Минимальная толщина бетонного перекрытия в частном доме. Монолитное перекрытие

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

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

Толщина монолитного перекрытия.

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

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

Напряженно-деформированное состояние перекрытия.

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

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

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

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

Опалубка монолитного перекрытия.

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

• Аренда металлической или пластиковой готовой конструкции, которая легко снимается. Этот вариант проще и многие застройщики отдают ему предпочтение, так как опалубку можно легко собрать и разобрать. Помимо этого в комплекте с опалубкой идут телескопические опорные элементы, которые поддержат опалубку на определенном уровне;
• Строительство опалубки по месту возведения объекта из досок 25-30 миллиметров или фанерных влагостойких листов, с толщиной стенки не менее 20 миллиметров. В случае, когда конструкция щита собирается из досок, то их плотно подгоняют одна к другой. Если между досками образуется щель, то целесообразно применить гидроизоляционную пленку.

Телескопические стойки опалубки.

Монтаж опалубки монолитного перекрытия производится по следующей схеме:

• 1. Монтируются вертикальные опорные стойки, например, телескопические стойки из металла, с регулировкой их высоты. Можно применить для этих целей деревянный кругляк толщиной 10-15 сантиметров. Расстояние между опорами должно составлять около 1 метра. Стойки удаляются от стены минимум на 20 сантиметров;
• 2. Сверху на опоры монтируется ригель (брус, швеллер или продольная балка), который предназначен для удержания опалубки;
• 3. Поверх ригелей устраивается опалубка горизонтального типа. Если не применяется готовая опалубка, а в работу берется самодельная, то сверху ригелей размещают поперечно брусья или балки, поверх них укладываются фанерные листы с хорошей влагостойкостью. Опалубка монолитного перекрытия должна быть выполнена идеальной по размерам, а ее край должен упереться в стены, избегая образования щелей;
• 4. Производится регулировка высоты стоек, необходимо совпадение верхнего края опалубки с верхним краем кладки стены;
• 5. Выполняется установка вертикальных элементов (ограждения) опалубки с учетом захода плиты на стену не менее 150 миллиметров;
• 6. Делается финальная проверка горизонтального уровня с использованием строительного прибора - нивелира.

В некоторых случаях, для обеспечения удобства производства работ, опалубку выстилают пленкой гидроизоляции или обрабатывают ее технической смазкой, если опалубка металлическая. В результате, опалубка легко снимается, а поверхность бетонного перекрытия останется абсолютно ровной. Применять телескопические стойки при устройстве опалубки целесообразней, чем использовать опоры из дерева. Металлические опоры способны выдержать нагрузку до двух тонн, они устойчивы к микротрещинам, чего не замечено при использовании деревянного бревна или бруса.

Армирование монолитного перекрытия.

Давно известно, что бетон прекрасно работает на сжатие, а арматура, наоборот – на растяжение. При объединении этих двух параметров получается отличный строительный материал – железобетон.

Арматура монтируется в зоне растяжения бетонной плиты и воспринимает все усилия этого растяжения. Арматуру такого типа принято называть рабочей (продольной), она должна иметь высокий коэффициент сцепления с бетонной смесью. Если это условие не будет выполнено, то бетон не будет передавать на арматуру эксплуатационную нагрузку.

Для армирования монолитного перекрытия используются стальные стержни с периодическим профилем, которые имеют маркировку А3, согласно устаревшему ГОСТу или А400, согласно новому стандарту. Расстояние между арматурными стержнями, называется шагом армирования, наиболее используемый в плитах перекрытия шаг равен 15-20 сантиметрам.

Если происходит защемление в участке, прилегающем к опорам, то вероятно возникновение опорного момента, который формирует усилие растяжения в верхней зоне перекрытия. По этой причине, монолитное перекрытие армируется, как в верхней зоне бетона, так и в нижней. Самые большие напряжения возникают по центру плиты или по ее краям, поэтому этим зонам при армировании необходимо уделить особое внимание.

Для того чтобы арматурные сетки находились на определенном расстоянии друг от друга, устанавливаются специальные подставки. Изготавливаются они из арматуры диаметром 10 мм (класс Ат400С). Арматура изгибается, как показано на рисунке. Нижние грани подставки имеют длину 350 мм, верхняя – 300 мм. Высота подставки 100 мм, при толщине плиты 200 мм. Устанавливаются подставки с шагом 800-800 мм в шахматном порядке.

На торцах плиты устанавливают «П» образные детали из арматуры диаметром 10 мм (класс А400С). Они служат для усиления краев перекрытия. Длинна верхней и нижней части 400 мм, высота 140 мм, как показано на рисунке (при толщине плиты 200мм).

Сетка из арматуры должна перекрывать кирпичную стену не менее чем на 15 сантиметров, а газобетонную – на 25 сантиметров. Расстояние от торцов стержней до вертикальной опалубки, должно составлять так же – 25 мм.

Для соблюдения нужного расстояния нижней сетки от опалубки, в зоне пересечения прутков, под нее вставляют фиксирующие элементы из пластмассы, с расстоянием между ними в 1 метр.

Бетон для заливки монолитного перекрытия рекомендовано приобретать на комбинате - изготовителе, что намного облегчает дальнейшую работу. При заливке бетонного раствора ровным слоем "с колес", обеспечивается отличная твердость монолита. Это не относится к плите залитой ручным способом, с остановками на ожидание, пока готовится свежий раствор. Оптимальным является способ, когда бетон заливается в один заход с толщиной заливки 20 сантиметров. Не забывайте о технологических отверстий, к примеру, шахты дымохода или вентиляции.

Процесс уплотнения бетона, также выполняется с использованием глубинных и поверхностных вибрационных аппаратов. Работоспособность данным устройствам обеспечивается подачей сжатого воздуха (пневмовибраторы) или электрического тока (электровибраторы).

Если конструкция массивная, то укладка бетона производится с применением глубинного вибратора, а поверхностные вибраторные устройства применяют для уплотнения бетона в плитах перекрытий и при устройстве полов. Наружные вибраторы используют для уплотнения тонкостенных конструкций с густым армированием. Время применения вибраторного аппарата будет зависеть от таких параметров бетона, как пластичность и подвижность и может составлять от 30 секунд до 1 минуты.

Если бетонная смесь прекращает осаживаться и на ее поверхности появляется цементное молочко, то это говорит о том, что вибрирование выполнено полностью. Для того чтобы избежать расслоения бетонного раствора, надо избегать лишней вибрации. Оптимальным шагом перестановки для внутренних вибрационных аппаратов, является шаг от одного до полутора радиуса их действия.

По окончанию всех работ перечисленных выше, монолитное перекрытие оставляют на 28 суток, для просыхания и набора прочности. Первые 7 дней производят увлажнение поверхности. Через месяц наступает момент, когда опалубку можно снять.

Видео - монолитное перекрытие.

Любое здание, независимо от этажности, имеет перекрытия. Они могут быть деревянными либо бетонными. Наиболее надежной является монолитная плита перекрытия. Рассмотрим ее преимущества и правила сооружения.

Самым популярным перекрытием на сегодня как в коттеджном, так и в индустриальном строительстве является, естественно, монолитная плита. Те, кто имеет возможность заказать строительную технику (кран), предпочитают готовые ж/б изделия (быстро и достаточно дешево). Многие льют монолит сами, создавая систему съемной или несъемной опалубки. Очень удобны и доступны также сборно-монолитные перекрытия (Марко, TERIVA, ЧПП, YTONG).

Поскольку монолитная плита перекрытия является одной из несущих конструкций, то для их изготовления может применяться бетон тяжелых марок, легкий конструкционный бетон плотной структуры, а также плотный силикатный бетон.

Чтобы установить монолитное перекрытие, заранее стоит определить его тип, так как они различаются и по техническим параметрам, и по цене.

Преимущества плит перекрытия и их виды

По структуре панели бывают цельные и пустотные, а по способу монтажа сборные, сборно-монолитные и монолитные. Все они попадают под понятие монолитные перекрытия, на финишном этапе происходит замоноличивание всех слоев. Такие конструкции обладают не только высокими показателями прочности, но и пожаробезопасности, влагостойкости и чрезвычайно долговечны.

Сборные перекрытия из ж/б панелей

Чаще всего делают из круглопустотных панелей, которые отличаются приемлемой ценой, меньшим весом, повышенными теплоизоляционными свойствами по сравнению с монолитными. Перекрытия из них быстро монтируются, а широкий типоразмерный ряд позволяет подобрать плиту под потребности заказчика. Единственный недостаток – обязательное использование крана.

Длина выпускаемых плит — от 1,8 до 15 метров, ширина – от 0,6 до 2,4 м.

Стандартная толщина заводских ПК — 220 мм, а расчетная несущая способность (от 350 до 800 кгс/ м 2) панелей отличается за счет применения разных марок бетона и армирования. Вес плит зависит от размера и составляет от 0,65 до 2,5 т.

Определять необходимые параметры позволяет маркировка. Буквами обозначается тип изделия ПК (панель перекрытия), ПНО (панель настила облегченная), цифрами – длина и ширина в дециметрах, а также нагрузка в килопаскалях. Убрав из расчетной нагрузки собственный вес плиты, получают допустимую полезную нагрузку. При укладке деталей на стену, глубина опирания должна соблюдаться не менее 12 см.

Если длина перекрываемого помещения превышает 9 метров, подойдет монолитная ребристая плита. Она вдвое легче (вес кв.метра около 270 кг), что почти на четверть сокращает общую нагрузку на стены.

Иногда в плитах перекрытия встречаются трещины. Они бывают усадочные или деформационные. Трещины до 0,3 мм не опасны, но если панель имеет крупные диагональные или продольные трещины, ее лучше заменить. Если трещины появились в процессе эксплуатации, то нужно провести усиление плиты наращиванием сверху дополнительно армированного слоя стяжки.

Для утепления торцов панелей в наружной стене, которые служат «мостиками холода», применяют легкобетонные термовкладыши.

Практика показывает, что иногда размеры помещения оказываются несоразмерны ширине панелей и появляется необходимость дополнительно заливать монолитные участки между плитами. Если раздвижка плит составляет до 5 см, такие швы заливают бетоном без армирования, швы свыше этого размера требуют укладки дополнительного армокаркаса.

Перед укладкой перекрытия на несущие стены обязательно устраивают армированный монолитный пояс под плиты. Это непрерывная замкнутая балка, армирование которой проводят сортовым металлопрокатом.

Чтобы гарантировано приобрести качественные железобетонные ПК, лучше покупать их непосредственно на заводах ЖБИ или в строительных компаниях, которые имеют мощности по производству ж/б изделий. Средняя цена одного квадратного метра клуглопустотной панели перекрытия в Москве и области колеблется от 1 100 до 1 200 рублей. Наиболее популярны плиты от 3 до 7 метров, при этом изделия меньшей и большей длины обойдутся дороже (в пересчете на м 2). Наиболее востребованная ширина – 1,2 – 1,5 м. Плиты шириной до 1 метра и 1,8 метра выпускают не все производители, что также сказывается на их цене.

Сборно-монолитные

Устройство сборно-монолитных перекрытий еще не стало наиболее популярным методом, но уже завоевало свою нишу на строительном рынке. Суть метода: на стены укладываются ж/б балки (шаг – 60 см) а между ними пустотелые блоки, вся конструкция замоноличивается. Монтаж возможен без применения механизмов, поскольку вес погонного метра балки 19 кг. За счет крупнопустотных блоков обладает малым весом и имеет повышенные теплоизоляционные качества. Единственный минус – трудоемкость (блоки укладываются вручную). Перед тем как залить бетон, конструкцию следует армировать (проволочная сетка с ячейками 10х10 см), минимальная толщина слоя бетона не менее 5 см.

Один квадратный метр готового перекрытия весит до 390 кг (если блоки из керамзитобетона) и до 300 кг (если блоки из полистеробетона). А это почти в два раза меньше, чем монолитное перекрытие толщиной в 2 см (около 500 кг/ м 2).

ГСК «Колумб» (МАРКО) квадратный метр конструкций, из которых состоят сборно-монолитные плиты перекрытия, предлагает в среднем по 1 100 рублей, а работы по устройству «под ключ» обойдутся в 3 000 — 3 500 рублей за м 2 .

Самостоятельный монтаж

При возведении дома своими руками, возможно устройство монолитных межэтажны перекрытий на месте. После выгонки стен первого этажа, приступают к сооружению опалубки под монолитную плиту. Опоры одинакового размера и высоты устанавливаются с шагом 1 метр по всему периметру плиты. Соединяющие их брусья прилегают к стенам вплотную. На опоры укладывают доски, сверху рубероид (без захода на стены). Опалубка ставится по периметру будущего перекрытия, чтобы монолит надежно опирался на стены. Арматура размещается на расстоянии не менее 50 мм от слоя изоляции. Расчет необходимого метража прутьев делают по формуле – S (площадь) х4х2. Самый проблематичный момент – заливка. Для подачи бетона на высоту нужно заказывать бетононасос.

Замоноличивание плиты своими силами

Сравнительный анализ затрат

Очень показательным будет сравнение двух типов: с использованием готовых пустотных ж/б плит и устройство монолитной плиты своими руками перекрытия 6х6 (условные размеры). Толщина перекрытия в обоих случаях – 0,22 м, несущая нагрузка 8 кПа.

Перекрытие плитами:

• Понадобится 5 плит ПК 62.12 – 8. (затраты – 8 000 х 5 = 40 000 рублей)
• Доставка и аренда крана обойдутся приблизительно в 10 000.
• Заливка швов и анкеровка (0,5 м 3 бетона) – 2 000
• Монтаж происходит за один день, достаточно двух рабочих (з/п).

Итого – около 55 000.

Монолит своими руками:

• Расходы на опалубку (пиломатериалы 2 м 3) и крепеж – 8 000.
• Арматура (прут стальной диаметр 10, сетка по расчету + проволока для связки) около 0,6 тонн с доставкой можно купить за 20 000 рублей
• Готовый бетон (М300) 8 м 3 и аренда бетононасоса обойдутся в 26 000 — 29 000
• Рабочие (4 дня опалубка, вязка арматуры, заливка) — 20 000.
• Расходы на дополнительные материалы и инструменты — 3 000.
• Период технологического твердения бетона 3 дня.

Итог – около 80 000 рублей и неделя времени.

Стоимость метра квадратного сборного перекрытия чуть больше 1 500, а монолитного – 2 200.

Значительное применение в строительстве получили монолитные безригельные перекрытия в виде плоских плит сплошного сечения, опирающихся непосредственно на вертикальные несущие конструкции зданий. Пролеты ненапряженных плит могут быть от 6 до 12 м; толщина, в зависимости от пролета и расчетных нагрузок, от 15 до 25 см, а в пределах технических этажей до 30 см. На рис. ниже приведен график оптимальных толщин плит, подсчитаных А.С. Залесовым и А.И. Ивановым.

Значительное распространение получили преднапряженные конструкции перекрытий, особенно при пролетах более 6 м. Предварительное напряжение позволяет достичь увеличения пролетов перекрытий при меньшей толщине, повышения трещиностойкости и уменьшения деформативности. При устройстве преднапряженных монолитных ригельных перекрытий пролетами 9- 18 м высота ригелей составляет 60- 90 см, толщина плит 10- 13 см. При устройстве преднапряженных ригельных перекрестно-ребристых перекрытий пролетом 7- 10 м высота ребер составляет 30- 60 см, толщина собственно плиу 10- 20 см, шаг ребер 150- 200 см.

В качестве напрягаемой арматуры в монолитных преднапряженных перекрытиях чаще всего применяют арматурные канаты. Армирование перекрытий (рис. ниже) может осуществляться разными способами:

• напрягаемые канаты располагают вдоль осей колонн в одном направлении, а между колоннами перпендикулярно канатам укладывают ненапрягаемую арматуру;
• напрягаемые канаты размещают по осям колонн в двух направлениях;
• напрягаемые канаты располагают преимущественно по осям колонн в одном направлении с размещением аналогичных канатов между колоннами;
• напрягаемые канаты размещают равномерно по всему полю плиты и по осям колонн в двух направлениях.

График изменения толщины перекрытий в зависимости от величины пролетов

а- график изменения толщины перекрытий в зависимости от величины пролетов: 1- ненапрягаемые плиты и балки перекрытий; 2 - преднапряженные плиты и балки перекрытий; 3 - ненапрягаемое безбалочное перекрытие; 4- преднапряженное безбалочное перекрытие; б- график оптимальной высоты сечения h плиты перекрытия в зависимости от пролета и нагрузки q при классе бетона В25

Схемы размещения арматуры при армировании преднапряженных монолитных перекрытий

После достижения бетоном прочности, составляющей половину проектной, с помощью гидравлических домкратов выполняют натяжение арматуры на бетон. Предварительное напряжение монолитных плит перекрытий может осуществляться как с обеспечением совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном, так и без этого. При устройстве преднапряженных монолитных плит перекрытий без обеспечения совместной работы напрягаемой арматуры с бетоном арматуру покрывают смазкой ингибитором коррозии и заключают в полимерную защитную оболочку из полиэтилена или полипропилена с минимальной толщиной 1 мм. Это обеспечивает надежную антикоррозионную защиту арматуры, существенно повышает долговечность конструкций, а также снижает трение между арматурой и бетоном по сравнению с традиционным армированием примерно на одну треть. Защитная оболочка должна быть водостойкой, сопротивляться механическим воздействиям и перепадам температур в диапазоне от -20 до +70 °С. Кроме того, она не должна иметь в своем составе химических добавок, которые могут явиться причиной коррозии бетона.

К достоинствам данного способа преднапряжения монолитных перекрытий можно отнести: обеспечение равномерной работы бетона по толщине плит; равномерное распределение арматурных канатов по всей плите; максимальное использование свойств напрягаемой арматуры; осуществление надежной защиты арматурных канатов от коррозии; значительное уменьшение толщины перекрытий; уменьшение расхода бетона и арматуры.

К недостаткам преднапряжения монолитных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном можно отнести: увеличение затрат на обеспечение антикоррозионного покрытия и устройство защитной полимерной оболочки; необходимость увеличения силы натяжения примерно на 27% по сравнению с натяжением при сцеплении арматуры и бетона. Следует отметить, что устройство монолитных преднапряженных перекрытий без сцепления арматуры с бетоном предъявляет повышенные требования к качеству выполнения строительных работ. Такие монолитные перекрытия без сцепления арматуры с бетоном в последние годы нашли широкое применение.

Наряду с этими конструкциями применяются монолитные перекрытия с напряжением арматуры и ее сцеплением с бетоном. Примером являются перекрытия, выполняемые термореактивным способом преднапряжения железобетонных конструкций, идея которого была впервые предложена в 50-х гг. XX в. Харьковским инженерно-строительным институтом. Арматура, покрытая термореактивной полимерной смазкой, помещается в бетон, а после набора бетоном определенной прочности подвергается электронагреву по предварительно заданной программе. При достижении температуры 100 °С происходит размягчение смазки и свободная деформация арматуры. После дальнейшего нагрева арматуры до температуры около 350 °С происходит расплавление и полимеризация обмазки, обеспечивающая в дальнейшем совместную работу арматуры с бетоном. На этом электронагрев прекращают, после чего происходит охлаждение и преднапряжение бетона.

К достоинствам данного метода можно отнести: возможность бетонирования конструкции без инъецирования, простоту оборудования и технологии преднапряжения (отсутствие устройств для механического натяжения арматуры).