0

Монолитные ребристые перекрытия

Содержание

Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия

Железобетонные монолитные плиты перекрытия, несмотря на то, что имеется достаточно большое количество готовых плит, по-прежнему востребованы. Особенно если это собственный частный дом с неповторимой планировкой, в котором абсолютно все комнаты имеют разные размеры либо процесс строительства ведется без использования подъемных кранов.

Монолитные плиты достаточно востребованы, особенно в строительстве загородных домов с индивидуальным дизайном.

В подобном случае устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия дает возможность значительно сократить затраты денежных средств на приобретение всех необходимых материалов, их доставку либо монтаж. Однако в данном случае большее количество времени может уйти на выполнение подготовительных работ, в числе которых будет и устройство опалубки. Стоит знать, что людей, которые затевают бетонирование перекрытия, отпугивает вовсе не это.

Заказать арматуру, бетон и сделать опалубку на сегодняшний день несложно. Проблема заключается в том, что не каждый человек может определить, какая именно арматура и бетон понадобятся для того, чтобы выполнить подобные работы.

Данный материал не является руководством к действию, а несет чисто информационный характер и содержит исключительно пример расчета. Все тонкости расчетов конструкций из железобетона строго нормированы в СНиП 52-01-2003 «Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения», а также в своде правил СП 52-1001-2003 «Железобетонные и бетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».

Монолитная плита перекрытия представляет собой армированную по всей площади опалубку, которая заливается бетоном.

Касательно всех вопросов, которые могут возникать в процессе расчета железобетонных конструкций, следует обращаться именно к данным документам. В данном материале будет содержаться пример расчета монолитного железобетонного перекрытия согласно тем рекомендациям, которые содержатся в данных правилах и нормах.

Пример расчета железобетонной плиты и любой строительной конструкции в целом будет состоять из нескольких этапов. Их суть — подбор геометрических параметров нормального (поперечного) сечения, класса арматуры и класса бетона, чтобы плита, которая проектируется, не разрушилась под воздействием максимально возможной нагрузки.

Пример расчета будет производиться для сечения, которое перпендикулярно оси х. На местное сжатие, на действие поперечных сил, продавливание, на кручение (предельные состояния 1 группы), на раскрытие трещин и расчет по деформациям (предельные состояния 2 группы) производиться не будут. Заранее стоит предположить, что для обыкновенной плоской плиты перекрытия в жилом частном доме подобных расчетов не требуется. Как правило, так оно и есть на самом деле.

Следует ограничиться лишь расчетом нормального (поперечного) сечения на действия изгибающего момента. Те люди, которым не нужно давать пояснения касательно определения геометрических параметров, выбора расчетных схем, сбор нагрузок и расчетных предпосылок, могут сразу перейти к разделу, в котором содержится пример расчета.

Первый этап: определение расчетной длины плиты

Плита перекрытия может быть абсолютно любой длины, а вот длину пролета балки уже необходимо высчитывать отдельно.

Реальная длина может быть абсолютно любой, а вот расчетная длина, выражаясь другими словами, пролет балки (в данном случае плиты перекрытия) — совсем другое дело. Пролетом является расстояние между несущими стенами в свету. Это длина и ширина помещения от стенки до стенки, следовательно, определить пролет железобетонного монолитного перекрытия довольно просто. Следует измерить рулеткой либо другими подручными средствами данное расстояние. Реальная длина во всех случаях будет большей.

Железобетонная монолитная плита перекрытия может опираться на несущие стенки, которые выкладываются из кирпича, камня, шлакоблоков, керамзитобетона, пено- либо газобетона. В подобном случае это не очень важно, однако в случае, если несущие стенки выкладываются из материалов, которые имеют недостаточную прочность (газобетон, пенобетон, шлакоблок, керамзитобетон), также необходимо будет выполнить сбор некоторых дополнительных нагрузок.

Данный пример содержит расчет для однопролетной плиты перекрытия, которая опирается на 2 несущих стенки. Расчет плиты из железобетона, которая опирается по контуру, то есть на 4 несущих стенки, или для многопролетных плит рассматриваться в данном материале не будет.

Чтобы то, что было сказано выше, усваивалось лучше, следует принять значение расчетной длины плиты l = 4 м.

Определение геометрических параметров железобетонного монолитного перекрытия

Расчет нагрузок на плиту перекрытия считается отдельно для каждого конкретного случая строительства.

Данные параметры пока не известны, однако есть смысл их задать для того, чтобы была возможность произвести расчет.

Высота плиты задается как h = 10 см, условная ширина — b = 100 см. Условность в подобном случае означает то, что плита бетонного перекрытия будет рассматриваться как балка, которая имеет высоту 10 см и ширину 100 см. Следовательно, результаты, которые будут получены, могут применяться для всех оставшихся сантиметров ширины плиты. То есть, если планируется изготавливать плиту перекрытия, которая имеет расчетную длину 4 м и ширину 6 м, для каждого из данных 6 м необходимо применять параметры, определенные для расчетного 1 м.

Класс бетона будет принят B20, а класс арматуры — A400.

Далее происходит определение опор. В зависимости от ширины опирания плит перекрытия на стенки, от материала и веса несущих стенок плита перекрытия может рассматриваться как шарнирно опертая бесконсольная балка. Это является наиболее распространенным случаем.

Далее происходит сбор нагрузки на плиту. Они могут быть самыми разнообразными. Если смотреть с точки зрения строительной механики, все, что будет неподвижно лежать на балке, приклеено, прибито либо подвешено на плиту перекрытия — это статистическая и достаточно часто постоянная нагрузка. Все что ползает, ходит, ездит, бегает и падает на балку — динамические нагрузки. Подобные нагрузки чаще всего являются временными. Однако в рассматриваемом примере никакой разницы между постоянными и временными нагрузками делаться не будет.

Существующие виды нагрузок, сбор которых следует выполнить

Сбор нагрузок сосредоточен на том, что нагрузка может быть равномерно распределенной, сосредоточенной, неравномерно распределенной и другой. Однако нет смысла так сильно углубляться во все существующие варианты сочетания нагрузки, сбор которой производится. В данном примере будет равномерно распределенная нагрузка, потому как подобный случай загрузки для плит перекрытия в жилых частных домах является наиболее распространенным.

Сосредоточенная нагрузка должна измеряться в кг-силах (КГС) или в Ньютонах. Распределенная же нагрузка — в кгс/м.

Нагрузки на плиту перекрытия могут быть самыми разными, сосредоточенными, равномерно распределенными, неравномерно распределенными и т. д.

Чаще всего плиты перекрытия в частных домах рассчитываются на определенную нагрузку: q1 = 400 кг на 1 кв.м. При высоте плиты, которая равняется 10 см, вес плиты добавит к данной нагрузки еще порядка 250 кг на 1 кв.м. Керамическая плитка и стяжка — еще до 100 кг на 1 кв.м.

Подобная распределенная нагрузка будет учитывать практически все сочетания нагрузок на перекрытия в жилом доме, которые возможны. Однако стоит знать, что никто не запрещает рассчитывать конструкцию на большие нагрузки. В данном материале будет принято такое значение и, на всякий случай, следует умножить его на коэффициент надежности: y = 1.2.

q = (400 + 250 + 100) * 1.2 = 900 кг на 1 кв.м.

Будут рассчитываться параметры плиты, которая имеет ширину 100 см. Следовательно, данная распределенная нагрузка будет рассматриваться как плоская, которая действует по оси y на плиту перекрытия. Измеряется в кг/м.

Определения максимального изгибающего момента для нормального (поперечного) сечения балки

Для бесконсольной балки на двух шарнирных опорах (в данном случае — плита перекрытия, опирающаяся на стены, на которую действуют равномерно распределенные нагрузки) максимальный изгибающий момент будет посредине балки. Mmax = (q * l^2) / 8 (149:5.1)

Для пролета l = 4 м, Mmax = (900 * 4^2) / 8 = 1800 кг/м.

Необходимо знать, что расчет железобетонной арматуры по предельным усилиям согласно СП 52-101-2003 и СНиП 52-01-2003 основывается на следующих расчетных предпосылках:

Схема пустотелой армированной плиты перекрытия

  1. Сопротивление бетона растяжению следует принять равным 0. Подобное допущение производится на том основании, что сопротивление бетона растяжению гораздо меньше сопротивления растяжению арматуры (ориентировочно в 100 раз), следовательно, в растянутой зоне конструкции из железобетона могут образовываться трещины из-за разрыва бетона. Таким образом на растяжение в нормальном сечении работает только арматура.
  2. Сопротивление бетона сжатию следует принять равномерно распределенным по зоне сжатия. Оно принимается не более расчетного сопротивления Rb.
  3. Растягивающие максимальные напряжения арматуры следует принимать не более, чем расчетное сопротивление Rs.

Чтобы не допускать эффект образования пластического шарнира и обрушения конструкции, которое возможно при этом, соотношение E высоты сжатой зоны бетона у к расстоянию от центра тяжести арматуры к верху балки h0, E = y/h0, должно быть не более, чем предельное значение ER. Предельное значение должно определяться по следующей формуле:

ER = 0.8 / (1 + Rs / 700).

Это эмпирическая формула, которая основывается на опыте проектирования конструкций из железобетона. Rs — расчетное сопротивление арматуры в МПа. Однако стоит знать, что на данном этапе с легкостью можно обойтись и таблицей граничных значений относительной высоты сжатой зоны бетона.

Некоторые нюансы

Есть примечание к значениям в таблице, пример которой содержится в материале. Если сбор нагрузок для расчета выполняется не профессиональными проектировщиками, рекомендуется занижать значения сжатой зоны ER приблизительно в 1,5 раза.

Дальнейший расчет будет производиться с учетом a = 2 см, где a — расстояние от низа балки до центра поперечного сечения арматуры.

При E меньше/равно ER и отсутствии арматуры в сжатой зоне бетонную прочность следует проверять согласно следующей формуле:

B < Rb*b*y (h0 — 0.5y).

Физический смысл данной формулы несложен. Любой момент может быть представлен в виде действующей силы с некоторым плечом, следовательно, для бетона понадобится соблюдать вышеприведенное условие.

Проверка прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой с учетом E меньше/равно ER производится согласно формуле: M < RsAs (h0 — 0.5y).

Суть данной формулы следующая: по расчетам арматура должна выдержать нагрузку такую же, как и бетон, потому как на арматуру будет действовать такая же сила с таким же плечом, как и на бетон.

Плиты перекрытия с разными несущими способностями, от 400 кг/м2 до 2300 кг/м2.

Примечание по этому поводу. Подобная расчетная схема, которая предполагает плечо действия силы (h0 — 0.5y), дает возможность довольно легко и просто определить основные параметры поперечного сечения согласно формулам, которые будут приведены ниже. Однако стоит понимать, что подобная расчетная схема вовсе не единственная.

Расчет может быть произведен относительно центра тяжести сечения, которое было приведено. В отличие от металлических и деревянных балок, рассчитывать железобетон по предельным растягивающим либо сжимающим напряжениям, которые возникают в нормальном (поперечном) сечении балки из железобетона несколько сложно.

Железобетон является композитным и очень неоднородным материалом. Однако и это еще не все. Многочисленные экспериментальные данные сообщают о том, что предел прочности, текучести, модуль упругости и другие различные механические характеристики имеют несколько значительный разброс. К примеру, при определении бетонного предела прочности на сжатие одинаковые результаты не будут получаться даже тогда, когда образцы изготавливаются из смеси бетона одного замеса.

Связано это с тем, что прочность бетона будет зависеть от большого количества различных факторов: качества (степени загрязненности в том числе) и крупности заполнителя, способа уплотнения смеси, активности цемента, различных технологических факторов и так далее. Обращая внимание на случайную природу данных факторов, естественно считать предел бетонной прочности случайной величиной.

Высота сжатой зоны бетона при отсутствии в ней арматуры может определяться по следующей формуле:

y = Rs*As / Rb*b.

Для того, чтобы определить сечение арматуры, прежде всего необходимо определить коэффициент am:

am = M / Rb*b*h0^2.

Арматура в сжатой зоне не требуется при am < aR. Значение aR определяется по таблице.

В случае, если арматура в сжатой зоне отсутствует, сечение арматуры необходимо определять согласно следующей формуле:

As = Rb * b * h0 (1 — корень кв.(1 — 2am)) * l * Rs.

Подбор сечения арматуры

Расчетное сопротивление растяжению для арматуры A400 будет: Rs = 3600 кгс/см кв. (355 МПа). Расчетное сопротивление бетонному сжатию (класс B20) будет: Rb = 117 кгс/см кв. (11.5 МПа). Все остальные нагрузки и параметры для имеющейся плиты были определены ранее. Прежде всего с помощью формулы будет определено значение коэффициента am:

am = 1800 / (1 * 0.08^2 * 1170000) = 0.24038.

Арматуры имеет два размера, условный и реальный размеры.

В связи с тем, что момент был определен в кг/м и размер поперечного сечения удобно подставлять в метрах тоже, значение расчетного сопротивления будет приведено кг/м кв. для того, чтобы соблюдалась размерность.

Подобное значение меньше предельного для такого класса арматуры согласно таблице (0.24038 < 0.39). Соответственно, арматура в сжатой зоне по расчетам не нужна. Следовательно, по формуле площадь сечения арматуры, которая требуется:

As = 117 * 100 * 8 (1 — корень кв. (1 — 2 * 0.24038)) / 3600 = 7.265 кв.см.

В подобном случае использовались размеры поперечного сечения в сантиметрах. Значение расчетных сопротивлений при этом было в кг/см кв. для того, чтобы упростить вычисления.

Для армирования 1 п.м имеющейся плиты перекрытия следует использовать 5 стержней, которые имеют диаметр 14 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры будет 7.69 кв.см. Подбор арматуры достаточно удобно производится согласно следующей таблице.

Количество стержней для армирования монолитной железобетонной плиты перекрытия

Для того чтобы армировать плиту, есть возможность использовать 7 стержней, которые имеют диаметр 12 мм с шагом 140 мм. Есть и другой вариант — 10 стержней, которые имеют диаметр 10 мм и шаг 100 мм.

Прочность бетона проверяется согласно следующей формуле:

y = 3600 * 7.69 / (117 * 100) = 2.366 см.

E = 2.366 / 8 = 0.29575. Данное значение меньше, чем граничное 0.531 согласно формулам и таблице, помимо того, оно меньше рекомендуемого 0.531/1.5 = 0.354, то есть удовлетворяет всем имеющимся требованиям.

117 * 100 * 2.366 (8 — 0.5 * 2.366) = 188709 кг на см > M = 180000 кг на см, согласно формуле. 36

3600 * 7.69 (8 — 0.5 * 2.366) = 188721 кг на см > M = 180000 кг на см, согласно формуле.

Устройство пола поверх монолитной армированной плиты перекрытия

Все необходимые требования таким образом соблюдаются.

В случае, если класс бетона будет увеличен до B25, арматуры при этом будет необходимо меньшее количество, потому как для B25 Rb = 148 кгс/см кв. (14.5 МПа).

am = 1800 / (1 * 0.08^2 * 1480000) = 0.19003.

As = 148 * 100 * 10 (1 — корень кв. (1 — 2 * 0.19)) / 3600 = 6.99 кв.см.

Таким образом, для того, чтобы армировать 1 п.м имеющейся плиты перекрытия, все равно понадобится использовать 5 стержней, которые имеют диаметр 14 мм с шагом 200 мм либо продолжать подбирать сечение.

Стоит сделать вывод, что сами расчеты достаточно просты, помимо того, они не займут большое количество времени. Однако при этом формулы понятнее не становятся. Совершенно любую железобетонную конструкцию теоретически можно рассчитать, исходя из классических, то есть предельно простых и наглядных формул.

Сбор нагрузок — некоторый дополнительный расчет

Сбор нагрузок и расчет прочности монолитных плит перекрытия часто сводится к сравнению двух факторов между собой:

  • усилий, которые действуют в плитах;
  • прочностью армированных ее сечений.

Первое в обязательном порядке должно быть меньше, чем второе.

Определение в нагруженных сечениях моментных усилий. Моментных, потому что изгибающие моменты будут определять на 95% армирование изгибных плит. Нагруженные сечения — середина пролета или, выражаясь другими словами, центр плиты.

Изгибающие моменты в квадратной плите, которая не защемлена по контуру (пример — на кирпичные стены) по каждому направлению X и Y могут определяться: Mx = My = ql^2 / 23.

Для частных случаев можно получить некоторые определенные значения:

  1. Плита в плане 6х6 м — Mx = My = 1.9тм.
  2. Плита в плане 5х5 м — Mx = My = 1.3тм.
  3. Плита в плане 4х4 м — Mx = My = 0.8тм.

При проверке прочности считается, что в сечении имеется сжатый бетон сверху, а также растянутая арматура снизу. Они способны образовать силовую пару, которая воспринимает моментное усилие, приходящее на нее.

Пожалуй не над одним аспектом строительства нашего дома я не думал так много, как над перекрытием. Сначала когда мои знания в матчасти данного вопроса были не высоки, я склонялся в пользу варианта от очень известного в то время одного из первых ТИСЭшников Andre777. У него и по сей день есть сайт в интернет, где он уже пишет об обустройстве своего дома и участка.

Суть его технологии сводилась к заливке бетонных балок и по ним уже отливалась плита.

Так как можно не спеша заливать по одной балке, кажется что так проще. Но изрядно намаявшись с ТИСЭшным фундаментом мне уже совершено не хотелось так возиться и я стал сторонником других технологий, а именно заливка всего и сразу по максимуму товарным бетоном.

Так же Андрюхина технология сильно уступает заливке всего сразу (балок вместе с плитой), теряя большую несущую способность. Плита становиться нагрузкой на балки. Балки из-за этого приходиться делать больше сечением и в целом на выходе все равно низкая несущая способность и большой вес самого перекрытия.

На второй этаж сперва хотели перекрытие по деревянным балкам. Деревянные перекрытия это не айс. Очень плохая шумоизоляция. Если потом разбираться с этим вопросом, то выйдет на много дороже чем вы думали.

То ли дело вариант попавшийся мне намного позже и в итоге вошедший в план моего строительства. Им стало облегченное монолитное железобетонное ребристое перекрытие от Winder`а с ForumHouse.

Данное перекрытие рассчитано на полезную нагрузку 550кг/м2 везде. Это именно полезная нагрузка уже с вычетом стяжки, перегородок и собственного веса.

Winder рассчитал перекрытие под разные пролеты. Выбираем схему под свой пролет и вперед. Там же можно почитать километры обсуждения данного перекрытия. На это понадобиться не один день, но можно который сэкономит вам время.

Так как оба перекрытия у нас ребристо монолитные из железобетона то бишь схожи, то опишу в одном посте:

  • Перекрытие над фундаментом. Однопролетное, разделено на две части.
  • Перекрытие над первым этажом. Многопролетное.

У нас пролеты в зоне ростверка 3,4м и 4,4м. Над первым этажом чуть больше, так как стены уже ростверка 3,475 и 4,475. Следовательно выбираем схемы под пролеты 4м и 4,5м (наиболее близкие из рассчитанных Winder’ом). Схема в начале статьи под пролет 4м (арматура Ф12) . Для пролета 4,5м схема такая же, только арматура Ф14.

Армирование в схемах Windera расчитано на оба случая (однопролетное или многопролетное) .

В нашем доме есть эркер, это дополнительные сложности в плане перекрытия. Если при перекрытии фундамента, здесь проблем не возникает, т.к. ростверк идет по всему периметру эркерной зоны, а вот над перекрытием этажей уже появляется проблема.

Обратился с этим вопросом к Winder’у и он сильно помог мне.

Определились, что в эркере требуется балка, которая будет встроена в само перекрытие, так же как остальные ребра и будет с ним в один уровень. Ребра монолитного перекрытия будут как бы опираться на эту эркерную балку, которая станет продолжением стены примыкающей к эркеру.

Winder так же рассчитал саму эркерную балку. Вышло, что если мы хотим чтобы балка была вровень со всем перекрытием, то бишь 23см ( 21+встроенный теплый пол), нужно армирование прутами Ф18 четыре снизу и четыре сверху. Плюс хомуты (поперечное армирование) из арматуры Ф8 через 15см.

Опираться такая балка должна минимум на 90см стены. Поэтому, чтобы в этом месте не было моста холода используем ЭППС 5+2 см. Смотрим на фото.

Любители «дышущих» материалов, не бойтесь использовать ЭППС на небольших участках. Даже если вы закроете им ряд газобетонных блоков, влага все равно будет испаряться из закрытых блоков через ряд выше.

При использовании встроенного теплого пола высоту перекрытия обычно увеличивают на диаметр трубы теплого пола. Труба располагается между сетками верхней части перекрытия.

Взяли итальянскую трубу Tiemme Cobra-Pex 16х2 мм. До кризиса не на много дороже отечественной от Ростерм стоила. Сейчас больше чем в два раза дороже 8). С нашей не сравнить, гораздо жестче и по характеристикам больше запас. На первом этаже видимо придется поддерживать отечественного производителя :).

Начали строительный сезон как полагается с закупки провианта. Тут я решил попробовать армейские пайки армии России. Очень даже вкусно.

Вяжем арматурные каркасы.

Тут еще есть нюанс как делать. Если делать сразу на всю площадь, то это многопролетное перекрытие (с упором на среднюю и внешние стены) см. рис. выше. Если делать перекрытие частями. Сначала одну половину от внешней стены к внутренней, затем другую, то это однопролетное перекрытие. Армирование однопролетного и многопролетного перекрытия разное.

Тут нужно сделать оговорку. Дело в том что если использовать многопролетную схему на один пролет то все будет нормально кроме излишнего расхода арматуры. Схема Windera такой и является (универсальной с «защитой от дурака»).

Какое перекрытие однопролетное или многопролетное выбрать, решается в зависимости от исходной длины вашей арматуры, чтобы уложить ее максимально экономично и с меньшим количеством обрезков. А так же зависит от технологии бетонирования. Может удобнее или есть возможность заливать бетон частями, тогда выбираем однопролетную схему.

Места где можно разрывать-наращивать арматуру также определены. На перекрытии фундамента (у нас однопролетное перекрытие) на одной половине дома Ф12 арматура (пролет 3,4м), а на другой Ф14 (пролет 4,4м).

А вот над первым этажом арматура в балочных частях над большим пролетом проходит Ф14 идет без разрывов над средней стеной и еще по хорошему должна идти на четверть следующего пролета, но у меня немножко короче. Над меньшим пролетом идет арматура A500 Ф12 и завязывается с Ф14.

Хомуты из A500 Ф6 сначала на четверть пролета с каждой стороны идут с шагом 200мм, затем ближе к центру с шагом 400мм (немного сэкономил). Перехлест у хомута должен быть в верхней части каркаса.

Район эркера. Видно эркерную балку, арматура Ф18 которой загнута в обе стороны на стену и связана с остальным каркасом.

Чтобы подставки под армосетку из Вр 5мм 100х100 не вминались в пенопласт, под них подложены обычные крышки для банок.

На земле делал каркасы из арматуры для перекрытия фундамента. При перекрытии первого этажа каркасы вязались уже по месту.

Довольно нудное занятие вязать каркасы для вего перекрытия.

Каркас крупным планом. Все фотки кликабельны, нажимаем чтобы увеличить.

Эркерная балка с другой стороны заходит на стену более чем на метр и увязана с общим армированием. Для того чтобы в зоне опирания не было моста холода, используется утепление ЭППС 5+2 см. Места с утеплителем усилены досками на время заливки.

Над лестничным пролетом делаются сдвоенные балки. То-есть арматуры больше в два раза и ширина тоже. Как бы две обычные балки рядом.

Однопролетное перекрытие над фундаментом. Как раз видно несъемную опалубку из газобетона по центру внутренней ленты ростверка (фундамента).

Опирание перекрытия по расчету 15см. Хотя на таких малых пролетах можно и больше (Winder пересчитывал).

Разложили пенопласт и армокаркасы. Поднялся сильный ветер, поэтому пришлось накидать досок. Доски убирали по мере раскладки сетки первого слоя.

Подняли сетку из Вр Ф5мм 1 на 2 метра ячейка 100х100мм на второй этаж. Большего размера на тот момент не было. Удобнее использовать сетку 2м х 3м. Разрезаем 1,3м х 3м и 0,7м х 3м. Укладываем 1,3м вниз, перекрывая два ребра и между ними, а 0,7м кладем вверх над ребром. То бишь без обрезков и без стыков между ребрами.

Подложили доски, чтобы не порвала полиэтилен над пенопластом.

Армирование в области лестничного пролета с двойными ребрами.

Сплошная сетка первого ряда. Перехлест делался минимум полторы ячейки почти везде около двух получилось. Лучше ставить больше подставок, а то масса бетона даже с крышками сильно давит в пенопласт.

Многопролетное перекрытие над первым этажом, здесь армокаркасы ребер проходят над внутренней стеной дома. Для обеспечения зазора между сетками нарезали трубу ПНД 25мм. Дешево и эффективно.

Такие колечки крепятся с помощью вязальной проволоки. Отрезок проволоки загибаем пополам, обхватываем пруток нижней сетки, пропускаем через кольцо из ПНД оба конца и закручиваем над прутком верхней сетки.

Люки и отверстия можно делать в ребристом монолитном перекрытии в любом месте между ребер.Схема армирования периметра зависит от расстояния, которое осталось до края.

Фотки с трубами теплого пола пока не нашел, добавлю позже.

Опалубку делали следующим образом.

Закупили пенопласт Knauf по 10 и 5 см толщиной.

Над ямой погреба пришлось городить балку из четырех досок 100х40, чтобы в нее упереть опалубку.

При перекрытии фундамента, по периметру пустили доски 150х40 на ребро и прикрепили к ростверку. Ростверк я дырявить не стал, в нем уже были шпильки Ф8мм, оставшиеся от скрепления опалубки самого ростверка.

На втором перекрытии (первого этажа) такие доски крепились к стенам на саморезы 120мм. В одном месте крепления вкручивал по два самореза под разными углами.

Затем ставим доски 150х40 на ребро, хотя на такие пролеты можно и плашмя, так чтобы они оказались под ребрами будущего монолитного перекрытия. Мы крепили их на стальные уголки разной формации, в среднем 100х90х100. Уголки крепились на саморезы Ф6мм белые, впоследствии на кровельные и на кучу других.

Чтобы подпорки не ушли при заливке в грунт, уложили под них обрезки досок.

Распорки в подполье.

Первые блоки несъемной опалубки из газобетона.

Отверстие в опалубке для того чтобы залить плиту пола погреба. Заливка велась одновременно с перекрытием.

Поверхность ростверка(фундамента) сначала промазали битумным праймером, затем наплавили гидроизоляцию Линокром от Технониколь.

На среднюю часть ростверка (под средней стеной) клали посередине перегородочные подпиленные блоки 100х250х625 211 КЖБИ Сертолово D500, оставшиеся от строительства малого дома, подпиленной стороной вниз. Можно сильно не стараться отпиливать ровно, раствор все снивелирует.

При строительстве перекрытия над ростверком, по периметру сделали не съемную опалубку из газобетонных блоков. Использовали Aeroc 250x200x625 D500. Блок был перевернут, так чтобы высота стала 200. Вместе со слоем цементопесчаного раствора получилось как раз около 21см. Между собой блоки клались на клей Aeroc летний.

Над первым этажом для ребристого монолитного перекрытия так же изготавливалась несъемная опалубка из ГБ Aeroc 250x150x625 D400. Блок не переворачивался, т.е. высота опалубки составила 25см. После кладки опалубки в нее по периметру на монтажную пену был приклеен утеплитель экструдированный пенополистирол 50мм.

Так же здесь мы решили использовать вариант со встроенным водяным теплым полом (поэтому высота перекрытия малость возрастает, а именно где-то на диаметр трубы). По религии классических стяжек с теплым полом так делать нельзя. Большую площадь там делят деформационными швами. По религии фундаментов УШП получается можно. Там заливают большие площади теплого пола вместе с плитой фундамента.

На практике же одновременное литье вполне прокатывает. Утеплитель в опалубке так же выполняет функцию демфера при тепловом расширении бетона перекрытия. Хотя как показывает практика (она почему то не подтверждает теорию), то даже без демфера ничего бы не случилось.

Дешевый китаец CMI показал себя в работе отлично, оказался гораздо удобнее чем бытовой Bosch и пока терпит мои нагрузки. Потом взял ударную дрель CMI за копейки спецом на стройку. Чувствуется что не то в плане комфорта, но фигарит зверски. Терпит все мои издевательства 🙂

Оффтоп прогнал, теперь к делу. Настил прибил гвоздями 70. Над каждым ребром по гвоздю. Помните, что вам еще разбирать потом эту конструкцию.

Опалубку для формирования ребер практически полностью взяла на себя моя вторая половина. Для нее использовался пенопласт Knauf с неясными до конца характеристиками (плотность). Укладывали два листа 100мм и на него 50мм с подрезанной по инструкции на 20мм кромкой. Между ребрами получается ширина пенопластового листа то бишь 1метр.

Пенопласт ни чем к опалубке не крепили и между собой тоже. Держится за счет полиэтилена, который щедро прикреплен к деревянной опалубке степлером. Скрепки 8мм. В дальнейшем его еще прижмет своим весом армокаркас.

Брали простой не плотный, дешевый полиэтилен. Частично использовали полиэтилен из упаковки пенопласта.

Во время работы над опалубкой могут возникнуть проблемы. У нас они возникли:)

  • Пока не собран армокаркас, нужно класть утяжелители (мы использовали доски и обрезки ГБ) на полиэтилен–пенопласт, иначе при сильном ветре конструкция пытается улететь.
  • Птицы пробивают полиэтилен и крошат пенопласт со страшной силой. Задолбался скотчем все это дело приводить в более менее нормальный вид. Подвешивали пластиковые тарелки. Их колышет на ветру, что немного улучшает ситуацию, отпугивая птиц.

Заливка перекрытия бетоном.

Раньше я все пытался растянуть. Разложить работу частями. Сейчас я не сторонник таких методов и вам не советую, конечно если нет особых обстоятельств. Бывает, например, что товарный бетон ни как не доставить, тогда приходиться лить частями самомес.

Мы заливали оба ребристых монолитных перекрытия товарным бетоном М350 (B25) из Пумика (миксер со встроенным бетононасосом). Хотя перекрытие рассчитано под марку бетона М200.

Но во-первых более высокая марка снивелирует косяки, если они были – это запас прочности. Во-вторых нам некогда ждать месяц пока бетон наберет нужную прочность.

Бетон марки М350 наберет необходимую прочность для продолжения строительства уже за неделю. В третьих сам производитель может малость накосячить.

Первое перекрытие залили семейным подрядом: я, жена и батя. Было очень легко заливать из Пумика. Я легко справлялся чуть ли не одной рукой. Это профессионализм водителя, который управлял стрелой. Он практически читал мои мысли. Так бывает далеко не всегда. Когда мы заливали ростверк, хобот ели ели удерживали вдвоем. Водила сильно врубил насос – торопился и плохо смотрел за работой.

Так как тут есть опалубка над внутренней стеной тоже, то брали шестиметровую сороковку и ей выравнивали поверхность.

На заливку второго перекрытия позвал друга. Это перекрытие уже многопролетное, как ровно его залить пришлось долго думать. Сначала хотел натянуть троса, но так ничего и не успел. В итоге перед самой заливкой натянул несколько капроновых ниток. Не очень конечно, но оказалось что лучше чем ничего.

Батя на верх не полез. Держать хобот было потяжелее, чем на первом перекрытии, но все же гораздо легче чем на ростверке. Учитывая предыдущий опыт лили частями. Залили сектор, выключили насос, провибрировали. Растащили излишки. Жена правилом пошла заглаживать верх, а мы продолжили заливку следующего сектора.

Когда перекрытие затвердело из-за того что несъемная опалубка из ГБ выше на 2-3 см чем поверхность перекрытия, на перекрытии набиралась дождевая вода. Для слива были проделаны отверстия и вставлены трубки (куски трубы от теплого пола).

ПРИМЕР РАСЧЕТА МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ

Полная расчётная нагрузка g + V = 2630 + 10800 = 13430 Н/м.С учётом коэффициента надёжности по назначению здания γn = 0,95, и того, что расчётная полоса шириной 1 м, нагрузка 1 м будет 13430*0,95 = 12760 Н/м.

Расчётные изгибающие моменты в сечениях балки определяем с учётом их перераспределения за счёт проявления пластичных деформаций по формулам:

— в средних пролётах и на средних опорах

— в первом пролёте на первой промежуточной опоре

Средние пролёты плиты окаймлены по всему контуру монолитно связанными с ними балками, и под влиянием возникающих распорок, изгибающие моменты уменьшаются на 20%, если h/l >1/30. При 6/180 = 1/30 условие соблюдается.

Подбор сечений продольной арматуры

Вычисляем целесообразную высоту плиты по моменту на первой промежуточной опоре

h = h0 + a = 4,5 +1,5 = 6 см.

Принимаем h = 6 см.

В cредних пролётах и на средних опорах

h0 = h – a = 6 – 1,5 = 4,5 см.

По таблице. III.1 или табл. 2 раздела I настоящих методических указаний

η=0,947, ξ=0,1< ξН=0,604 (табл. 2, раздел I настоящих методических указаний),

АS=М/RS·η·h0=259/37·0,965·4,5=1,64 см2.

В первом пролете и на первой промежуточной опоре h0=4,5 см,

А0=359/0,90· 1,45·100·4,52=0,135; η=0,927;

АS=359/37·0,951·4,5=2,32 см2.

2.3. Армирование плиты

1-ый вариант армирования- непрерывное рулонными сетками в направлении главных балок. Принимаем для участка между главными балками шириной 6-0,25=5,75 м – 2 сетки шириной 2940 мм.

Для части перекрытия с плитами, окаймленными по четырем сторонам (полоса А), принимаем основные сетки С-1 марки с площадью продольной рабочей арматуры 10Ø5- АS=1,96 см2.

В первом пролете и над первой промежуточной опорой необходимо уложить дополнительные сетки С-2 марки , с продольной рабочей арматурой 5Ø4- АS=0,63 см2 .

Полная площадь арматуры АS=0,63+1,967=2,59 см2 .

2-ой вариант армирования- раздельное армирование типовыми плоскими сетками с поперечной рабочей арматурой (здесь приводится в качестве примера, а принимается обычно при диаметрах рабочей арматуры 6; 8 мм.

Принимаем:

-в средних пролетах сетки С-1:

, с АS (10ø5)=1,96 см2;

-на средних пролетах сетки С-2:

, с АS (10ø5)=1,96 см2;

-в первых пролетах сетки С-3:

, с АS(10ø6)=2,83 см2;

-на первой опоре:

, с АS(10ø6)=2,83 см2.

2.4. Расчет второстепенной балки

Второстепенную балку рассчитываем как многопролетную неразрезную балку таврового сечения с шириной полки равной расстоянию между осями смежных пролетов плиты, что составляет в данном примере 200 см.

Расчетная схема балки представлена на рис. 6а.

Расчетные пролеты:

-крайних пролетов балки

l0= l-δ- b0/2+с/2=6,00-0,20-0,25/2+0,25/2=5,8 м;

-средних пролетов балки

l0= l- b3=6,00-0,25=5,75 м.

Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки (при расстоянии между ними 2 м).

Постоянная

от плиты и пола……………………………..……2,63·2,0=5,26 кН/м

от балки сечением 0,15×0,34 м (ρ=2500 кг/м)

γf=1,2………………………………………………….………1,53 кН/м

Временная

с учетом γf=1,2………………………………………….V=9·2,0·1,2=21,60 кН/м

Полная нагрузка………………………q=g+V=6,79+21,6=28,4 кН/м

Расчетные усилия по формулам с учетом их перераспределения за счет пластических деформаций арматуры и бетона:

а) изгибающие моменты:

-в первом пролете

М =(g+V)· /11=28,4·5,82/11=86,8 кн·м;

-на первой промежуточной опоре

М =(g+V)· /14=28,4·5,82/14=68,24 кн·м;

-в средних пролетах и на средних опрорах

М =(g+V)· /16=28,4·5,752/16=58,7 кн·м.

В среднем пролете на расстоянии 0,25·l0 от опоры. Отрицательный момент при β=-0,0448 (по табл.2), в зависимости от отношения V/g=21,6/6,94=3,11,

М =β·(g+V)· =-0,0448·28,4·5,752=-42,3 кн·м;

б) поперечные силы:

-на крайней опоре

Q =0,4·(g+V)· =0,4·28,4·5,8=65,9 кн·м;

— на первой промежуточной опоре слева

Q =0,6·(g+V)· =0,6·28,4·5,8=98,8 кн·м;

на первой промежуточной опоре справа

Q =0,5·(g+V)· =0,5·28,4·5,75=81,65 кн·м.

Определение высоты сечения балки. Высоту сечения подбираем по опорному моменту при ξ=0,35, поскольку на опоре момент определяем с учетом образования пластического шарнира. По табл. III.1 при ξ=0,35 находим А0=0,289. На опоре момент отрицательный- полка ребра в растянутой зоне. Сечение работает как прямоугольное с шириной ребра b=20 см. Вычисляем

34,7 см.

Принимаем h=40 см, b=15 см.

В пролетах сечение тавровое- полка в сжатой зоне. Расчетная ширина полки при hf /h=6/40=0,20>0,1 равна ширине плиты, что не превышает величины l/3=600/3=200 см.

Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси.

-сечение в I пролете, М=86,8 кн·м.

Рабочая высота сечения h0= h-a=40-5=35 см при расположении арматуры в один ряд); bf =200 см, А0=0,063.

По табл. III.1 ξ=0,027, η=0,987, x= ξ· h0=0,027·30=1,98 см<6 см; нейтральная ось проходит в сжатой полке;

АS=М/RS·η·h0=8680/36,5·0,987·35=6,88 см2.

Принимаем 2Ø14+ 2Ø16, с АS=7,1 см2 .

-сечение в среднем пролете, М=58,7 кн·м.

А0=5870/0,9· 1,45·200·352=0,018; η=0,997;

АS=5870/36,5·0,997·35=4,6 см2,

принято 2Ø18 АS=5,09 см2.

На отрицательный момент М=- 42,3 кн·м сечение работает как прямоугольное с b=15 см.

А0=М/Rb·b·h20=4230/0,9·1,45·15·352=0,176;

по табл. η=0,902,

АS=4230/36,5·0,902·35=3,68 см2,

принято 2Ø16 с АS=4,02 см2.

-сечение на промежуточной опоре, М=68,24 кн·м.

Рабочая высота h0≈37 см, b=15 см.

А0=6824/0,9·1,45·15·372=0,256;

по табл. η=0,849,

АS=6824/36,5·0,849·37=5,96 см2,

Принимаем в качестве арматуры сварные рулонные сетки с поперечной рабочей арматурой. При двух надопорных сетках, закладываемых вдоль главной балки, площадь рабочей арматуры на 1 сетку должна составить АS=5,96/2=2,98см2, на 1 пог.м.,

АS=2,98/2=1,49см2

Принимаем 10Ø5 Вр-1 и сетки

,

с АS=1,96 см2×2=3,92 см2>2,98 см2

-сечение у средних опор М =58,7 кн·м

А0=5870/0,90·1,45·15·372=0,219;

по табл. η=0,875,

АS=5870/36,5·0,875·37=4,97 см2,

Требуемая площадь рабочей арматуры: на одну сетку

АS=4,97 /2=2,49 см2, на 1 пог.м. сетки 1,245 см2.

Принимаем также сетки

,

АS=1,26×2=2,52 см2.

Расчет прочности по сечениям, наклонным к продольной оси

Проверяем условие Q ≤ k1·Rb1·b·h0

65,9 кн>0,6·0,105·0,90·15·35=29,8 кн; условие не выполняется и поэтому поперечная арматура требуется по расчету на всех опорах, т.к. условие проверялось у опоры с наименьшей поперечной силой.

Расчет начинаем с сечения с наибольшей поперечной силой Q=98,8 кн.

Влияние свесов сжатой полки

φf=0,75·(3hf) ·hf /b ·h0=0,75·3·6·6/15·35=0,15<0,5.

Вычисляем

В= φb2·(α+φf) ·Rbt ·b ·h20=2·(1+0,15) ·0,105·15·352=4437,6 кн·см,

здесь φb2=2- для тяжелого бетона.

В расчетном наклонном сечении Qb=QSW=Q/2, отсюда

С=В/0,5·Q =4437,6 /0,5·98,8=89,8 см > 2 ·h0=70 см;

принимаем С=70 см.

Тогда

Qb=В/С=4437,6 /70=63,4 кн;

QSW=Q- Qb=98,8-63,4=35,4 кн;

qSW= QSW/C=35,4/70=0,505 кн/см.

Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольными стержнями d=20 мм и принимаем dSW=5 мм класса Вр-I, RSW=260 МПа. Число каркасов два, АSW=2·0,196=0,392 см2.

Поскольку

dSW/d =5/38=1/4<1/3, то γS2=0,9.

RSW=260·0,9=234 МПа=23,4 кн/см2

Требуемый шаг поперечных стержней из условия прочности по наклонным сечениям

Sтреб= RSW· ASW/ qSW=23,4·0,392/0,505=18,2 см;

По конструктивным условиям S=h/2=40/2=20 см, но не более 15 см. Для всех приопорных и крайних опор балки принят шаг S=15 см (так как на остальных и крайних опор балки принят шаг S=15 см (так как на остальных приопорных участках поперечная сила меньше 98,8 кН). В средней части пролета ≈ l/2 шаг S=(3/4)·h=(3/4)·40=30 см < 50 см.

Принимаем S=30 см.

Проверка по сжатой полосе между наклонными трещинами:

μ= АSW/b·S=0,392/15·15=0,0017;

ν =ЕS/Eb=170000/23000=7,4;

φW1=1+5· ν · μ =1+5· 7,4 · 0,0017 =1,06;

φb2=1-0,01· Rb =1-0,01· 0,90· 14,5 =0,87;

Условие Q=98,8Н<0,3·φW2 ·φb1· Rb·b·h =0,3·1,06·0,87·0,9·1,45·15·35=

=189,5кн удовлетворяется, принятое поперечное армирование достаточно.

Приложение 1

Сортамент (сокращенный) сварных сеток по ГОСТ 8478-81

Марка сетки Марка сетки

Литература

1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.2004

2. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции. Без предварительного напряжения. ГУП «НИИЖБ»Госстроя России. М. 2004.

СНиП 2.03.01.-84* Бетонные и железобетонные конструкции. М.Госстрой СССР. 1989.

СНиП 2.01.07.-85* Нагрузки и воздействия. М.Госстрой СССР по делам строительства. 1987.

Расчет монолитной плиты перекрытия пример

12 апреля 2015 11932

Частные строители в процессе возведения своего дома часто сталкиваются с вопросом: когда необходимо произвести расчет монолитной железобетонной плиты перекрытия, лежащей на 4 несущих стенах, а значит, опертой по контуру? Так, при расчете монолитной плиты, имеющей квадратную форму, можно взять в расчет следующие данные. Кирпичные стены, возведенные из полнотелого кирпича, будут иметь толщину 510 мм. Такие стены образуют замкнутое пространство, размеры которого равны 5х5 м, на основания стен будет опираться железобетонное изделие, а вот опорные площадки по ширине будут равны 250 мм. Так, размер монолитного перекрытия будет равен 5.5х5.5 м. Расчетные пролеты l1 = l2 = 5 м.

Схема армирования монолитного перекрытия.

Кроме собственного веса, который прямо зависит от высоты плиты монолитного типа, изделие должно выдерживать еще некоторую расчетную нагрузку.

Схема монолитного перекрытия по профнастилу.

Отлично, когда данная нагрузка уже известна заранее. Например, по плите, высота которой равна 15 сантиметрам, будет производиться выравнивающая стяжка на основе цемента, толщина стяжки при этом равна 5 сантиметрам, на поверхность стяжки будет укладываться ламинат, его толщина равна 8 миллиметрам, а финишное напольное покрытие будет удерживать мебель, расставленную вдоль стен. Общий вес мебели при этом равен 2000 килограммов вместе со всем содержимым. Предполагается также, что помещение иногда будет умещать стол, вес которого равен 200 кг (вместе с закуской и выпивкой). Стол будет умещать 10 человек, общий вес которых равен 1200 кг, включая стулья. Но такое предусмотреть чрезвычайно сложно, поэтому в процессе расчетов используют статистические данные и теорию вероятности. Как правило, расчет плиты монолитного типа жилого дома производят на распределенную нагрузку по формуле qв = 400 кг/кв.м. Данная нагрузка предполагает стяжку, мебель, напольное покрытие, людей и прочее.

Эта нагрузка условно может считаться временной, т. к. после строительства могут осуществляться перепланировки, ремонты и прочее, при этом одна из частей нагрузки считается длительной, другая — кратковременной. По той причине, что соотношения кратковременной и длительной нагрузок неизвестны, для упрощения процесса расчетов можно считать всю нагрузку временной.

Определение параметров плиты

Схема сборной плиты перекрытия.

По причине, что высота монолитной плиты остается неизвестной, ее можно принять за h, этот показатель будет равен 15 см, в этом случае нагрузка от своего веса плиты перекрытия будет приблизительно равна 375 кг/кв.м = qп = 0.15х2500. Приблизителен этот показатель по той причине, что точный вес 1 квадратного метра плиты будет зависеть не только от диаметра и количества примененной арматуры, но и от породы и размеров мелкого и крупного наполнителей, которые входят в состав бетона. Будут иметь значение и качество уплотнения, а также другие факторы. Уровень данной нагрузки будет постоянным, изменить его смогут лишь антигравитационные технологии, но таковых на сегодняшний день нет. Таким образом можно определить суммарную распределенную нагрузку, оказываемую на плиту. Расчет: q = qп + qв = 375 +400 = 775 кг/м2.

Схема монолитной плиты перекрытия.

В процессе расчета следует взять во внимание, что для плиты перекрытия будет использован бетон, который относится к классу В20. Этот материал обладает расчетным сопротивлением сжатию Rb = 11.5 МПа или 117 кгс/см2. Будет применена и арматура, относящаяся к классу AIII. Ее расчетное сопротивление растяжению равно Rs = 355 МПа или 3600 кгс/см2.

При определении максимального уровня изгибающего момента следует учесть, что в том случае, если бы изделие в данном примере опиралось лишь на пару стен, то его можно было бы рассмотреть в качестве балки на 2-х шарнирных опорах (ширина опорных площадок на данный момент не учитывается), при всем при этом ширина балки принимается как b = 1 м, что необходимо для удобства производимых расчетов.

Расчет максимального изгибающего момента

Схема расчета монолитного перекрытия.

В вышеописанном случае изделие опирается на все стены, а это означает, что рассматривать лишь поперечное сечение балки по отношению к оси х будет недостаточно, так как можно рассматривать плиту, которую отражает пример, так же как балку по отношению к оси z. Таким образом, растягивающие и сжимающие напряжения окажутся не в единой плоскости, нормальной к х, а сразу в 2-х плоскостях. Если производить расчет балки с шарнирными опорами с пролетом l1 по отношению к оси х, тогда получится, что на балку будет действовать изгибающий момент m1 = q1l12/8. При всем при этом на балку с пролетом l2 будет действовать такой же момент m2, т. к. пролеты, которые отображает пример, равны. Однако расчетная нагрузка одна: q = q1 + q2, а если плита перекрытия имеет квадратную форму, то можно допустить, что: q1 = q2 = 0.5q, тогда m1 = m2 = q1l12/8 = ql12/16 = ql22/16. Это значит, что арматура, которая укладывается параллельно оси х, и арматура, укладываемая параллельно z, может быть рассчитана на идентичный изгибающий момент, при этом момент окажется в 2 раза меньше, чем для той плиты, которая опирается только на 2 стены.

Схема кровли профнастилом.

Так, уровень максимального расчета изгибающего момента окажется равен: Ма = 775 х 52/16 = 1219.94 кгс.м. Но такое значение может быть использовано лишь при расчете арматуры. По той причине что на поверхность бетона станет действовать сжимающие напряжения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то значение изгибающего момента, применимое для бетона, следующее: Мб = (m12 + m22)0.5 = Mа√2 = 1219.94.1.4142 = 1725.25 кгс.м. Так как в процессе расчета, который предполагает данный пример, необходимо какое-то одно значение момента, можно взять во внимание среднее расчетное значение между моментом для бетона и арматуры: М = (Ма + Мб)/2 = 1.207Ма = 1472.6 кгс.м. Следует брать во внимание, что при отрицании такого предположения можно рассчитать арматуру по моменту, который действует на бетон.

Сечение арматуры

Схема перекрытия по профлисту.

Данный пример расчета монолитной плиты предполагает определение сечения арматуры в продольном и в поперечном направлениях. В момент использования какой бы то ни было методики следует помнить о высоте расположения арматуры, которая может быть разной. Так, для арматуры, которая располагается параллельно оси х, предварительно можно принять h01 = 13 см, а вот арматура, располагаемая параллельно оси z, предполагает принятие h02 = 11 см. Такой вариант верен, так как диаметр арматуры пока неизвестен. Расчет по старой методике проиллюстрирован в ИЗОБРАЖЕНИИ 2. А вот используя вспомогательную таблицу, которую вы увидите на ИЗОБРАЖЕНИИ 3, можно найти в процессе расчета: η1 = 0.961 и ξ1 = 0.077. η2 = 0.945 и ξ2 = 0.11.

Схема примера несъемной опалубки.

В таблице указаны данные, необходимые в ходе расчета изгибаемого элемента прямоугольного сечения. Элементы при этом армированы одиночной арматурой. А как производится расчет требуемой площади сечения арматуры, можно увидеть на ИЗОБРАЖЕНИИ 4. Если для унификации принять продольную, а также поперечную арматуру, диаметр которой будет равен 10 мм, пересчитав показатель сечения поперечной арматуры, приняв во внимание h02 = 12 см, мы получим то, что вы сможете увидеть, взглянув на ИЗОБРАЖЕНИЕ 5. Таким образом, для армирования одного погонного метра можно применить 5 стержней поперечной арматуры и столько же продольной. В конечном итоге получится сетка, которая имеет ячейки 200х200 мм. Арматура для одного погонного метра будет иметь площадь сечения, равную 3.93х2 = 7.86 см2. Это один пример подбора сечения арматуры, а вот расчет удобно будет производить, используя ИЗОБРАЖЕНИЕ 6.

Все изделие предполагает использование 50 стержней, длина которых может варьироваться в пределах от 5.2 до 5.4 метра. Учитывая то, что в верхней части сечение арматуры имеет хороший запас, можно уменьшить число стержней до 4, которые расположены в нижнем слое, площадь сечения арматуры в этом случае окажется равна 3.14 см2 либо 15.7 см2 по длине плиты.

Основные параметры

Схема расчета бетона на фундамент.

Вышеприведенный расчет был простым, но, чтобы уменьшить количество арматуры, его следует усложнить, т. к максимальный изгибающий момент будет действовать лишь в центральной части плиты. Момент в местах приближения к опорам-стенам стремится к нулю, следовательно, остальные метры, исключая центральные, можно армировать, используя арматуру, которая имеет меньший диаметр. А вот размер ячеек для арматуры, которая имеет диаметр, равный 10 мм, увеличивать не следует, так как распределенная нагрузка на плиту перекрытия считается условной.

Следует помнить, что существующие способы расчета монолитной плиты перекрытия, которая опирается по контуру, в условиях панельных построек предполагают применение дополнительного коэффициента, который будет учитывать пространственную работу изделия, ведь воздействие нагрузки заставит плиту прогибаться, что предполагает концентрированное применение арматуры в центральной части плиты. Использование подобного коэффициента позволяет максимум на 10 процентов уменьшить сечение арматуры. Но для железобетонных плит, которые изготавливаются не в стенах завода, а в условиях стройплощадки, применение дополнительного коэффициента не обязательно. Прежде всего это обусловлено необходимостью дополнительных расчетов на раскрытие возможных трещин, на прогиб, на уровень минимального армирования. Более того, чем большее количество арматуры имеет плита, тем меньше окажется прогиб в центре и тем проще его можно устранить либо замаскировать в процессе финишной отделки.

Так, если использовать рекомендации, которые предполагают расчет сборной сплошной плиты перекрытия общественных и жилых зданий, тогда площадь сечения арматуры, которая принадлежит к нижнему слою, по длине плиты окажется равна примерно А01 = 9.5 см2 , что примерно в 1.6 раза меньше полученного в данном расчете результата, но в этом случае необходимо помнить, что максимальная концентрация арматуры должна оказаться посредине пролета, поэтому разделить полученную цифру на 5 м длины не допустимо. Однако это значение площади сечения позволяет приблизительно оценить, какое количество арматуры можно сэкономить после проведения расчетов.

Расчет прямоугольной плиты

Схема монолитного перекрытия своими руками.

Данный пример для упрощения расчетов предполагает использование всех параметров, кроме ширины и длины помещения, таких же как в первом примере. Бесспорно, моменты, которые действуют относительно оси х и z в прямоугольных плитах перекрытия, не равны. И чем больше окажется разница между шириной и длиной помещения, тем больше плита перекрытия станет напоминать балку, размещенную на шарнирных опорах, а в момент достижения определенного значения уровень влияния поперечной арматуры будет почти неизменным.

Существующие экспериментальные данные и опыт, полученный при проектировании, показывают, что при соотношении λ = l2 / l1 > 3 показатель поперечного момента окажется в 5 раз меньше продольного. А в случае когда λ ≤ 3, определить соотношение моментов допустимо, используя эмпирический график, который проиллюстрирован на ИЗОБРАЖЕНИИ 7, где можно проследить зависимость моментов от λ. Под единицей подразумеваются плиты монолитного типа с контурным шарнирным опиранием, двойка предполагает плиты с трехсторонним шарнирным опиранием. График изображает пунктир, который показывает допустимые нижние пределы в процессе подбора арматуры, а в скобках указаны значения λ, что применимо для плит с трехсторонним опиранием. При этом λ < 0,5 m = λ, нижние пределы m = λ/2. Но в этом случае интерес представляет лишь кривая №1, которая отображает теоретические значения. На ней можно видеть подтверждение предположения, что уровень соотношения моментов равен 1 для плиты квадратной формы, по ней можно определить уровень моментов для остальных соотношений ширины и длины.

Формулы и коэффициенты

Схема монтажа перекрытия.

Так, для расчета плиты перекрытия монолитного типа используется помещение, которое имеет длину, равную 8 м, и ширину, равную 5 м. Следовательно, расчетные пролеты окажутся равны l2 = 8 м и l1 = 5 м. При этом λ = 8/5 = 1.6, уровень соотношения моментов равен m2/m1 = 0.49, а вот m2 = 0.49m1. По причине, что общий момент равняется M = m1 + m2, то M = m1 +0.49m1 или m1 = M/1.49, общий момент следует определять по короткой стороне, что обусловлено разумностью решения: Ма = ql12/8 = 775 х 52 / 8 = 2421.875 кгс.м. Дальнейший расчет приведен на ИЗОБРАЖЕНИИ 8.

Так, для армирования одного погонного метра плиты перекрытия следует применить 5 стержней арматуры, диаметр арматуры в этом случае будет равен 10 мм, при этом длина может варьироваться до 5.4 м, а начальный предел может быть равен 5.2 м. Показатель площади сечения продольной арматуры для одного погонного метра равняется 3.93 см2. Поперечное армирование допускает использование 4 стержней. Диаметр арматуры плиты при этом равен 8 мм, максимальная длина равна 8.4 м, при начальном значении в 8.2 м. Сечение поперечной арматуры имеет площадь, равную 2.01 см2, что необходимо для одного погонного метра.

Стоит помнить, что приведенный расчет плиты перекрытия можно считать упрощенным вариантом. При желании, уменьшив сечение используемой арматуры и изменив класс бетона либо и вовсе высоту плиты, можно уменьшить нагрузку, рассмотрев разные варианты загрузки плиты. Вычисления позволят понять, даст ли это какой-то эффект.

Схема строительства дома.

Так, для простоты расчета плиты перекрытия в примере не было учтено влияние площадок, выступающих в качестве опор, а вот если на данные участки сверху станут опираться стены, приближая таким образом плиту к защемлению, тогда при более значительной массе стен данная нагрузка должна быть учтена, это применимо в случае, когда ширина данных опорных участков окажется больше 1/2 ширины стены. В случае когда показатель ширины опорных участков окажется меньше или будет равен 1/2 ширине стены, тогда будет необходим дополнительный расчет стены на прочность. Но даже в этом случае вероятность, что на опорные участки не станет передаваться нагрузка от массы стены, окажется велика.

Пример варианта при конкретной ширине плиты

Возьмем за основу ширину опорных областей плиты, равную 370 мм, что применимо для кирпичных стен, имеющих ширину в 510 мм. Этот вариант расчета предполагает высокую вероятность передачи на опорную область плиты нагрузки от стены. Так, если плита будет удерживать стены, ширина которых равна 510 мм, а высота — 2.8 м, а на стены станет опираться плита следующего этажа, сосредоточенная постоянная нагрузка окажется равна.

Более правильным в этом случае было бы брать во внимание в процессе расчета плиту перекрытия в качестве шарнирно опертого ригеля с консолями, а уровень сосредоточенной нагрузки — в качестве неравномерно распределенной нагрузки на консоли. Кроме того, чем ближе к краю, тем нагрузка была бы больше, но для упрощения можно предположить, что данная нагрузка равномерно распределяется на консолях, составляя 3199.6/0.37 = 8647, 56 кг/м. Уровень момента на шарнирных опорах от подобной нагрузки будет равен 591.926 кгс.м.

Это значит, что:

  • в пролете m1 максимальный момент будет уменьшен и окажется равен m1 = 1717.74 — 591.926 = 1126 кгс.м. Сечение арматуры плиты перекрытия допустимо уменьшить либо и вовсе изменить остальные параметры плиты;
  • изгибающий опорный момент вызовет в верхней части плиты растягивающие напряжения, бетон на это в области растяжения не рассчитан, значит, необходимо дополнительно армировать в верхней части плиты перекрытия монолитного типа или уменьшить значение ширины опорного участка, что позволит уменьшить нагрузку на опорные участки. На случай если верхняя часть изделия не будет дополнительно армирована, плита перекрытия станет образовывать трещины, превратившись в плиту шарнирно-опертого типа без консолей.

Данный вариант расчета загружения следует рассматривать вместе с вариантом, который предполагает, что плита перекрытия уже имеется, а стены — нет, что исключает временную нагрузку на плиту.

1.Конструкции ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами. Ступенчатая передача нагрузки.

Перекрытия в жилых, общественных и производственных зданиях делают в основном железобетонными. По способу возведения железобетонные перекрытия делят на монолитные, сборные и сборно-монолитные. По конструктивной схеме их подразделяют на балочные и безбалочные. Балочные состоят из балок, идущих в одном или двух направлениях, и опирающихся на них плит; безбалочные не содержат балок, а плиты этих перекрытий опираются непосредственно на колонны.

С учетом конструктивной схемы и способов возведения существует следующая классификация железобетонных перекрытий: ребристые монолитные перекрытия с балочными плитами; ребристые монолитные перекрытия с плитами, опертыми по кон- туру; балочные сборные панельные перекрытия; балочные сбор- но-монолитные перекрытия; безбалочные монолитные перекрытия; безбалочные сборные перекрытия.

Ребристые перекрытия с плитами, опертыми по контуру, состоят из системы взаимно пересекающихся балок, опирающихся непосредственно на колонны и стены, и плит, опертых на эти балки и монолитно связанных с ними. Балки обоих направлений обычно имеют одинаковую высоту, пролеты этих балок 4…6 м. Толщина плит зависит от нагрузки и пролета и может составлять 8… 14 см. Характер разрушения плит,. опертых по контуру, под действием равномерно распределенной нагрузки показан на, в. По нижней поверхности плиты трещины направлены по биссектрисам углов, на верхней поверхности при заделке плиты по контуру трещины идут параллельно сторонам и имеют закругления в углах, перпендикулярные диагоналям.

Конструирование и расчет плит. Размещение арматуры в плитах, опертых по контуру, производят в соответствии с характером разрушения. Пролетную арматуру укладывают в нижней части плиты, а у опор (над балками) — поверху. При пролетах более 2,5 м применяют раздельное армирование. Нижнюю арматуру выполняют из двух сеток с одинаковой площадью сечения рабочей арматуры в каждом направлении. В целях экономии одну из сеток доводят до опоры, а другую размещают в средней части плиты и обрывают в пролете на расстоянии от опоры, равном 1/4— если плита по контуру окаймлена балками, 1/8— при свободном опирании плиты. Верхнюю арматуру плиты (над балками) выполняют в виде сеток, у которых рабочие стержни располагают в направлении, перпендикулярном балке, и заводят в пролеты через один стержень .

2.В чем заключается проектирование ребристого монолитного перекрытия с балочными плитами.

В отличие от сборного, монолитное перекрытие выполняется на месте как цельная конструкция, с установкой арматуры и формовкой бетона в опалубке, сооружаемой в пределах всего перекрытия.

Конструктивными элементами перекрытия являются плита, второстепенные, главные балки и колонны.

При отношении большего пролёта к меньшему больше двух плита в расчёте рассматривается как балочная.

Балочная плита работает в направлении короткого пролёта, который назначается в пределах от 1,6 до 3,6 м.

Рёбра второстепенных и главных балок выступают снизу из плоскости плиты во взаимно перпендикулярных направлениях. Промежуточными опорами главных балок служат колонны.

Пролёты главных балок назначаются равными 5…9 м, а второстепенных – 3…7 м.

Компоновка конструктивной схемы. Ребристые монолитные перекрытия состоят из балок, расположенных по одному или двум направлениям, и плиты, соединенной с балками в одно монолитное целое. Балки одного направления обычно опираются на промежуточные опоры — колонны, которые называют главными, пролет этих балок — 5…8 м. В перпендикулярном направлении на главные балки опираются второстепенные; расстояние между ними или пролет опертых на них плит составляет 1,8…2,8 м. Пролеты второстепенных балок 4…7 м.

Толщину плиты перекрытия принимают обычно:

  • для плиты покрытия – не менее 5 см

  • для перекрытий ≥6см (до 10 см).

Плита рассматривается как неразрезная балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой q=g + v (g — постоянная и v — временная нагрузки).

В балочных плитах, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними балками, горизонтальным смещениям опорных сечений препятствуют ограждающие конструкции, вследствие чего возникает распор Н, обусловленный жесткостью этих балок и повышающий несущую способность плит. Второстепенные балки, являясь непосредственными опорами для плит, образуют с ними единое целое, поэтому их сечения обычно тавровые. Армируют такие балки преимущественно сварными каркасами и сетками, реже — отдельными стержнями (вязаные каркасы).

Расчет второстепенных балок. Второстепенная балка, как и плита, является неразрезной конструкцией, опирающейся на главные балки. Балка рассчитывается на действие равномерно распределенной нагрузки (gt + v), передаваемой плитой с полосы шириной bf (см. 9.1), и нагрузки от собственного веса

Главная балка рассматривается как неразрезная конструкция, загруженная сосредоточенными силами от опирающихся на нее второстепенных балок и равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса. Нагрузку от второстепенных балок вычисляют по соответствующим грузовым площадям, а собственный вес главной балки для упрощения приводят к сосредоточенным в местах опирания второстепенных балок силам. Расчет неразрезных балок по методу предельного равновесия производят после предварительного их расчета как упругих систем с последующим перераспределением усилий.

Пример ступенчатой нагрузки:

Керамическая плитка-цементная стяжка-монолитная плита-второстепенная балка-главная балка-колона-

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *