В настоящее время все больше частных застройщиков выбирают в качестве перекрытий монолитные плиты с несъемной опалубкой из профнастила.
Подобное решение является особенно удачным для домов со сложной планировкой, нестандартными пролетами и большим числом технологических проемов.
Преимущества этой конструкции сегодня бесспорны. Кроме того, она выполняет роль дополнительной армоконструкции, не давая бетонному раствору растекаться при заполнении ребер жесткости, что в целом значительно повышает прочностные свойства железобетонной конструкции.
Зачем это необходимо делать?
Все перекрытия относятся к несущим конструкциям, поэтому прочностные характеристики влияют на работоспособность всего строительного объекта. Они принимают на себя нагрузки, возникающие при эксплуатации строения.
Их подразделяют на постоянные, в которые входит весовая нагрузка перекрытия и временные, возникающие в процессе обслуживания дома: мебель, оборудование и проживающие люди.
Если конструкция не сможет нести вышеперечисленные нагрузки, она начнет прогибаться сверх установленного нормативом размера, а если процесс не стабилизируется, произойдут разрушения не только перекрытий, но и стен дома.
Поэтому монтажные работы по установке такого монолитного сооружения начинают с расчета, который проводится в рамках проектирования строительного объекта с соблюдением всех нормативных актов:
- СНиП 2.03.01-84.
- СНиП II-2381.
- Рекомендации по проектированию монолитных ЖБ перекрытий со стальным профилированным настилом.
Расчет данной конструкции базируется на определении допустимых нагрузок и максимального прогиба плиты, зависящих, от ее веса и размера.
По полученным предельным показателям определяют размеры несущих балок, толщину конструкции и площадь сечение армирования.
На самом деле этот расчет является довольно сложным, трудоемким и ответственным. Перекрытия не допускают даже малейших ошибок, в связи, с чем современные проектировщики выполняют его с применением серьезных строительных программ, особенно для многоэтажных зданий.
Какие характеристики следует учитывать?
Начинают с точных замеров характеристик площади перекрытия. Далее предварительно устанавливают его толщину, параметры профлиста, размер несущих балок и их количество. После этого выполняют сбор нагрузок на плиту: постоянных и временных.
На выбор межбалочного расстояния влияет размер глубины гофры, ее увеличение вызывает рост объема заливаемого бетона. Поэтому потребуется чаще устанавливать балки. Специалисты подтверждают, что для 3-х метрового пролета потребуется профлист с толщиной не ниже 1 мм.
Внимание! Размеры арматуры и ширину перекрытия выбирают на основании расчетов нагрузки на нее. Толщина плиты будет зависеть длины пролета и принимается от 80 до 250 мм.
Рекомендации по выбору профлиста для создания безопалубочного монолитного перекрытия:
- Наиболее предпочтительная марка металлопрофиля Н57/Н60/Н75/Н114, придающие покрытию вспомогательные ребра жесткости с высочайшими армирующими возможностями, которые гарантируют ей высокую прочность при наименьшей толщине, поскольку вес монолитной плиты снижается, что разгружает несущие стены и фундамент дома.
- Толщину металлопрофиля принимают от 0,6 до 1,1 мм. Чем выше, тем прочнее конструкция, наиболее часто застройщики приобретают листы 0,9 мм и с волной 60 мм.
- Также нужно правильно подобрать защитное покрытие. Наиболее надежные в эксплуатации листы с покрытием «пурал» со сроком эксплуатации выше 40 лет, устойчивые к температурным скачкам, химическим и механическим воздействиям.
При устройстве монолитного перекрытия используют листы без малейших дефектов, они не должны лопаться при сгибании, а напротив быстро восстанавливать свою форму.
Методики подсчета
Существует две методики определения допустимых размеров ЖБ плиты по профнастилу.
При выполнении первой характеристику конструкционных элементов плиты задают предварительно: толщина плиты, номер двутавра, шаг несущих балок и параметры арматуры, после чего выполняют расчет на допустимость этих элементов к несению нагрузки.
Таких расчетов может быть несколько, каждый раз расчетчик принимает новый типоразмеры конструкции, пока они не будут соответствовать минимально необходимым показателям.
- Вторая методика менее продолжительная, расчет начинают с размеров плана перекрытия, затем принимают шаг балок и толщину перекрытия, собирают нагрузки и выполняют расчет конструкции с определением минимального сечения армирования и шага арматуры в сетке.
Если необходимо, корректируют шаг балок и толщину перекрытия, пока не будут получены наиболее экономичные показатели.
Для примера можно взять помещение в плане 3,0210,64 м. Временная нагрузка принимается согласно требованиям базового СНиП 2.01.07, изданного 1985 года равной 150 кг/м2. Характеристики плиты по сопротивлению бетона Rb = 7,71 МПа и арматуры Rs = 366 МПа берутся по таблице СНиП 2.03.01, изданного 1984 года.
Число балок принимается 6 шт. с расстоянием между ними:
L=10,64:6 = 1.77 м.
Выполняют расчет минимальной толщины конструкции:
L/35= 1.77/35=0.050.
Выбирают 80 мм, величину просвета от армоконструкции до верхнего среза монолитной поверхности 35 мм.
Выполняют сбор нагрузок, на 1 м2 монолитной конструкции. Постоянная нагрузка, рассчитывается по формуле:
qр=qн x К, кг/м2
в том числе:
- собственный вес монолитной конструкции: 200 x 1.2 = 240;
- от стяжки 60 мм: 1101.2 = 132;
- от перегородки: 3001.2 = 360.
Временная нагрузка:
- 1501.3 = 195.
- Всего 927 кг/м2.
С запасом принимают:
- qр = 1000 кг/м2,
- qн = 1000:1.1=900 кг/м2.
Далее определяют расчетный момент по изгибу плиты:
М= qр x L2 /11 = 100022/11 = 363 кг.м
Для среднего пролета плиты:
М = qн x L 2 /8=100022/8 = 500 кг.м
Поскольку плита имеет толщину менее 150 мм, допускается выполнять только нижнее армирование при соблюдении условий: m ≤ R. Поскольку предпочтительнее применять арматуру АIII, находят по таблицам для бетона В15 значение R = 0,440.
m = M/Rbbh20=500000/770000x1x0.0452 = 0.320
Где:
- b = 1.0 м – по условиям расчета ширина полосы монолитной конструкции;
- h0 = 0.08 – 0.034 = 0.046 м – от верха перекрытия до центра сечения арматуры.
Условие выполнимо, поскольку полученный результат αm = 0,320 ниже нормативного показателя αR = 0,440.
Из таблиц находят данные по ζ = 0,800 при αm = 0,320.
Теперь можно установить площадь сечения арматурной сетки:
Аs = М/(Rs• ζ•h0 ) = 500/(36500000•0,800•0,046) = 0,0003805 м2 = 3,80 см2.
Согласно таблице принимают арматуру Д = 10 мм с промежутком 200 мм.
Далее определяют погонную нагрузку на несущую балку с L = 2м:
- Мн = 900•2 = 1800 кг/м;
- Мр = 1000•2 = 2000 кг/м.
Балочный пролет 3.02 2 м с глубиной опирания 0,2 м.
Lр = 3.02 м+0.2+0.2=3.42 м.
Наибольший момент в балочном сечении балки: Мн = qн x L2 /8.
Мн = 1800•3.422/8 = 2924 кг•м.
Wтр = Мр /1,12R = 2924/(1,12•21) = 124 см3.
По сортаменту подбирают:
- двутавр N 18;
- W = 143 см3;
- I = 1290 см4.
Далее проверяют соответствие выбранного двутавра требуемой прочности:
Wтр = Мр/1,12W = 2924/(1,12•143) = 18,25кН/см2,
что менее R = 21 кН/см2, поэтому условие выполняется.
Проверяют жесткость балки:
Мн•L/(10EI) = 2924•342/(10•21000•1290) = 0,00369< 1/250 = 0,004.
Условие выполнено, поэтому двутавр N 18 проходит для эксплуатации данной монолитной плиты.
Возможные ошибки и сложности, их последствия
Монолитная плита перекрытия на профнастиле не прощает ни одной ошибки в процессе расчетов. Иначе здание окажется под угрозой разрушения. Это объясняется тем фактом, что нагрузки по балкам передаются на несущие стенки и фундамент.
Основные ошибки, которые допускаются застройщиками железобетонных перекрытий на профлистах:
- выполнен неправильно сбор нагрузок;
- неправильно выбрана марка металлопрофиля;
- использована арматура с низким сечением;
- толщина конструкции не соответствует предельному требованию по прогибу;
- неправильно принят межбалочный шаг и пролет балки;
- малое сечение арматуры, которое не способно обеспечить прочность конструкции.
Важно! Для установки несущих опор желательно применять круглые либо квадратные контуры, а в качестве несущих балок – двутавры либо швеллеры.
Безбалочные варианты монолитных плит применяются исключительно в малоэтажном домостроительстве, профнастил в этом случае обязан иметь большие ребра жесткости свыше 20 мм, например, как у марок НС 35/100.
Заключение
Монолитные перекрытия по металлопрофилю обладают неоспоримыми преимуществами. Они передают свою нагрузку на балки, а вот на стенках, наоборот, они снижаются.
Когда строится массивная коробка на ленточном фундаменте, заводские тяжелые перекрытия приводят к значительной стоимости стройматериалов. При применении профнастила достаточно будет установить колонный фундамент, что сохранит не только личные сбережения, но и существенно сократит время строительства.
Застройщик, который выбрал такую конструкцию, должен помнить, что монолитный профнастил не терпит никаких ошибок. Поэтому нужно предварительно нужно в точности выполнить все расчеты, а при любых сомнениях, лучше обратится к специалистам.
