Прием армирования повсеместно встречается практически во всех областях строительства. С его использованием делают ступеньки для лестниц, крыльцо из бетона, монолитные плиты для перекрытий. Суть армирования заключается в органичном совмещении разных материалов в единое целое. Например, арматуры и бетона. Бетон обладает по своей природе очень высокой прочностью, но при этом слишком хрупкий на излом. Металл, входящий в состав арматуры, эластичен. Поэтому сочетание этих двух материалов создает некую синергию, то есть свойства железобетона значительно лучше и полезней свойств бетона или металла по отдельности. Железобетон способен выдержать такие вибрации и колебания, которые никогда не перенесет обычный бетон. По своей сути арматура играет роль некого скелета для изделий из бетона, ведь без нее он просто бы рассыпался на куски при первой же нагрузке.

Что нужно знать об армировании перекрытий

Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.

Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.

При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.

Каковы возможности армирования

Применение конструкций из армированного бетона позволяет не только утеплить здание, но и ускорить в значительной степени процесс его возведения. Относительно небольшая масса плит с арматурой уменьшает нагрузку на фундамент. Сама же конструкция получается достаточно прочной и может выдержать не только длительное и значительное напряжение, но и серьезное воздействие огня. При пожаре армированные бетонные плиты перекрытий удерживают здание в течение часа, в то время, как деревянные рушатся уже через 25 минут.

Использование монолитных плит перекрытия с арматурой дает возможность возводить здания и сооружения с любой степенью сложности. С их помощью достаточно легко можно поправлять геометрические особенности помещения, а также создавать нестандартные перекрытия, как по размерам, так и по форме. Так как опорами для таких плит являются не только стены здания, но еще и различные арки с колоннами, возможности планировки возрастают в разы.

Как можно своими руками изготовить монолитную плиту перекрытия

В строительной литературе можно встретить очень простую формулу, с помощью которой легко рассчитать толщину перекрытия. Берут длину пролета и делят ее на 30. Полученный результат является оптимальной толщиной будущей плиты. Классическая схема армирования плит предполагает размещение рабочих стержней в верхней и в нижней частях плиты. Это перераспределяет нагрузку всей арматуры и упоров из катанки. При толщине плиты менее 80 мм, вполне достаточно будет использовать не арматурный прут, а проволочную сетку. Только нужно сделать так, чтобы она находилась внутри монолита. Для этого сетку приподнимают на 2,3 см над заливаемой поверхностью.

Арматурный прут между собой связывают проволокой или скрепляют сваркой. Первый способ более быстрый и удобный. Для связывания используют специальный крючок, который можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине. В случае, когда плита предполагает толщину около 150 мм или даже больше, потребуется сделать два слоя арматуры. Слои делают друг над другом, скрепляя между собой перемычками. Размер получающихся ячеек должен варьироваться от 150 до 200 мм. Для нормальной прочности при самостоятельном изготовлении плиты перекрытия стоит использовать прут с одинаковым сечением. Чтобы прочность еще больше увеличить, можно привязать арматуру прутьями длиной от 40 до 150 мм к основной конструкции.

Распределение нагрузки на всю конструкцию происходит таким образом, что основная ее доля приходится на нижний слой арматуры. При этом верхний слой подвержен сжимающим воздействиям подобно бетону. Армирование производится путем заливания бетона в опалубку по всей поверхности перекрытия.

В целом весь процесс создания бетонной плиты перекрытия делится на три составляющие: монтаж опалубки, армирование и заливка бетона. Рассмотрим их все.

Создание опалубки

Опалубка для заливки монолитного перекрытия напоминает горизонтальную «палубу» из специальной влагостойкой фанеры, толщина которой 18-25 мм или сколоченной плотно обрезной доски толщиной 40 мм. Устанавливают ее по надежным поддерживающим балкам из деревянного бруса (80-100х100 мм), расположенным горизонтально.

Горизонтальные брусковые балки поддерживаются прочными вертикальными стойками, которые бывают готовыми, специальными (телескопическими) либо приготовленными самостоятельно из цельного бруса 100х100 мм, кругляка, имеющего диаметр 80-100 мм, а также прочных металлических труб или швеллера.

Для определения потребности в материалах для сооружения опалубки, нужно вычислить площадь всего перекрытия и его толщину. Последняя бывает от 10 до 20 см, в зависимости от того, какая ширина пролета и планируемая при будущей эксплуатации нагрузка. Прочность опалубки должна быть такова, чтобы без малейшей деформации выдержать вес бетона и той арматуры, которая будет в него вмурована. При толщине перекрытия в 20 см, вес образующейся плиты составляет около 500 кг на каждый м2. Поверхность опалубки лучше всего делать из обычной или ламинированной 20-миллиметровой фанеры. При использовании фанеры с ламинированным покрытием вы получите идеально гладкий потолок, не требующий большого объема отделочных работ. Высоту установки опалубки определяют с использованием нивелира или строительного уровня. Для этого отбивают горизонтальную линию, которая должна соответствовать высоте будущего перекрытия, по периметру всего пролета.

При использовании телескопических стоек их устанавливают в первую очередь по краям, применяя треноги и унивилки (короны). По стойкам устанавливают балки продольного направления на расстоянии в 2 м. Только после этого можно устанавливать промежуточные стойки. Не обязательно делать треноги на все. Обычно достаточно снабдить этой конструкцией 30 – 40% стоек. Расстояние между промежуточными опорами делают из расчета мощности перекрытия и толщины самих стоек. Усреднено на одну стойку с нагрузкой 900 – 1200 кг должно выделяться не более 1 м2 опалубки.

Если принято решение использовать самодельные стойки, то их длина должна соответствовать высоте установки нижней части продольных балок. Устанавливают самодельные стойки с шагом в 1 м на твердое основание или толстые обрезки доски с достаточной площадью. По продольным лагам помещаются поперечные на расстоянии друг от друга в 0,5 м, а сверху на них укладываются листы толстой фанеры. Верхняя поверхность этой конструкции обязана быть строго горизонтальной и отвечать заранее зафиксированному уровню.

При применении для верхней части опалубки обрезных досок, они должны быть совмещены вплотную, а поверх них кладется плотная полиэтиленовая пленка либо рубероид. По всему периметру дощатой опалубки монтируется бортик равномерной высоты, соответствующей толщине перекрытия. По углам его нужно надежно соединить.

Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия

Стальная арматура класса А3 производится методом горячего проката. Она бывает от 8 до 14 мм в диаметре с гладкой или ребристой поверхностью. Она лучше всего подойдет для самостоятельного создания монолитного армированного перекрытия. Первую сетку монтируют в нижней части предполагаемой плиты, а вторую соответственно в верхней. Опалубка должна быть выставлена таким образом, чтобы обе сетки находились внутри монолита плиты. Расстояние от верхней сетки до поверхности должно быть не менее 2 см. В сетку арматуру нужно связывать вязальной проволокой, образуя ячейки со сторонами 200 или 150 мм. Сегодня существуют специальные машинки для вязки арматуры, но можно это делать и обычным ручным крючком.

Использование сварочного аппарата целесообразно только тогда, когда вы хорошо умеете с ним управляться, так как неумелые действия могут привести к истончению прутьев в местах сварки, что обязательно приведет к разрушению. По всей длине сетки разрывов быть не должно, поэтому при недостаточности длины прутьев, их следует наращивать внахлест не менее 50 см. При этом все стыки нужно размещать в шахматном порядке. По всем краям сетки связываются в П-образные фигуры. Изгибать пруты нужно только при острой необходимости без нагревания. Перекаливание металла нарушает его внутреннюю структуру, что может привести к перелому прута. В тех местах, где предполагаются дополнительные нагрузки, армируют в особом режиме с дополнительными прутьями. При армировании следует и учитывать те места, где будут проходить инженерные коммуникации. По возможности в них лучше сразу оставить отверстия, вставив отрезок трубы. Особо требует усиления вся площадь опоры на стены и колонны. В последнем случае усиления должны быть объемными.

Заливка бетонной смеси

После того, как вся сетка из арматуры будет связана, можно приступить к ее заливке. Для этого лучше всего использовать бетононасос. Если же объем работ не очень велик, то вполне можно справиться и без него. В таком случае вам понадобятся хотя бы два помощника, которые будут замешивать бетон в бетономешалке и поднимать его вам для заливки. В процессе заполнения опалубки бетонным раствором нужно периодически производить уплотнение смеси. Лучше всего для этого подойдет специальный строительный вибратор, но при неимении такового можно просто время от времени ритмично постукивать молотком по опалубке или открытым частям арматурной сетки.

В процессе затвердевания происходит значительная усадка бетона, что при ускоренном процессе высыхания может привести к возникновению микротрещин. В связи с этим на протяжении нескольких дней залитую плиту нужно поливать водой, тем более в жару. Однако нужно знать, что воду стоит разбрызгивать из шланга с дождевальной насадкой или лейкой, так как прямая струя может повредить поверхность еще не схватившегося бетона. Иногда для избежание появления трещин под самый нижний слой кладут специальную полимерную сетку, а всю остальную конструкцию сооружают уже поверх нее. В других случаях полимерную сетку применяют в качестве основного армирующего элемента. Это делают там, где невозможно соорудить арматуру из прутьев и даже проволоки.

Полное застывание бетона произойдет не раньше, чем через 3 – 4 недели. До этого времени не стоит производить какие-либо работы на объекте и разбирать опалубку. По истечении этого срока опалубка демонтируется и получается бетонная плита перекрытия, которая является черновым потолком для помещений под ней. Таким способом можно создавать даже криволинейные перекрытия любой конфигурации.

При строительстве собственного дома или коттеджа вполне возможно создать самостоятельно бетонные плиты перекрытия с арматурой внутри. Эта конструкция намного надежнее и долговечнее деревянной, но сооружать ее стоит только на прочных бетонных или кирпичных стенах. Использование в качестве стенового материала легкобетонных блоков или древесины исключает такую возможность, так как такие стены могут не выдержать вес железобетонного перекрытия.

Комментариев:

Армирование плиты перекрытия применяют в постройках различного предназначения. Это коммерческие здания, промышленные постройки и жилые дома. Довольно широко осуществляется употребление плит перекрытия. Возможно, это наиболее распространенная в строительстве продукция из железа и бетона.

Схема дополнительного армирования плиты перекрытия: 1 — нижняя армирующая сетка, 2 — верхняя армирующая сетка, 3 несущая стена, 4 — нижняя усиливающая арматура, 5 — верхняя усиливающая арматура.

Основное предназначение монолитных платформ — межэтажное горизонтальное покрытие, а также строительство кровли. Именно этот тип перекрытий обеспечивает создание сооружений действительно теплых и защиту той части здания, где находится чердак или мансарда, от холодов.

Существует три разновидности таких покрытий:

• сборные из железобетона;
• балочные;
• монолитные.

Монолитные плиты рекомендуется армировать для строений из крупных блоков, кирпичей, блоков из ячеистого бетона. Армирование монолитной плиты перекрытия довольно часто осуществляют при создании частных построек с небольшим количеством этажей.

Преимущества армированных плит

У армированных плит много положительных сторон:

Схема армирования края плиты перекрытия: 1 — продольная арматура, 2 — поперечная арматура, 3 — П-образное усиление, 4 — вертикальная арматура, 5 — несущая бетонная стена, 6 — утеплитель, 7 — наружная опалубка «техноблок», 8 — поддержка плиты.

1. Использование монолитного материала обеспечивает хорошую звукоизоляцию и лучшее утепление будущего здания.
2. Умеренное давление на фундамент обеспечивает небольшой вес, которым обладает монолитная плита перекрытия.
3. Использование монолитных платформ позволяет создать единое сооружение, которое будет нагружать стены равномерно.
4. При использовании такого материала, как армированная плита, отпадает необходимость в работе с крупной строительной техникой.
5. Монолитное перекрытие обеспечивает хорошую прочность, благодаря чему вся конструкция способна выдержать серьезные нагрузки.
6. Конструкции с использованием таких плит перекрытия способны выдерживать действие огня в течение часа и даже больше, что в 2, а то и в 3 раза превышает устойчивость перекрытия древесного.
7. Больше возможностей монолитные покрытия дают для планировки строящегося здания, поскольку опору для них могут делать как стены, так и колонны.
8. Применение платформ ускоряет сам процесс строительства.
9. Умеренное давление на монолитные плиты ведет за собой и экономическую выгоду.
10. Платформы монолитного типа, возможное крепление их с помощью колонн позволяют строить дома с нестандартной геометрией и более свободными формами.
11. Монолитные плиты при сооружении зданий с небольшим количеством этажей зачастую армируют и заливают без привлечения специалистов, самостоятельно.

Вернуться к оглавлению

Выбор монолитных плит

Выбирая платформы монолитного типа, следует обращать особое внимание на маркировку, она включает определенные знаки. В то время как цифры обозначают размеры длины и ширины (что обозначается в дециметрах), то буквами обозначают вид монолитных плит:

• маркировка ПК означает «плита перекрытия»;
• маркировка ПНО означает «плиты настила облегченные»;
• маркировка НВ означает «настил внутренний».

Объемная схема расположения усилений: 1 — основныая сетка, 2 — дополнительное усиление основной сетки, 3 — «П» образные усиления краев плиты, 4 — «Г» образное усиление углов плиты, 5 — несущие стены.

Выбирая монолитные плиты, нужно понимать, что крайняя цифра маркировки определяет степень нагрузки, допустимой для данного вида монолитного покрытия. Единица измерения, килопаскаль, говорит о том, что надо рассчитать на 1 м 2 такого перекрытия 100 кг. Следовательно, при цифре 6 наибольшая нагрузка на монолитную плиту будет составлять 600 кг/м 2 , и в соответствии с этими данными следует проводить дальнейший расчет.

Структура монолитных плит может тоже отличаться согласно поперечному сечению. Производят типы плит следующей структуры:

• пустотные;
• ребристые;
• сплошные.

Именно характеристики многопустотной плиты позволяют создать надежную звукоизоляцию строящихся помещений, обеспечить качественное утепление. Эти качества, малый вес и устойчивость к повреждениям различного рода делают их особенно популярными. В свою очередь, различают 3 вида пустотных плит: вертикальные, овальные, круглые.

Ребристые перекрытия армируют в случаях организации только пола либо только потолка. В таком случае ребро проходит исключительно по одной стороне.

Разные типы и размеры армированных плит позволяют варьировать при их подборе и ориентироваться на особенные климатические и природные условия регионов, в которых производится постройка.

Вернуться к оглавлению

Важность правильного расчета

Хотя армирование монолитных плит перекрытия вполне реально сделать самостоятельно, в то же время профессиональный расчет и тщательная подготовка технологии такого монтажа просто необходимы. Только эксперты смогут грамотно рассчитать нагрузку, процент армирования и продумать необходимое количество материалов.

Это важно еще и потому, что использования общих правил в установке плит перекрытия недостаточно, поскольку схемы их монтажа существенно отличаются одна от другой.

Рассчитать армирование будет довольно легко в том случае, если проведен анализ грунта в месте строительства здания. Продумывают и то, как разместить под ленточный фундамент оси. В итоге готовый, тщательно разработанный расчет обеспечит:

• приобретение в оптимальном количестве необходимых материалов, в том числе бетона, арматуры, плиты нужной маркировки и типа;
• грамотное армирование опорных конструкций;
• четкий просчет объема работы;
• определение стоимости на проведение необходимых работ и закупку всех материалов;
• возможность использования колонн под опоры для перекрытий, а не только стен;
• грамотно подготовленную схему установки монолитных плит для помещений с необычной геометрией;
• способность армированных плит выдерживать высокие нагрузки;
• длительный срок эксплуатации перекрытий.

Вернуться к оглавлению

Возможные варианты и основные правила армирования

Несмотря на различные типы, размеры, условия использования и схемы монтажа и армирования, для всех плит действуют некоторые одинаковые правила:

1. Плиты от 8 м в длину и перекрытия пролетов устанавливаются при использовании высокопрочной решетки.
2. При армировании применяют сварочные стеки, для изготовления которых на расстоянии до 60 см используют прутья диаметром более 6 мм.
3. Толщину монолитной плиты рассчитывают по отношению к ширине перекрытия в соотношении 1:30 (при меньшем соотношении используют в дополнение прутья).
4. Армируют в один слой, если плита не достигает 15 см в толщине. Если толщина свыше 15 см, армирование делают двухслойным.
5. Опалубку следует выполнять по всей длине.
6. В том месте, где опора делается на колоннах, необходимо продумать вспомогательное укрепление из базовой решетки, ее добавочного усиления, укрепления краев и углов плит перекрытия и несущих стен.

Рабочее давление на монолитное перекрытие происходит вниз и размещается на платформе равномерно. Сжимающая нагрузка происходит вверху плиты, она отлично выдерживается бетоном без использования дополнительных укреплений. В это же время нижняя часть получает нагрузку на растягивание. Именно нижний арматурный слой в таких условиях примет большее давление.

Надежное армирование монолитного фундамента

Использованием исключительно одного, пусть даже качественного бетона, нельзя обеспечить надежность и долговечность конструкции. В плитном монолитном фундаменте бетон – это только строительный материал, а оптимальную прочность, способность нейтрализовать внешние воздействия от нагрузок можно только благодаря арматурному поясу.

Поэтому надежные и долговечные монолитные фундаменты, на которых часто возводят высотные бетонные здания, имеют мощное армирование, причем в данном случае часто могут применять сразу несколько различных видов арматуры в зависимости от допустимых нагрузок, структуры почвы и размеров плиты.

Какое армирование используется для монолитной плиты?

Так выглядит условно чертеж армирования монолитной плиты. Но в реальности, схема существенно отличается − она более детальная, так как нужно предусматривать множество факторов и параметров.

Учитывая размеры и массу железобетонной плиты, для армирования лучше использовать:

1. Для вертикальных поясов прутья с внешним диаметром до 10 мм.
2. Для горизонтальных поясов – до 14 мм.
3. Для перемычек подходит и 8 мм.

Если используется композитная арматура, то диаметр несущих элементов может быть и меньшим, но количество прутьев нужно увеличивать. В большинстве случаев, схема расположения арматуры предусматривает использование прутьев с диаметром до 5% от толщины самой плиты. Тогда будет достигнута максимальная эффективность конструкции при минимальных финансовых расходах.

В отличие от ленточных фундаментов, монолитная плита армируется неравномерно. В зонах с минимальной нагрузкой каркас будет ослабленным, а вот на углах здания, на пересечения несущих стен, армирование уже будет значительно мощнее, так как это зоны продавливания − максимального давления, где возникают деформационные сдвиги.

Армирование по ширине плиты

Принимается стандартный квадратный размер плиты, где шаг арматурного каркаса будет одинаковым в любых направлениях. Для бетонных зданий армирование делают с интервалом 200−400 мм, для кирпичных зданий достаточно 200 мм, чертеж будет напоминать шахматную доску.

Для легких каркасных зданий шаг будет еще меньшим, ведь нагрузка на фундамент значительно меньшая, но тут также многое зависит от типа почвы и ее несущих способностей. Но, в соответствии с СП «Бетонные и железобетонные конструкции», максимальное расстояние между стержнями не должно составлять 1,5 толщины плиты в целом.

Что такое зоны продавливания и их влияние на армирование

В местах, где на фундамент влияет основная нагрузка от несущих конструкций здания, возникает дополнительное напряжение. Оно влияет не только на распределение бетона, но и на степень его амортизации. Чтобы нейтрализовать влияние массы несущих конструкций, в местах соединения несущих стен и основания используется сплошной ряд армирования.

Если арматура в центре плиты имеет шаг 200 мм, то в зоне продавливания шаг будет уже 100 мм и даже меньше. В расчетах и будущей схеме армирования плиты будет указано максимально допустимое расстояние между вертикальными арматурными звеньями.

Оптимальным решением в таких случаях будет:

1. Разработка подробного проекта арматурного каркаса с указанными расстояниями между поясами.
2. Выполнение рабочей схемы армирования.
3. Вынос вертикальных стержней выше основания, чтобы соединить несущие стены и фундамент арматурным поясом, а не оставлять только бетонное соединение.

На данный момент, в соответствии с ГОСТ 5781-82, существуют следующие типы стальных арматур:

• А240 (АІ). Это гладкие прутья, больше используются для вертикального армирования, в монолитных основаниях не используются.
• А300 (АІІ). Прутья с рабочим диаметром 10-12 мм, имеют внешний периодичный профиль с кольцевыми насечками.
• А400 (АІІІ). Имеет серповидный профиль, большой рабочий диаметр и оптимальный для монолитной плиты.

Выбор арматуры для монолитного фундамента зависит от множества факторов.

Как связывать арматурный каркас

Некоторые чертежи уже предусматривают метод соединения, если проведен расчет допустимой нагрузки на основание. Но большинство строителей используют метод сварки или связывания. Сварку сейчас мало используют, ведь из-за длительного локального нагрева металл меняет свою структуру и слегка деформируется. А вот связывание обеспечивает достаточную гибкость. Для связывания рекомендуется использовать мягкую прочную стальную проволоку диаметром 3−4 мм, а также плоскогубцы или зажимы.

Принцип армирования монолитной плиты:

1. Сначала нужно сделать опалубку, на внутренней части за 5 см от края установить рулонную гидроизоляцию.
2. Затем установить на расстоянии до 5 см от песчано-гравийной подушки горизонтальный арматурный пояс, укрепить его колышками или уплотнителями. Арматура не должна соприкасаться с подушкой и боковыми стенками опалубки.
3. С интервалом 200−400 мм устанавливают вертикальные прутья, в нижней кромке связываются с горизонтальным поясом. С целью увеличить прочность здания, в углах армирование устанавливают чаще, дополнительно усиливают продольными прутьями.
4. Горизонтальные пояса монтируют с интервалом 15 см, но учитывают толщину плиты. В некоторых случаях дистанцию можно уменьшить, но не увеличивать. Последовательно связывают вертикали с горизонтальным поясом.
5. Выводят вертикальный слой арматуры выше залегания верхней кромки фундамента. Она затем свяжется с нижним краем несущих стен.

По окончании армирования вся конструкция заливается бетоном.

Типичный пример расчета арматурного каркаса для монолитного фундамента

Для расчета берется монолитная плита с габаритными размерами 6х6 метров, толщина плиты для частного дома 20 см. В примере будет использоваться расчет арматурного пояса в зоне сопряжения:

1. Площадь фундамента: 1,2 кв. метра.
2. Минимальная площадь арматуры 1,2*0,3% = 36 кв. см.
3. Площадь арматуры для одного горизонтального пояса с учетом интервала между поясами 100 мм составит 36/2 = 18 кв. см.

В ГОСТ 5781-82 есть весь допустимый ассортимент арматурных прутьев с их поперечным сечением и допустимой длиной. Поэтому, для данного примера целесообразно использовать 12 стержней с диаметром 14 мм каждый. Затем нужно сделать чертеж будущего каркаса, чтобы посчитать необходимое количество арматуры. Для стороны длиной 6 метров целесообразно принимать шаг горизонтального пояса 300 мм, а для вертикального – 300 мм с использованием арматуры диаметром 8 мм.

Если свести все данные в таблицы с учетом использования П-образных соединительных арматурных хомутов, тогда для армирования монолитной плиты площадью 36 кв. м придется купить и вложить 515,2 м арматуры с диаметром 12 мм и 56 м с диаметром 8 мм.

В многоэтажном и частном строительстве невозможно обойтись без плит перекрытия, которые бывают нескольких видов: сборные железобетонные, монолитные и балочные. В частном и малоэтажном строительстве зачастую практикуется процедура самостоятельного армирования плит перекрытий, которые благодаря тандему «бетон и арматура» обладают повышенной прочностью. Кроме того, подобным образом изготавливают лестничные ступени, армированные и арочные перемычки.

Особенности армированных плит перекрытия

Изготовление монолита не обходится без применения арматуры, что выступает связующим материалом в железно-бетонных конструкциях - армированных плитах, лестничных ступенях, армированных и арочных перемычкам. Процесс армирования монолитных плит перекрытия проводится с помощью арматуры, которая имеет сечение 8 - 14 миллиметров, с условием, что плита отличается толщиной до 150 миллиметров. Однако толщина арматуры может варьироваться, зависимо от вида изделия.

Армированные плиты перекрытия позволяют решить концепцию строительства по-настоящему теплых домов. Они используются в жилищном, коммерческом и промышленном строительстве для организации кровли и межэтажных горизонтальных перекрытий. Плиты покрытий и перекрытий позволяют получить в конечном результате теплые межэтажные перекрытия, а также обеспечить надежную защиту от холода чердачных помещений и эксплуатируемых мансард и отсутствие мостиков холода.

Бетонные армированные плиты перекрытий, как и обыкновенный бетон, имеют специализированную маркировку, и на неё рекомендуется при выборе плит обратить свое внимание. Маркируют железобетон пометками, которые состоят из букв и цифр. Смысловая нагрузка букв обозначает тип плиты. К примеру, ПК - плиты перекрытия, ПНО - плиты настила облегченные, либо НВ - настил внутренний. По цифрам, что идут после букв (размещаются через дефис), вы можете распознать размеры плиты: ширину и длину в дециметрах.

Самая коварная в расшифровке - последняя цифра, которая означает допустимые нагрузки на плиту перекрытия в килопаскалях. Важно помнить, что любая единица, которая содержится в последней цифре, значит 100 килограмм на 1 квадратный метр плиты. К примеру, цифра 7 предупреждает вас, что максимальные нагрузки на изделие составляют 700 килограмм на квадратный метр.

При выборе бетонной плиты нужно обращать внимание, что эти конструкции различаться могут не только размерами и своей маркировкой, но также они бывают различными по структуре. Зависимо от поперечного сечения, армированные железобетонные плиты делятся на 3 разновидности: сплошные, ребристые и пустотные. Наиболее продаваемыми и популярными на строительном рынке являются плиты пустотные, которые они имеют много достойных преимуществ.

Подобные плиты перекрытия обладают, в первую очередь, сравнительно небольшим весом, что упрощает процедуру их перевозки и установки. Также подобные плиты лучше переносят испытание деформацией, имеют отличные тепло- и звукоизолирующие свойства. Следует знать, что пустоты в армированных плитах бывают различной формы: овальной, вертикальной или круглой.

Благодаря подобным различиям армированные плиты можно выбрать для конкретных ситуаций, зависимо от природных особенностей и климата местности, в которой вы планируете возводить дом. Полезной информацией при покупке железобетона станет и то, что в случае применения плит перекрытия в качестве только потолка или пола стоит практиковать армирование ребристых плит перекрытия, ребра должны идти лишь с одной стороны.

Достоинства армированных плит перекрытия

Все армированные плиты перекрытия рекомендуется использовать в покрытиях и перекрытиях жилых и общественных построек и сооружений со стенами из ячеистобетонных блоков, кирпича и крупных блоков. Плиты перекрытий подходят для зданий с влажностью воздуха внутри здания до 60% и для построек при наличии на внутренней поверхности стен пароизоляции с влажностью внутреннего воздуха до 75%. Глубина опирания плит перекрытия на несущие стены должна приниматься не меньше 80 миллиметров.

Армированные плиты позволяют не только добиться качественного утепления постройки, но и ускорить сам процесс строительства, а также повысить звукоизоляцию. Незначительный вес армированных плит и бетонных перемычек снижает нагрузку на стены и фундамент, позволяя дополнительно получить экономический эффект при возведении дома. Для процедуры армирования пустотных плит перекрытия не требуется громадная строительная техника, такая как подъемный кран.

Конструкция в конечном результате получается очень прочной, она выдерживает без проблем колоссальные напряжения и воздействие огня на протяжении длительного периода. Для сравнения стоит оговориться, что перекрытие из древесины может огневое воздействие выдерживать только 25 минут, а вот монолитные плиты перекрытия - более часа.

Строительство с использованием плит перекрытия и громадных блоков позволяет возводить здания любой сложности и любых размеров. При изготовлении монолитных плит перекрытия имеется возможность перекрывать помещение, которое имеет неправильную геометрию стен. Таким способом можно создавать даже нестандартные по габаритным размерам перекрытия. Опорой для подобного армированного перекрытия могут выступать не только стены, но также и колонны, что планировку дома делает более свободной.

Схема армирования плиты перекрытия

Если говорить о составляющих, то традиционная схема армирования плит перекрытия выглядит так: рабочие стержни внизу плиты, рабочие стержни вверху, арматура, которая перераспределяет нагрузку, подставки из катанки. Применяемые чертежи могут иметь и некие отличия. Но в любом случае важно правильно рассчитать планируемую нагрузку и необходимую толщину бетона. Толщина рассчитывается из пропорции 1:30, таким образом, чтобы узнать требуемую толщину бетона, нужно разделить длину пролета на 30 — и вы получите оптимальную толщину.

Если толщина плиты более 150 миллиметров, то армирование в этих случаях совершают в 2 слоя, где они друг на друга располагаются и связываются проволокой между собой. Размер ячеек не должен быть больше 200 на 200 миллиметров, но и не меньше 150 на 150 миллиметров. Так, к примеру, если ширина между несущими стенами составляет шесть метров, то толщина армированной плиты должны равняться 0,2 м.

Если вы специально уменьшите толщину бетона, то увеличиться расход металлопроката, если возрастет толщина, то затраты бетона тоже станут больше. Для прочности изделий желательно применять арматуру одинакового сечения. Дополнительное армирование можно проделать при помощи прутьев, что имеют длину 400-1500 миллиметров.

Основные нагрузки находятся на нижней арматуре, а сжимающую нагрузку получает верхняя, с чем отлично справится и бетон. Помните, что процесс армирования монолитной плиты перекрытия следует выполнять на всю длину изделия, а также применять опалубку, которая является важнейшим этапом в монтаже плиты. Вы можете для этого использовать даже дерево - обычные доски 50 на 150 миллиметров или недорогую фанеру.

Главное — прочно и надежно закрепить стойки опалубки, потому что вес бетона, который используется при проведении данной операции, достигает зачастую 300 килограмм на один метр квадратный перекрытия. Единственное, без чего сложно обойтись при установке армированной плиты перекрытия, это телескопические стойки. Это удобный и надежный инструмент. Стойка способна выдерживать 2 тонны веса, в отличие от досок, в которых могут быть микротрещины или сучки.

Армирование плиты перекрытия своими руками

При установке подобного перекрытия очень важным будет правильный расчет армирования плит перекрытия. Для плит перекрытия в домашних условиях рекомендуется применять горячекатаную стальную арматуру, что имеет класс А3. Диаметр такой арматуры составляет 8 - 14миллиметров и зависит от расчетной нагрузки.

Плиту принято армировать в два слоя. Первую сетку прокладывают в нижней части плиты, вторую - в верхней. Сетки должны располагаться в средине бетона, защитный слой, создаваемый опалубкой, должен быть не меньше 15-20 миллиметров. Арматуру в сетку связывают с помощью вязальной проволоки. Размеры ячеек 200 на 200 или 150 на 150 миллиметров.

В сетке арматура должна быть цельной, без разрывов. Если не хватает длины арматуры, дополнительную арматуру нужно подвязать с нахлестом, который равняется 40 диаметрам арматуры. Если вы армируете перекрытие арматурой d - 10, то необходимо сделать нахлест в 400 миллиметров. Стыки арматуры должны располагаться в шахматном порядке, в разбежку. Края нижней и верхней арматуры в сетках следует между собой связывать П-образным усилением.

Нагрузки на железобетонную плиту передаются сверху вниз и распределяются на всю площадь покрытия. Таким образом, можно сделать подобный вывод: основной рабочей арматурой является нижняя, испытывающая растягивающие нагрузки. Верхняя получает нагрузки на сжатие. В инженерных расчетах нужно просчитывать дополнительные арматурные усиления, но существуют и общие правила.

При процедуре армирования нижней сетки дополнительную арматуру прокладывают между несущими опорами в средине. При связке верхней сетки прокладывают усиления над несущими опорами. Также нужна дополнительная арматура в местах скопления отверстий и нагрузок. Дополнительное армирование делают отдельными хлыстами, что имеют длину 400 - 2000 миллиметров, зависимо от ширины пролетов. Нижнюю сетку усиливают между несущими стенами в проеме.

Верхнюю сетку нужно усилить над несущими стенами. Армирование плит перекрытия своими руками в местах, где они опираются на колонны, сильно отличатся от традиционного армирования, эти участки дополнительно требуют создания объемных усилений.

Плиту перекрытия заливают с помощью бетононасоса. При заливке необходимо в обязательном порядке уплотнить бетон, для чего обычно применяют глубинный вибратор. Процесс твердения бетона будет сопровождаться его усадкой, которая возрастает при высыхании бетона, и появляются на его поверхности микротрещины. Поэтому на протяжении 2-3 дней после совершения заливки бетоном рекомендуется пролить данную конструкцию водой. Бетон лучше увлажнять не прямой струей, а путем разбрызгивания.

Древнюю основу стройки - камень - давно научились делать из жидкого бетона. Использовать его для плит перекрытия не получалось до конца девятнадцатого века, пока не был изобретен железобетон. Отличием стала десятикратно возросшая прочность на изгиб.

Обычный бетон может выдержать десятки и сотни тонн нагрузки, но только в том случае, если они не будут его изгибать. М200 переносит сжатие 200 кг/с на 1 см2. То есть, чтобы раздавить стандартный лабораторный образец, «кубик» со стороной 10 см, требуется нагрузка 20 тонн. При этом не имеющий упрочнения ФБС такой же прочности, а в толщину больше 60 см можно переломить ударом кувалды. Если же мы попробуем сделать плиту, она упадет просто под собственным весом. При изгибе одна половина сечения блока сжимается, а вторая растягивается, растяжению же бетон сопротивляется слабо.

Выход нашли в усилении растягивающихся мест армированием. Стальной прут класса АIII выдерживает растяжение больше 5 тонн на см2. А это значит, что достаточно добавить в сечение всего 2-3 % стали и прочность конструкции увеличится десятикратно.

Бессмысленно укреплять растянутую зону больше, чем выдержит сжатая. Когда нагрузка превысит критическую, она все равно переломится. Упрочнение перекрытия в сжатой зоне бессмысленно. Мы имеем дело с тонкими длинными стержнями, начни их сжимать - просто изогнутся (потеряют устойчивость).

Как узнать, где требуется армирование?

Чтобы определить, где и какие усилия испытывает плита, толщину, сечение, шаг прутьев, необходимо владеть формулами строительной механики. Не нужно придумывать все «с нуля», достаточно заглянуть в каталог и подобрать подходящую для нашего пролета. К примеру, альбом серии 1.143-5пв содержит чертежи сплошных плит толщиной 16 см с подробными спецификациями и размерами металла. Укрепляют перекрытия каркасом в виде сетки. Одна располагается в нижней, а вторая - в верхней части сечения.

Возникает вопрос, если при нагрузке растягивается нижняя часть, зачем же сетка вверху? Края плиты зажаты в стенах, поэтому знаки усилий распределяются по более сложной схеме. И рядом с местом опирания перекрытие оказывается растянутым как раз сверху.

Как распределять арматуру?

Схема выглядит следующим образом:

1. Нижняя сетка с ячейками порядка 25х25 см, арматуры AIII диаметром не менее 12 мм. Закрывает всю площадь плиты, не доходя до края на величину защитного слоя (4-5 см).
2. Вверху заполнять всю площадь не обязательно. Достаточно уложить сетку по периметру, приблизительно на четверть размера по длине и ширине от края. При этом шаг сначала ставим 15х15 см, а начиная с половины армировки, переходим на 25х25. Сталь берем такую же, что и нижнего каркаса.
3. Выдерживать расстояние между сетками монолитной плиты помогают пруты AI диаметра 6 мм, установленные вертикально.

Разрабатывая армирование на основе готовой серии, имейте в виду: стандарт предполагает изготовление конструкций на заводе ЖБИ. Это гарантирует точное соответствие класса бетона по всем параметрам.

При самостоятельном устройстве будет не лишним увеличить сечение стержней и прочность раствора минимум на треть. Пусть возрастет смета, зато гарантированно получите надежную плиту.

Эскиз

Еще до начала работы будущее перекрытие необходимо нарисовать. Делаем это в масштабе, в трех проекциях: вид сверху, продольный и поперечный разрез. На чертеже рисуем армирующие сетки, их расположение по толщине сечения и на плане. Не пожалейте времени, найдите в сети калькулятор для расчета арматуры. При составлении спецификации укажите не только длину, но и вес каждого элемента. Выведите общую массу стали по маркам.

Покупка металла на вес позволит вам сэкономить 10-15 % от цены, что получится при расчетах по длине. Чтобы сэкономить время и деньги, попросите сразу нарезать прокат по размерам. Эту услугу обычно оказывают на базах, стоит она недорого.

Выбирая толщину плиты, не стоит экономить. Нормально, если при пролете до 5,5 метров перекрытие составляет по высоте 16-18 см, дело не только в прочности. Железобетон М300 и в 10 см выдержит вес жильцов, мебели и всех гостей дома, но при этом система будет «играть», а звукоизоляция окажется ниже всякой критики.

При увеличении пролета усилия в сечении растут не прямо пропорционально, а с опережением. Конструкции длиннее 6 м выполняют с предварительно напряженной арматурой либо имеющими внизу ребра жесткости, чтобы увеличить рабочую толщину сечения. Правильно рассчитать такое перекрытие, не имея специальных знаний, не получится, а готовые решения найти довольно сложно.

Инструменты арматурщика

При укладке стали ее потребуется резать, гнуть, связывать. Поэтому подготовим инструменты и оснастку:

1. УШМ - угловая шлифовальная машина, или в просторечии «болгарка». Для резки прутьев до 22-24 мм хватит и небольшой, с диском на 125 мм. Но если раскроя предстоит много, лучше запастись среднего размера на 180 мм. Маленькая будет перегреваться и работать ей не очень удобно.
2. Станок для гибки. Можно купить или сделать самому.
3. Вязальный крючок. При устройстве каркасов лучше применять проволочные соединения. С ними больше возни, но когда приловчитесь, дело движется быстро. А вот ослабления металла, который дает электросварка, не происходит.
4. Кусачки или пассатижи - чтобы переделать неудачный узел. Для заготовки отрезков вязальной проволоки лучше использовать «болгарку», нарезая сразу толстый пучок.
5. Рулетка со стальной лентой 3-5 метров, строительный угольник и маркер для разметки.
6. Стальная щетка для «болгарки». Может понадобиться для очистки стержней. Применять металл со следами ржавчины для армирования нельзя.

Материалы и расходные

Кроме самих стальных прутов нам потребуются:

1. Мягкая железная проволока диаметром 1-1,5 мм для связывания арматуры. В зависимости от толщины стержня на каждое соединение понадобится 20-30 см, отсюда рассчитаем общую потребность. Продается она на вес, поэтому переведем метры в килограммы.
2. Подкладки типа «стульчик» - обеспечат защитный слой бетона требуемой толщины (минимум 40 мм). В отличие от усиления черновых полов или подготовок под фундамент, для плиты перекрытия не стоит использовать куски кирпича.
3. Режущие диски для УШМ по металлу. Если сталь завезена в заготовках по размеру, их понадобится один-два, а при самостоятельном раскрое может уйти десяток.

Армирование начинается с опалубки

Выставляем опалубку плиты, эти работы - совершенно особый раздел строительного ремесла, выполняют их плотники. Задача опалубочной оснастки - придать необходимую форму монолиту, а также служить «столом» для монтажа каркаса.

Она должна:

1. Не иметь щелей, куда мог бы вытекать жидкий раствор и цементное «молочко».
2. Быть достаточно прочной, чтобы выдержать нагрузку от массы состава и проката, а также вес работников, которые должны ходить по ней при устройстве армирования и укладки бетонной смеси.
3. Быть строго горизонтальной или иметь требуемый уклон, предусмотренный проектом с отклонением не более 2 мм на метр.
4. Иметь точность по геометрическим размерам, обеспечивающим отливку перекрытия с отклонением от проекта не более 5 мм.

При частном малоэтажном домостроении опалубку для плиты изготавливают из дощатых щитов или толстой фанеры (вариант - ОСП-3). Специализированные фирмы имеют стандартные комплекты, работать с которыми куда удобнее. Если есть возможность взять такую оснастку в аренду, ей нужно обязательно воспользоваться.

Укладка арматуры своими руками

Все операции интуитивно осваиваются буквально в течение получаса. Скрутки играют лишь вспомогательную роль, их задача - обеспечить необходимое положение стержней в толще бетона только при его заливке. Сами они не добавляют перекрытию никакой прочности, а их работа заканчивается, когда конструкция заполнена.

Работы начинаем с прутьев нижней сетки. Раскладываем приблизительно равномерно сначала один слой, затем два или три отрезка перпендикулярных. Приступаем к вязке: скрепим четыре прута по периметру монолитной плиты, чтобы образовался прямоугольник. Затем связываем концы прутьев нижнего «слоя» армировки с перпендикулярными. При этом соблюдаем необходимый шаг как с одного, так и с другого края.

Вязаное соединение делается по технологии:

1. Заготавливаем отрезки проволоки нужной длины и сгибаем их посредине. Место сгиба сильно не сжимаем, оставляем «петельку», достаточную, чтобы вошел кончик вязального крюка.
2. Двойную проволочку изгибаем и заводим, снизу захватывая оба стержня в месте пересечения.
3. Зацепляем вязальный крюк за петельку и заводим за нее второй, двойной конец проволоки.
4. Вращая крючок, скручиваем проволоку до получения прочного соединения. Если петелька обломится, ничего страшного, лишь бы на узле осталось хотя бы два-три витка скрутки.

Чтобы выдержать расстояние между прутьями, используем рулетку. Еще удобнее сделать шаблоны из обрезка деревянной рейки, по длине соответствующие разному шагу арматуры, и маркером надписать размер.

После того, как все стержни нижней сетки связаны в местах пересечения, переходим к устройству верхней. Работаем не торопясь, сверяясь с эскизом. При продольном соединении проката напуск должен составлять не менее 40 диаметров арматуры (желательно 50). Скрутки делаем минимум в двух местах нахлеста, сетки готовы.

Переходим к вертикальным прутам, схема установки - в шахматном порядке, шага достаточно 30-40 см. С помощью гибочного станка и «болгарки», заранее заготовим необходимое количество деталей. По форме они представляют собой скобу, напоминающую сильно вытянутую по высоте латинскую «S» либо русскую «С».

Сетки заранее раздвигаем на проектное расстояние, вставляя шаблоны нужной толщины, сколоченные из досок или брусьев. Приступаем к монтажу распорных стержней. Технология тут даже проще, чем для вязки сеток: верхним и нижним изгибом зацепляем хомуты за прутья, затем фиксируем скрутками. Когда каркас готов, убираем распорные шаблоны и приступаем к бетонным работам.

Требуется соблюдение несложных правил безопасности:

1. Работаем в перчатках, заусенцы на арматуре, тонкие края проволоки могут серьезно повредить кожу.
2. Прежде чем взять в руки УШМ, надеваем очки или прозрачный щиток.
3. Чтобы не спотыкаться при перемещении по сеткам, не лишним будет сколотить для ходьбы легкий дощатый трап.
4. При укладке бетона под заливаемой плитой не должны находиться люди.