Правила и особенности армирования монолитной плиты перекрытия

Перекрытие относятся к важнейшим несущим конструкциям любого здания.

Наиболее практикуемый композиционный стройматериал, используемый для их создания это железобетон, сформированный на базе бетона и стальной арматуры.

Строго соблюдение градостроительных норм и правил в части изготовления монолитных плит перекрытия (МПП) это гарантия прочности и долговечности здания в целом. Немаловажную роль в этом процессе играет правильное положение арматуры в толще бетона.

Арматурный каркас придаёт всей конструкции нужную прочность, способную выдерживать абсолютно все возможные нагрузки на растяжение и изгиб. Для этого при формировании конструкции перекрытия потребуется профессионально выполнить расчеты армокаркаса. учитывая разрыв между стенками, подобрать число и диаметр поперечных и продольных прутьев, а также в точности соблюдать технологию проведения работ.

Для чего это нужно делать?

Арматура применяется для усиления бетонной составляющей в железобетонных монолитных конструкциях. Это объясняется тем, что, по месторасположению, они подвержены изгибам, а присутствие в них бетона, способствует возникновению трещин. Эти явления появляются, как в процессе затвердения бетона, образуя, так называемые, усадочные трещины, так и при эксплуатации.

Поскольку плита под воздействием нагрузок прогибается – бетон трещит. Тем более, что шарнирное опирание конструкции на стенку условно, поскольку конструкция по факту защемляется стеной. Поэтому в приопорной зоне вверху плиты появляется растяжение.

Существует достаточно много причин, по которым армирование плит перекрытий является необходимостью. На практике армирование перекрытий выполняют для того, чтобы:

1. Нейтрализовать хрупкость бетона и повысить его относительно низкую прочность на разрыв по сравнению с железобетоном.
2. Чтобы плита перекрытия оставалась устойчивой к таким повреждениям, как растрескивание, изгиб или разрушение под воздействие времени.
3. Сталь и бетон реагируют друг на друга, но поскольку термические изменения они воспринимают практически одинаково исключается создание любого внутреннего напряжения.

Важно! Монолитные плиты имеют лучшую прочность на разрыв, чем обычный бетон, а также более долговечны и обладают более высокой прочностью на сжатие.

Любое напряжение, оказываемое на железобетонное перекрытие, переносится на стальные стержни, а это означает, что армированные плиты могут выдерживать гораздо больший вес, чем обычный бетон.

Какая арматура подойдет?

Для армирования монолитных плит применяют стальную и композитную стеклопластиковую арматуру. Наибольшее распространение сегодня получила стальная арматура А500С, по современному обозначению S500, популярные диаметры для продольных прутьев 10 и 14 мм, а для поперечных 6-8 мм. Для ключевого армирования монолитной конструкции применяют обязательно рифлёный арматурный прут, чтобы создать наиболее прочную связь ее с бетоном.

Рифлённый арматурный прут:

Для выполнения дополнительных компонентов, не оказывающих большое влияние на несущую способность монолитной плиты, допускается применять гладкую арматуру А1.

Гладкая арматура А1:

Арматура композитная – инновационный стройматериал, который обеспечивает снижение издержек при сооружении объектов. Такая арматура особенно популярна в США и странах ЕС.

Арматура композитная:

Преимущества применения композитной арматуры:

1. Дешевле на 30 и более процентов, чем стальная арматура соответствующего диаметра.
2. Легче в разы, следовательно, себестоимость 1 м2 такой монолитной конструкции становится ниже из-за сокращения транспортных расходов, также снижается весовая нагрузка на стены и фундамент, при этом сохраняются более высокие прочностные показатели.
3. Надежнее в эксплуатации, поскольку не требуется антикоррозионная защита.
4. Экологичнее.
5. Теплопроводность в 100 раз меньше чем у стали.
6. Высокая долговечность, увеличивает срок службы плиты до 100 лет.
7. Широкий диапазон диаметров стеклопластиковой арматуры от 6 до 20 мм.

В современной индивидуальном домостроительстве, практикуют при создании монолитных конструкций одновременное применение металлической и стеклопластиковой арматуры.

Вся арматура, которую предполагается укладывать в монолитную плиту должна соответствовать проекту на дом и приобретаться с сертификатами, гарантирующими ее качество и соответствие стандарту.

Требования к арматурным изделиям для формирования монолитной плиты перекрытия:

• не должна подвергаться расслоениям;
• ее поверхность не должна содержать любые дефекты в виде раковин;
• она должна полностью соответствовать по внешнему виду и габаритам заводской марке и проектным показателям;
• она должна быть проверена на способность к деформации, арматура считается пригодной, если при ее изгибе на 180 градусов в холодном состоянии не возникли трещины.

Внимание! Арматура для изготовления железобетонных плит перекрытия принимается предварительно напряженной, для отдельных типов конструкций ГОСТом устанавливаются исключения.

Расчет армокаркаса

Расчет армокаркаса для монолитной конструкции проводят в ходе ее расчета на прочность, для этого, прежде всего, потребуется понимать, какие нагрузки на нее будут воздействовать. От того насколько тщательно будут собраны и рассчитаны все нагрузки на плиту, будет зависеть конструктивная прочность объекта строительства.

Нагрузки, которые необходимо учитывать при расчетах:

• объемный вес бетона М250 — 2500 кг/м3;
• объемный вес бетонной стяжки 1500 кг/м3;
• объемный вес газосиликата 700 кг/м3;
• временная нагрузка жилые помещения 150 кг/м2;
• временная нагрузка офисные помещения 250 кг/м2.

Пример сбора нагрузок на монолитную плиту 6x4x0.2 м, с перегородкой из газосиликата 62.60.2 м для жилого дома:

Постоянные нагрузки:

1. Вес монолитной плиты: 0.152200= 330 кг/м2.
2. Вес перегородок: 0.15700= 105 кг/м2.
3. Вес цементной стяжки: 0.021500= 30 кг/м2.
4. Временная нагрузка: 150 кг/м2.
5. ИТОГО: 615 кг/м2.

После того как определена нагрузка на плиту приступают к определению моментов относительно оси Х и Z. В отличие от квадратных плит в прямоугольных перекрытиях эти моменты не равны, чем больше между ними разница, тем больше плита будет вести себя как балка, размещенная на шарнирных опорах.

При достижении обусловленного значения степень воздействия поперечной арматуры в конструкции станет практически неизменным.

• m1 = q1l12/8 =615x6x6/8=2767 кгс•м.
• m2 = q2l22/8 =615x4x4/8= 1230 кгс•м.
• М а = (m1 + m2)/2= (2767+1230)/2 = 1998 кгс•м, что связано с наличием перегородки.
• Rb = 117 кгс/см2.
• Rs = 3600 кгс/см2.
• А01 = M/bh201Rb = 1998/(1•0.122•1170000) = 0,118.
• А02 = M/bh202Rb = 1998/(1•0.102•1170000) = 0,170.

По таблице находят значения:

η1 = 0,935 и ξ1 = 0. 13. η2 = 0.905 и ξ2 = 0.19.

И тогда требуемая площадь сечения арматуры:

• Fa1 = M/ηh01Rs = 1998/(0,935•0.12•36000000) = 0.0004946 м2 или 4.94 см2.
• Fa2 = M/ηh02Rs = 1998/(0.905•0.10•36000000) = 0.0006132 м2 или 6.13 см2.

Выбирают по таблице диаметр арматуры 12 мм с пятью стержнями.

Далее выполняют расчет физических показателей:

1. Периметр плиты 20 м.
2. Площадь подошвы плиты 24 м2.
3. Площадь боковой поверхности 3 м2.
4. Минимальный диаметр стержней арматурной сетки 12 мм.
5. Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) 6 мм.
6. Размер ячейки сетки 2020 cм.
7. Величина нахлеста арматуры 60 см.
8. Общая длина продольной арматуры диаметром 12мм с учетом перевязки внахлест 545.8 м.
9. Общий вес продольной арматуры 484 кг.
10. Общая длина вертикальной арматуры диаметром 6мм 66.4 м.
11. Общий вес вертикальной арматуры 15 кг.

Важные условия установки

Как правило, армирование происходит в съемной опалубке, куда устанавливают стальной каркас, после чего его заливают бетонным раствором не ниже М250.

Для того чтобы монолитная плита перекрытия получила все необходимые прочностные характеристики, застройщик должен в точности выполнять требования нормативов и условия проекта:

1. Продольные стержни выбираются в зависимости от размеров плиты и ее несущей способности в диапазоне 8 14 мм, а поперечные 6-10 мм.
2. Толщина конструкции определяется длиной пролета и соблюдением нормативного требования 1/30, но не ниже 150 мм. При протяженности пролетов более 8 м применяется напряженная сетка из арматуры увеличенной прочности.
3. Однослойное армирование выполняется для плит с толщиной 150 мм, а двухслойное при их толщине свыше 150 мм.
4. Дополнительное армирование выполняют в центре перекрытия, в зонах технологических отверстий и опирания.
5. Допускается применять напряженную горячекатаную ребристую арматуру классом не ниже АIII.
6. Первую сетку устанавливают внизу опалубки, а вторую сверху. В сетке арматура связывается специальной мягкой отожженной вязальной проволокой с созданием ячеек 150150мм или 200200 мм.
7. Расположение сеток во внутри монолитной конструкции защищается толщиной бетона со всех сторон на 25-30 мм.
8. Нахлест прутьев при соединении зависит от диаметра и равен 10 Д, при этом минимальный нахлест не должен быть меньше 50 см и располагаться в шахматном порядке по отношению к рядом находящимся соединениям.
9. По краям сетка связывается П-образной конфигурацией.
10. Арматуру изгибают только в крайнем случае без нагревания, поскольку высокая температура нарушает внутреннюю структуру и приводит к перелому прута.

Важно! Места усиления выполняют только согласно проектному чертежу, арматурой обозначенного диаметра. Поскольку излишний металл приводит к увеличению нагрузки плиты, которая может превысить ее предельные расчетные характеристики.

Пошаговая инструкция процесса

Монолитная плита перекрытия ответственная конструкция для любого здания, поэтому ее сооружают строго по проекту. Серьезные подрядные организации выполняют монолитное перекрытие по технологической карте, в которой расписаны все этапы строительства конструкции от резки арматуры до снятия опалубки, после окончательного затвердения бетона.

Основные этапы устройства конструкции:

1. Устанавливают опалубку съемного или несъемного типа.
2. Выполняют нагрузку доборной арматуры по чертежу, при этом нужно максимально использовать готовые арматурные прутья.
3. Нарезают куски вязальной проволоки. Бухта заранее закрепляется скотчем в 3 или 5 равноудаленных точках, в зависимости от диаметра бухты, чтобы получились куски проволоки удобные для скручивания, после чего бухта разрезается по отметкам болгаркой.
4. Начинают из заготовок связывать нижний слой сетки. Вязку выполняют специальным крючком или, при небольших объемах, обычными пассатижами.
5. Устанавливают пластиковые ограничители с минимальным просветом в 25 мм, чтобы обеспечить создание защитного слоя, на которые будет установлена нижняя сетка
6. Потом создается разделительный слой для установки верхней сетки.
7. Все элементы конструкции перевязываются в жесткий каркас.
8. Далее заливают полученный армокаркас бетонным раствором, за один прием, для этого пользуются бетононасосом.

Важная информация! Опалубку снимают не раньше чем через месяц, после полного затвердения бетонной массы, первые 2-3 дня поверхность монолитной конструкции смачивают водой, во избежание образования трещин.

Сложности, ошибки и их последствия

Самые серьезные ошибки при строительстве монолитной плиты перекрытия допускаются застройщиками в процессе ее расчета. Это сложный процесс, который должен учитывать очень много параметров эксплуатации перекрытия, поэтому лучше его доверить специалистам, имеющим опыт таких разработок и соответствующие программные комплексы, чтобы не допустить даже малейших неточностей. Основные ошибки, которые допускаются при создании конструкции:

• Нарушение соотношения 1:30 при выборе толщины плиты и расстояния между верхней и нижней сеткой.
• Неправильно принята нагрузка, воздействующая на плиту в процессе расчета и выбора площади армирования.
• Низкие диаметры фактической арматуры, чем те, которые определены проектом или расчетами.
• Применение гладкой арматуры вместо ребристой.
• Применение ненапряженной арматуры вместо напряженной.
• Нарушение минимальных размеров ячеек сетки, менее 150150мм.
• Не выдержан минимальный бетонный слой над верхними и под нижними сетками, менее 25 мм.

Расходы

Расходы на армирование зависят:

• От принятого варианта устройства монолитной плиты перекрытия: со съемной или несъемной опалубкой.
• Метода опирания: балочный или безбалочный.
• Её габаритов: длина-ширина-толщина.

Кроме того, стоимость будет возрастать при применении ручного способа вязки арматуры против машинной.

Средние цены на отдельные этапы создания армокаркаса для монолитной плиты перекрытия сведены в таблицу:

Наименование работ	Единицы измерения	Цена, руб.
Армирование сплошной сеткой, укладка армоконструкции	м2	100
Вязка горизонтальной сетки 1 прут	тн	17000
Вязка вертикальной сетки в 1 прут	тн	15000
Вязка каркаса	тн	9600
Армирование с сеткой 100100 мм	м2	450
Армирование сеткой 100100 мм, закрепленной основанию	м2	570
Армирование сеткой 200200 мм	м2	550
Двухслойное армирование сеткой 200200 мм	м2	930

Заключение

Монолитные плиты перекрытия довольно часто применяются в индивидуальном строительстве, поскольку обладают массой преимущества и, прежде всего, высокими прочностными характеристиками.

Основную роль в получении надежности монолитной конструкцией играет армированный каркас. Если он будет выполнен по проекту и в соответствии с действующими нормативами, то плита перекрытия получится прочной и будет служить исправно около 100 лет.