Далее необходимо посчитать объем бетона, который следует завести на участок. Он будет равен значению: 104*0,25=26 кубический метр. Если в процессе расчета мы получили не целое число, как это было сейчас, где реально значение равнялось 25,89 кубических метра, то округлять всегда нужно в большую сторону, поскольку погрешность в расчетах всегда присутствует и нам нужно учесть «запас».

Далее необходимо посчитать арматуру. На этом материале экономить не стоит. Поэтому, необходимо заручиться дополнительной надежностью фундамента и использовать арматуру 14 мм. Это значение касается сечения прута. Исходя из того, что наш дом имеет 10,2 м по габаритам, мы знаем, что длина одного прута составит 10200 мм. Беря в расчет, что шаг между двумя рядом лежащими рутам будем делать 20 см, можно посчитать, что на один слой арматуры пойдет: 10200/200=51 прут. Это касается только одного направления. Соответственно, таких направлений будет 2, поскольку должен быть перехлест ячейки. Итого, на один слой пойдет 102 прута арматуры. Таких слоев у нас будет 2, поэтому нам потребуется 204 отрезка арматуры длинной по 10,2 метра.

Теперь давайте посчитаем общий метраж арматуры, которая пойдет на подготовку основания. Соответственно, мы имеем 10,2 метра длины одного прута. Умножаем это значение на количество прутов, что в нашем случае составило 204 единицы. Итого, получаем, 2080 метров. Лучше взять с запасом, примерно, 2100 метров.

Известно, что масса одного килограмма арматуры, диаметр которой 14 мм, равен, 1,2 кг. Итого, умножаем 2100 на 1,2 кг, что позволит рассчитать общую массу металла (2500 кг).

Чтобы связать между собой верхнюю и нижнюю плоскость арматуры, потребуется вертикальный стержень. Чтобы его рассчитать, необходимо вычесть из максимальной толщины монолитного фундамента, значение, которое будет равняться расстоянию от песчаной подушки до первого слоя арматуры. В нашем случае это равняется разнице: 25-6 = 19 см. Стандартный шаг, который используется при армировании, равен 40 см. Исходя из этого значения, мы получаем, что на один пруток пойдет порядка 26 опорных точек. Это значение следует перемножить на 26 и получить 676 прутков, которые потребуются в качестве опоры для слоев арматуры.

Теперь посчитаем массу и метраж. Соответственно 676 штук умножаем на 0,19 метров одного прутка. Это составит 128 метров общей длины. Далее необходимо умножить метраж на вес одного метра, что составит: 128*1,2 = 153 кг. Суммируем значения массы, прибавляем небольшой запас и получаем, что для армирования нашего основания нам потребуется порядка 2700 кг арматуры. Подробный расчет выполнен не случайно, поскольку брать металл на вес, зачастую дешевле, чем брать поштучно. В нашем случае у нас получилось металла более 2,5 тонн, на что можно получить хорошую скидку.

Перед заливкой бетона важно положить гидроизоляцию. В качестве гидроизоляции может выступать геотекстиль, либо полиэтиленовая пленка, расчет которой считается по площади основания. В нашем случае нам необходимо 104 квадратных метра пленки, с учетом запаса.

Пленка будет защищать от влаги со стороны грунта, а также на время высыхания позволит сохранить влагу внутри бетона, равномерно выпаривая ее через поверхность. В таком случае бетон сможет достигнуть максимальной прочности, что, отразится на качестве эксплуатации здания в целом.

Далее необходимо подготовить подъезд к месту заливки, и желательно, чтобы подъезды были со всех четырех сторон будущего здания. Что касается кубатуры бетона, то ее мы уже посчитали, когда рассчитывали объем будущего основания. В нашем случае он составил порядка 26 кубического метра. Что касается самого бетона, то специалисты рекомендуют использовать марку не ниже м250-м300. Бетон более высокой марки тоже использовать не стоит, поскольку его назначение имеет специфический характер, ведь при использовании в частных сферах он может принести больше минусов, чем плюсов.

Что касается песчаной подушки, о которой мы говорили на ранних этапах, то она должна выходить на величину до 1 метра больше, чем площадь основания будущего дома. Поэтому, рассчитывая объем песка, учитывают длину, равную 11,2 метра. При толщине подушки, равной 30 см, нам потребуется: 11,2*11,2*0,3 = 37 кубических метров песка.

В заключение: полезные советы специалистов

Если вы усвоили, как рассчитать толщину фундамента, то все равно важно не забывать о почве. Если почва имеет пучинистую структуру, то она способна опуститься и подняться до 5 см за год. Это чревато последствиями, поскольку фундамент будет играть, что может привести к образованию трещин в основании.

Что касается арматуры, то лучше всего связывать ее между собой проволокой. Как мы и говорили раньше, даже в полностью застывшем бетоне, связанная арматура может немного «играть», что делает ее подвижной. Это сохранит общую структуру основания, и не позволит появиться трещинам. Не экономьте на материале, особенно на бетоне и на количестве арматуры. Помните, что снижая диаметр арматуры на 1 порядок, вы теряете до 5-8% несущей способности основания.

Заливать бетон на землю без песка тоже нельзя. Не забывайте утрамбовать подушку. Постарайтесь залить бетон за один день, поскольку это позволит добиться большей прочности конструкции. Учитывайте, что минимальная толщина фундамента в виде монолитной плиты не может быть менее 15 см.

Преимущества монолитного перекрытия и монтаж своими руками

Для каменного дома в два и более этажа присуще устройство потолочного перекрытия первого этажа (оно же пол следующего уровня) из монолитного железобетона. Это могут быть плиты перекрытия. Кстати, чаще всего именно их и укладывают. Однако если на строительной площадке затруднен подъезд подъемного крана или готовый дом имеет сложную конфигурацию, которую невозможно накрыть без зазоров плитами заливают монолитное перекрытие своими руками. Работы выполняют строго в соответствии с установленными нормами и стандартами, иначе монолит может не выдержать оказываемую на него сверху нагрузку.

О том, как правильно залить монолитное перекрытие и рассчитать его несущую способность, разбираем в материале ниже.

Важно: заливка монолита в качестве потолочного перекрытия может осуществляться не только по показаниям, но и в том случае, если мастер находит этот способ целесообразным именно для конкретного дома.

Преимущества монолита перед монтажом бетонных плит

Технология заливки потолочного перекрытия своими руками имеет ряд преимуществ перед укладкой стандартных заводских ЖБ плит. Основными положительными моментами монолита являются:

  • Всё перекрытие имеет ровную и однородную структуру без швов, соединений и стыков, что позволяет максимально равномерно распределить нагрузку на залитую плиту, стены дома и его фундамент;
  • Планировка дома с таким перекрытием имеет больше шансов на самовыражение, поскольку нет необходимости в стандартных решениях, подгоняемых под параметры заводских плит;
  • Все эркеры и балконы можно заливать непосредственно под имеющиеся проектные данные, без необходимости подыскивать плиту перекрытия нужного размера и конфигурации;
  • А в интерьере первого этажа могут быть использованы колонны, что сделает дизайн помещения более богатым и оригинальным.

Важно: для заливки монолита нет необходимости использовать сложное строительное оборудование. Все работы можно выполнить своими руками, понимая технологию монтажа.

Расчет нагрузки на плиту и её параметров

Важно: согласно СНИП СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003 для частного дома стандартная плита перекрытия монолитного типа должна иметь толщину 180-200 мм. Это средний показатель прочного монолитного пространства пола второго этажа или потолка первого уровня.

Выполнение расчётов плиты перекрытия крайне необходимо для того, чтобы впоследствии не перенагрузить имеющееся пространство дополнительными перегородками второго этажа или усилением отделки пола. В результате превышения нагрузки на перекрытие оно может просто лопнуть и обрушиться.

Чтобы грамотно рассчитать параметры конструкции перекрытия при рекомендуемой несущей способности, лучше доверить выполнение работ профессионалу. В крайнем случае, можно использовать онлайн калькулятор, в который заносят все данные по используемым для монолита материалам и его параметрам:

  • Длина и ширина пола второго этажа;
  • Высота перекрытия;
  • Марка используемого бетона;
  • Нагрузка на 1м2 перекрытия (принимается за предполагаемое значение 450-500 кг/м2).

Благодаря имеющимся данным можно высчитать сечение прутов арматуры, которые будут выдерживать сопротивление на прогиб и растяжение.

Важно: сечение прута арматуры должно быть максимальным в центральной части плиты перекрытия. Поскольку ближе к опорным стенам нагрузка на прогиб и растяжение сводится практически к нулю.

Чтобы высчитать толщину перекрытия (то есть его высоту) необходимо использовать коэффициент 1:30. Здесь 1 означает высоту монолита, а 30 — длину пролета от одной наружной стены до другой. К примеру, если дом имеет длину пролета 8 м, то 800_30=26,6 см. Соответственно для длины пролета 6 м высота перекрытия будет 20 см.

Технология выполнения работ

Чтобы залить монолитное перекрытие своими руками, необходимо заготовить такие инструменты и сырье:

  • Доски для устройства опалубки и листы фанеры (желательно глянцевые, чтобы бетон минимально сцеплялся с древесиной при высыхании);
  • Опоры под монолит из расчета 1 шт/1 м2 плиты перекрытия;
  • Пруты для вязки армирующей сетки сечением 8-12 мм;
  • Пластиковые фиксаторы-подставки под арматуру;
  • Бетон марки М-350 и выше (лучше заказать готовый в необходимом объеме);
  • Инструмент для гибки арматуры.

Монтаж опалубки

Для того чтобы монолитная плита перекрытия имела однородную поверхность со стороны потолка первого этажа, бетон нужно заливать в подготовленную опалубку, которую еще называют палуба. Сразу отметим, что можно арендовать и смонтировать профессиональную палубу из пластика и металла, в комплекте с которой идут телескопические опоры в нужном количестве, а можно изготовить перекрытие из дерева своими руками.

Важно: если монтировать опалубку самостоятельно, то стоит брать доски толщиной 25-35 мм. При этом их сбивают встык, чтобы не было зазоров. Фанера должна иметь толщину не менее 20 мм.

Работы по монтажу опалубки выполняют в таком порядке:

  • Сначала устанавливают опоры с шагом 1 метр друг от друга. При этом от стен опорные столбы могут отступать на 20 см. В качестве опор можно использовать как телескопические столбы, которые можно регулировать по высоте, так и брус сечением 80-150 мм. Отметим, что телескопические опоры предпочтительнее, так как они способны выдерживать большой вес и при этом не деформироваться, как это иногда случается с брусом. Стоимость одной опоры обойдётся примерно в 2-3$.
  • Все установленные опоры связывают продольными балками — ригелями. На них будет опираться опалубка. Ригели можно делать из швеллера или двутавра.
  • Поверх ригелей устраивают горизонтальную опалубку, края которой должны точно стыковаться со стенами, чтобы не оставалось зазоров.

Важно: высота опор должна быть отрегулирована таким образом, чтобы верхний край листов фанеры точно стыковался с верхними краями стен дома по периметру.

  • Теперь монтируют вертикальные борта опалубки. Они должны выступать на 15 см от внутреннего края стен. Высота вертикальной опалубки должна соответствовать проектной высоте перекрытия.

Важно: все вертикали и горизонтали опалубки проверяются с помощью нивелира.

Установка арматуры

Для усиления прочности залитого монолита его необходимо армировать. Придется связать две сетки из стальных прутов сечением 10-12 ми. Сетки вяжут с ячейками 20х20 см. При этом стоит учитывать, что, скорее всего, длины одного целого прута может не хватить на протяженность сетки. А поэтому придется дотачивать арматуру. Здесь прутья стыкуют вязкой с нахлестом 40 см.

Важно: арматуру необходимо только вязать стальной проволокой. Сварка запрещена, поскольку варение стали снижает её прочностные и технические характеристики.

  • Связанную арматуру (две сетки) соединяют между собой продольными прутами таким образом, чтобы с нижнего и верхнего края бетона сетка была укрыта раствором на 2-3 см.
  • Арматуру устанавливают на специальные для этого подпорки.
  • Стоит также помнить, что пруты сетки должны заходить на стены дома на 15 см (для кирпичной кладки) и на 25 см (для кладки из пено- и газобетона).
  • Торцевые окончания прутов не должны касаться стенок вертикальной опалубки.
  • А чтобы высчитать расстояние между двумя сетками, необходимо из общей высоты плиты отнять отступы от верхнего и нижнего края (20 см + 20 см = 40 см), а также 4 толщины используемого прута.
  • Продольные фиксаторы между сетками вяжут с шагом 1 м и только в шахматном порядке.
  • Стоит также установить и торцевые фиксаторы. Их монтируют на торцы сетки с шагом 40 см, чтобы усилить опирающую способность плиты на стены дома.
  • Дополнительно устанавливают соединитель для обеих сеток. Он позволяет равномерно распределить нагрузку на плиту по всей толщине. Соединитель крепят с шагом 40 см в местах опирания плиты на стену, а на расстоянии 70 см от стен дома уже с шагом 20 см.

Важно: для монтажа в перекрытии технологических отверстий необходимо заблаговременно установить все необходимые короба и гильзы.

Заливка раствора

Заливать бетонную смесь необходимо беспрерывно сразу на заданную толщину. Для этого лучше закупить готовый бетон в строительном миксере, а не использовать домашний (собственного приготовления). Поскольку раствор, замешиваемый и заливаемый поэтапно, не даст нужной крепости перекрытию.

Читайте также:  Фигуры из цемента для сада своими руками

Залитый в опалубку раствор необходимо утрамбовать строительным вибратором, но стараясь не касаться арматуры, чтобы не сместить её. Готовая монолитная плита перекрытия будет сохнуть около месяца. За это время необходимо дополнительно увлажнять бетон, особенно в первую неделю (но при условии жаркой сухой погоды). Именно в это же время монолит лучше укрыть пленкой, чтобы не допустить его резкого пересыхания и растрескивания.

Важно: перекрытие первого этажа своими руками будет стоить около 55 у.е./м2 монолитной плиты. В стоимость входят все строительные материалы и сыпучие, а также аренда строительного миксера и покупка готового раствора.

Основные правила устройства монолитных перекрытий

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.

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.

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

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

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.

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.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Подбор верхнего армирования по Х.

Подбор верхнего армирования по У.

Подбор нижнего армирования по Х.

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

Ссылка на основную публикацию