какой максимальный размер монолитной плиты перекрытия
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?
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:
Общий вид расчетной схемы.
Схема деформации плит под нагрузкой.
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
Плиты перекрытия: размеры, виды, критерии выбора
Плиты перекрытия: размеры, виды, критерии выбора
© ООО «СтройПартнер» 2009-2018
В зданиях жилого, промышленного и коммерческого назначения в качестве горизонтальных несущих и ограждающих (разделяющих на этажи) конструкций обычно применяются железобетонные плиты перекрытия, размеры которых могут быть разными по ширине и длине. Однако выбирать изделия, руководствуясь только габаритами, не правильно, поскольку они бывают различных видов по конструкции, а значит и технико-эксплуатационные характеристики у них тоже разные.
Виды плит для перекрытий
Плита перекрытия представляет собой железобетонное изделие, которое производится из конструкционного и тяжелого бетона с предварительным армированием арматурой специальных марок и/или стальной сеткой.
Таблица 1. Разновидности плит по конструкции
Полнотелые или монолитные (П, ПТ)
Характеризуются хорошими прочностными характеристиками, но при этом обладают большим весом, что создает значительные нагрузки на фундамент.
Пустотные (ПК, ПБ, НВ)
ПК производятся по опалубочной, ПБ – по безопалубочной технологии, НВ – методом пропаривания в металлических формах. Характеризуются небольшим весом и высокими технико-эксплуатационными параметрами, что делает их универсальными в применении. Толщина обеих плит – 220мм.
Производятся по безопалубочной технологии, отличаются от ПБ большей толщиной 265 мм
Пустотные облегченные (ПНО, 3,1ПБ и 1,6 ПБ)
ПНО изготовляются опалубочным, а 3,1ПБ и 1,6ПБ безопалубочным методом. Отличаются уменьшенной толщиной (160мм) по сравнению со стандартными (220мм), предназначены в основном для малоэтажного строительства.
Ребристые (ПГ, ПР, ПП)
Обладают высокой устойчивостью к вибрационным нагрузкам, благодаря чему пользуются большой популярность в сейсмоактивных регионах. Практически не применяются в малоэтажном строительстве в центральной России.
Существует еще несколько типов перекрытий:
Фото 1. Устройство монолитного перекрытия
Фото 2. Сборно-монолитное перекрытие
Но в данной статье будут подробно рассмотрены именно ЖБИ.
Сборные плиты по сериям ПК и ПБ
Наиболее востребованными в мало- и многоэтажном строительстве являются плиты перекрытия ПК и ПБ. Основное их отличие заключается в технологии производства. ПК изготовляются с применением опалубочной технологии – бетон заливается в опалубку с установленной в ней армирующей конструкцией, после чего выполняется его уплотнение с использованием специализированного оборудования.
Рисунок 3. Схема армирующего каркаса в плитах серии ПК
Техника производства рассмотрена в представленном ниже видео:
Изделия ПБ производятся по более современной безопалубочной технологии, при которой бетонная смесь загружается на непрерывно движущиеся конвейерные линии. В результате получается длинная плита-полуфабрикат, после затвердевания бетона ее разрезают на изделия необходимой длины.
Фото 4. Внешний вид плит перекрытия, изготовленных методом безопалубочного формования (ПБ)
Процесс изготовления изделий ПБ показан в следующем видеоматериале:
Конструкции типа ПБ отличаются более точными геометрическими параметрами и гладкой бетонной поверхностью за счет применения современных технологий производства. А отсутствие поперечного армирования обеспечивает возможность их разрезания (продольного, поперечного и под углом 45°) без потери прочностных характеристик.
Облегченные изделия ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ
Производятся эти ЖБИ из тяжелого бетона:
Единственным их отличием от рассмотренных выше плит является уменьшенная толщина – 160мм. За счет этого они могут применяться только в малоэтажном строительстве.
Полнотелые плиты серии ПТ и П
ЖБИ этого типа не получили широкого распространения среди застройщиков. Обычно применяются при сооружении лотковых тоннелей, камер, каналов подземным и надземным способами, под автомобильными и железными дорогами.
Фото 5. Внешний вид полнотелых ЖБИ
Ребристые плиты перекрытия
Основной конструктивной особенностью ребристых ЖБИ является наличие продольных ребер жесткости, которые также выполняют функцию опорных элементов при укладке на стены здания. Также они могут иметь дополнительные поперечные ребра жесткости.
Фото 6. Объект, перекрытый ребристыми ЖБИ
Основные области применения:
Главные технические параметры и расшифровка маркировочных знаков
Основными характеристиками, которые нужно учитывать при выборе и покупке, являются стандартные размеры ЖБ плит и их несущая способность. Номинальная нагрузка в зависимости от разновидности и габаритных параметров может достигать от 300 до 1600 кг/м2. А габариты конструкций разных серий отличаются.
Максимальная длина плиты перекрытия в зависимости от ее разновидности:
Согласно государственным стандартам изделия маркируются буквенно-цифровым кодом, в котором зашифрованы основные их параметры. На самих конструкциях марка обычно указывается в сокращенном виде (например, ПБ 91-15-8), где обозначены основные параметры. Полная маркировка отображается в сертификатах качества, которые предоставляются производителем.
Пример расшифровки железобетонной конструкции марки ПК 72-12-8-АтVт:
Высота плит перекрытия многопустотных стандартная и составляет 220 мм для ПК и ПБ, а для облегченных видов (ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ) – 160 мм.
Еще один пример расшифровки более сложной марки ЖБИ приведен на рис. 7.
Рисунок 7. Расшифровка изделий серии ПБ
Расчет количества плит и их размеров для частного дома
Обычно размеры железобетонных плит перекрытия определяются инженером конструктором при проектировании «коробки» здания и указываются в проектно-технической документации на строительство объекта.
Однако в частном домостроении случается всякое – например, с целью сэкономить будущие владельцы нередко заказывают дешевые проекты у дилетантов или сами находят некачественные эскизы в сети Интернет и т.п. Если у вас нет данных по плитам, то придется определяться с их габаритами и количеством самостоятельно:
Если обеспечить полное перекрытие пролета не получается, небольшой зазор между уложенными плитами можно залить бетоном с применением опалубки и дополнительным армированием. Швы между ЖБИ обязательно заделываются бетонной смесью.
Главное при расчетах – подобрать изделия оптимально подходящих размеров для перекрытия всего пролета без их резки. Самостоятельно резать железобетонные конструкции очень рискованно, поэтому если возникнет такая необходимость, лучше заказать подобные услуги на заводе или нанять профессионалов.
Стандартные размеры плит
Таблица 2 – размеры плит перекрытия ЖБИ по ГОСТ
Таблица 3 – масса (вес) и объем плит перекрытия в зависимости от размеров (для ПК и ПБ, которые являются наиболее востребованными на строительном рынке)
Толщина плит
Толщина многопустотных железобетонных изделий серий ПК и ПБ стандартная и составляет 220 мм. Заводы ЖБИ также выпускают облегченные конструкции для частного домостроения ПНО, 1,6ПБ и 3,1 ПБ с высотой 160 мм.
Высота ребристых плит ПР и ПГ измеряется по продольным ребрам жесткости и может составлять 300 и 400 мм, а по горизонтальной основе она, как правило, не менее 50 мм.
Толщина монолитной плиты перекрытия серии П и ПТ достигает 120 и 160 мм, что обусловлено более высокой жесткостью за счет отсутствия технологических пустот.
Сравнительный анализ монолитных перекрытий и железобетонных плит
Как уже обсуждалось выше, устройство монолитной конструкции наиболее выгодно при необходимости перекрытия пролетов со сложной конфигурацией, где по каким-либо причинам невозможно или нецелесообразно применение заводских плит. Также монолит (при условии правильного расчета толщины, сечения арматуры, выбора марки бетона, соблюдения технологии армирования и заливки) характеризуется повышенной несущей способностью и долговечностью.
Фото 8. Устройство опалубки для монолитного перекрытия
Другие преимущества монолитных конструкций:
Фото 9. Армирование будущей монолитной конструкции
Однако процесс устройства такого перекрытия очень трудоемкий и стоимость довольно высока, так как необходимо подготовить материалы для создания опалубки и армирования конструкции, завезти огромное количество бетонной смеси. Сроки строительства могут значительно затянуться, поскольку заливка бетона выполняется только при плюсовой температуре и застывает он относительно долго – полный набор прочности длится 24 дня в условиях нормального температурно-влажностного режима.
Фото 10. Залитое бетоном перекрытие
С готовыми железобетонными плитами работать проще и быстрее:
Фото 11. Нанесение раствора на несущие стены для последующей укладки плиты
Еще одно преимущество – итоговая стоимость перекрытия из ЖБИ будет ниже по сравнению с монолитным.
Фото 12. Монтаж плит автокраном
Как покупать плиты перекрытия?
Основная рекомендация экспертов – покупать нужно только у проверенных поставщиков, которые работают напрямую с заводами-изготовителями и предоставляют сертификаты соответствия на продукцию. В противном случае вы рискуете купить плиты, изготовленные в «кустарных» условиях без соблюдения важных технологических аспектов. Важно понимать, что теплое время года на заводах, производящих качественную продукцию, всегда очередь – от недели до месяца, а плиты в наличии бывают только, если кто-то из покупателей отказался от заказа.
При доставке ЖБИ на объект обязательно нужно произвести внешний осмотр каждого изделия на предмет наличия недопустимых дефектов – трещин, механических повреждений, которые нередко случаются при погрузке, и др. Подобные конструкции уже не будут соответствовать заявленным характеристикам и использовать их для перекрытия – «себе дороже».
Фото 13. Трещины на плите, образовавшиеся в результате неправильной транспортировки или хранения
Как транспортировать и складировать железобетонные плиты?
Во избежание повреждения и образования трещин требуется соблюдать определенные правила при транспортировке и хранении ЖБИ. Перевозка плит производится на грузовых машинах. Идеальный вариант, если укладка будет выполняться прямо с автомобиля после доставки, что исключит необходимость складирования изделий.
Правила складирования плит:
Фото 14. Правильная перевозка ЖБИ
Фото 15. Правильное складирование изделий
Фото 16. Уложенные на большом расстоянии от земли ЖБИ для длительного хранения
Соблюдая эти несложные рекомендации, вы минимизируете риск повреждения плит перекрытия как при перевозке к месту строительства, так и при длительном их хранении на стройплощадке.
В зданиях жилого, промышленного и коммерческого назначения в качестве горизонтальных несущих и ограждающих (разделяющих на этажи) конструкций обычно применяются железобетонные плиты перекрытия, размеры которых могут быть разными по ширине и длине. Однако выбирать изделия, руководствуясь только габаритами, не правильно, поскольку они бывают различных видов по конструкции, а значит и технико-эксплуатационные характеристики у них тоже разные.
Виды плит для перекрытий
Плита перекрытия представляет собой железобетонное изделие, которое производится из конструкционного и тяжелого бетона с предварительным армированием арматурой специальных марок и/или стальной сеткой.
Таблица 1. Разновидности плит по конструкции
Полнотелые или монолитные (П, ПТ)
Характеризуются хорошими прочностными характеристиками, но при этом обладают большим весом, что создает значительные нагрузки на фундамент.
Пустотные (ПК, ПБ, НВ)
ПК производятся по опалубочной, ПБ – по безопалубочной технологии, НВ – методом пропаривания в металлических формах. Характеризуются небольшим весом и высокими технико-эксплуатационными параметрами, что делает их универсальными в применении. Толщина обеих плит – 220мм.
Производятся по безопалубочной технологии, отличаются от ПБ большей толщиной 265 мм
Пустотные облегченные (ПНО, 3,1ПБ и 1,6 ПБ)
ПНО изготовляются опалубочным, а 3,1ПБ и 1,6ПБ безопалубочным методом. Отличаются уменьшенной толщиной (160мм) по сравнению со стандартными (220мм), предназначены в основном для малоэтажного строительства.
Ребристые (ПГ, ПР, ПП)
Обладают высокой устойчивостью к вибрационным нагрузкам, благодаря чему пользуются большой популярность в сейсмоактивных регионах. Практически не применяются в малоэтажном строительстве в центральной России.
Существует еще несколько типов перекрытий:
Фото 1. Устройство монолитного перекрытия
Фото 2. Сборно-монолитное перекрытие
Но в данной статье будут подробно рассмотрены именно ЖБИ.
Сборные плиты по сериям ПК и ПБ
Наиболее востребованными в мало- и многоэтажном строительстве являются плиты перекрытия ПК и ПБ. Основное их отличие заключается в технологии производства. ПК изготовляются с применением опалубочной технологии – бетон заливается в опалубку с установленной в ней армирующей конструкцией, после чего выполняется его уплотнение с использованием специализированного оборудования.
Рисунок 3. Схема армирующего каркаса в плитах серии ПК
Техника производства рассмотрена в представленном ниже видео:
Изделия ПБ производятся по более современной безопалубочной технологии, при которой бетонная смесь загружается на непрерывно движущиеся конвейерные линии. В результате получается длинная плита-полуфабрикат, после затвердевания бетона ее разрезают на изделия необходимой длины.
Фото 4. Внешний вид плит перекрытия, изготовленных методом безопалубочного формования (ПБ)
Процесс изготовления изделий ПБ показан в следующем видеоматериале:
Конструкции типа ПБ отличаются более точными геометрическими параметрами и гладкой бетонной поверхностью за счет применения современных технологий производства. А отсутствие поперечного армирования обеспечивает возможность их разрезания (продольного, поперечного и под углом 45°) без потери прочностных характеристик.
Облегченные изделия ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ
Производятся эти ЖБИ из тяжелого бетона:
Единственным их отличием от рассмотренных выше плит является уменьшенная толщина – 160мм. За счет этого они могут применяться только в малоэтажном строительстве.
Полнотелые плиты серии ПТ и П
ЖБИ этого типа не получили широкого распространения среди застройщиков. Обычно применяются при сооружении лотковых тоннелей, камер, каналов подземным и надземным способами, под автомобильными и железными дорогами.
Фото 5. Внешний вид полнотелых ЖБИ
Ребристые плиты перекрытия
Основной конструктивной особенностью ребристых ЖБИ является наличие продольных ребер жесткости, которые также выполняют функцию опорных элементов при укладке на стены здания. Также они могут иметь дополнительные поперечные ребра жесткости.
Фото 6. Объект, перекрытый ребристыми ЖБИ
Основные области применения:
Главные технические параметры и расшифровка маркировочных знаков
Основными характеристиками, которые нужно учитывать при выборе и покупке, являются стандартные размеры ЖБ плит и их несущая способность. Номинальная нагрузка в зависимости от разновидности и габаритных параметров может достигать от 300 до 1600 кг/м2. А габариты конструкций разных серий отличаются.
Максимальная длина плиты перекрытия в зависимости от ее разновидности:
Согласно государственным стандартам изделия маркируются буквенно-цифровым кодом, в котором зашифрованы основные их параметры. На самих конструкциях марка обычно указывается в сокращенном виде (например, ПБ 91-15-8), где обозначены основные параметры. Полная маркировка отображается в сертификатах качества, которые предоставляются производителем.
Пример расшифровки железобетонной конструкции марки ПК 72-12-8-АтVт:
Высота плит перекрытия многопустотных стандартная и составляет 220 мм для ПК и ПБ, а для облегченных видов (ПНО, 3,1ПБ и 1,6ПБ) – 160 мм.
Еще один пример расшифровки более сложной марки ЖБИ приведен на рис. 7.
Рисунок 7. Расшифровка изделий серии ПБ
Расчет количества плит и их размеров для частного дома
Обычно размеры железобетонных плит перекрытия определяются инженером конструктором при проектировании «коробки» здания и указываются в проектно-технической документации на строительство объекта.
Однако в частном домостроении случается всякое – например, с целью сэкономить будущие владельцы нередко заказывают дешевые проекты у дилетантов или сами находят некачественные эскизы в сети Интернет и т.п. Если у вас нет данных по плитам, то придется определяться с их габаритами и количеством самостоятельно:
Если обеспечить полное перекрытие пролета не получается, небольшой зазор между уложенными плитами можно залить бетоном с применением опалубки и дополнительным армированием. Швы между ЖБИ обязательно заделываются бетонной смесью.
Главное при расчетах – подобрать изделия оптимально подходящих размеров для перекрытия всего пролета без их резки. Самостоятельно резать железобетонные конструкции очень рискованно, поэтому если возникнет такая необходимость, лучше заказать подобные услуги на заводе или нанять профессионалов.
Стандартные размеры плит
Таблица 2 – размеры плит перекрытия ЖБИ по ГОСТ