Процент армирования плиты перекрытия

Грамотное армирование монолитной ж/б плиты

Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.

Как правильно армировать конструкцию? При выполнении задачи нужно соблюдать несколько правил. При строительстве частного дома обычно не разрабатывают подробный рабочий проект и не делают сложных расчетов. Из-за небольших нагрузок считаю, что достаточно соблюсти минимальные требования, которые представлены в нормативных документах. Также опытные строители могут заложить арматуру по примеру уже сделанных объектов.

Плита в здании может быть двух типов:

• фундаментная;
• перекрытия.

В общем случае армирование плиты перекрытия и фундаментной не имеет критических отличий. Но важно знать, что в первом случае потребуются стержни большего диаметра. Это вызвано тем, что под элементом фундамента есть упругое основание — земля, которое берет на себя часть нагрузок. А вот схема армирования плиты перекрытия не предполагает дополнительного усиления.

Как рассчитывается расход арматуры на куб бетона

Согласно СП 52-101-2003 конструкцию можно назвать железобетонной, если площадь сечения продольных стальных стержней равна минимум 0,1 %, от площади сечения бетона. Максимальный процент содержания стальных стержней в бетоне равен 5, в местах стыковки, например колонн, этот показатель может доходить до 10. Рекомендуемый диапазон, это 0,5-3 % арматуры, от площади сечения бетона.

Исходя из конструктивных требований СП 52-101-2003, норма расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций, находится в пределах от 20 до 430 кг на 1 м 3 бетона.

Таблица расхода арматуры

В данной таблице, рассчитан вес арматуры, необходимый для армирования железобетонных конструкций, в зависимости её количества в процентах от площади сечения бетона.

Непосредственные расчеты

Схема анкеровки плиты перекрытия.

Если нижний каркас должен доходить до последних перекладин, то его заводят за опору на длину базовой анкеровки, расчет которой производят по формуле:

lo, an = Rsp Asp/(Rbond us), где
Rsp – рассчитываемое сопротивление долевого сечения арматуры растяжению;
Asp – номинальная площадь арматуры (установленной);
Rbond – сопротивление сцепления каркаса и бетона;
Us – периметр по профилю арматуры (по номинальному диаметру).

После того как производят расчет анкеровки, необходимо разобраться, какие хомуты и стержни употребить и как их разместить.

Например, некоторые стержни, которые необходимо довести до опоры, обрывают в пролете, а стержни вязаной арматуры иногда отгибаются, причем тогда, когда их количество больше двух и если они двухсрезные. А когда это четырехсрезные хомуты, их число не должно превышать четырех и их тоже можно отгибать на опоры и на плиты.

Монолитные плиты перекрытия частично или полностью опираются по контуру (периметру), а иногда свободно опираются или имеют защемления на опорах. В конструкциях чаще всего используют консольные перекрытия, которые опираются на одну кромку, или такие плиты, которые опираются на углы (безбалочное перекрытие). Какие из них употребить, зависит от расчета, который производится довольно легко. Для него понадобится:

• Лист;
• Карандаш;
• Линейка;
• Калькулятор;
• Знание необходимых формул.

Плиты, как и балки, могут быть однопролетные – разрезные (шарнирные и с нешарнирным опиранием), неразрезные – консольные (многопролетные).

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.

Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций

Это приведет к негативным последствиям:

• ухудшению рабочих показателей конструкции;
• существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.

Защитный слой бетона

Для защиты арматуры от коррозии, влаги и прочих неблагоприятных внешний воздействий, бетон должен полностью покрывать стальной каркас. Толщина бетонного пласта над металлическим скелетом в монолитных стенах более 10 см должна составлять максимально 1,5 см. Для плит толщиной до 10 см величина слоя составляет 1 см. Если речь идет о 25-сантиметровых ребрах, слой бетона должен достигать 2 см. При армировании балок до 25 см пласт цементного раствора равен 1,5 см, но для балок в фундаментах — 3 см. Для колонн стандартных размеров следует заливать бетон слоем более 2 см.

Что касается фундаментов, то для монолитных конструкций с прослойкой из цемента требуемая толщина слоя над арматурным каркасом составляет 3,5 см. При обустройстве сборных основ — 3 см. Монолитные базы без подушки требуют 7-сантиметровый слой бетона над скелетом из арматуры. При использовании толстых защитных слоев бетона рекомендуется проводить дополнительное усиление. Для этого используется стальная проволока, вязанная в виде сетки.

При дальнейшей обработке железобетонных конструкций алмазными кругами важно учитывать расположение каждого армирующего элемента и структуру его скелета. Это особенно касается процессов сверления отверстий в железобетоне и его резки. Такая обработка материалов может снизить потенциальную прочность изделия. Когда железобетон демонтируется полностью, учет перечисленных выше требований не производится.

Шаг 5. Подбираем сечение арматуры

Разрушение в плитах перекрытия происходит тогда, когда арматура достигает своего предела прочности при растяжении или текучести. Т.е. почти все зависит от нее. Второй момент, если прочность бетона уменьшается в 2 раза, тогда и несущая способность армирования плиты уменьшается с 90 на 82%. Поэтому доверимся формулам:

Происходит армирование при помощи обвязки арматуры из сварной сетки. Ваша главная задача – рассчитать процент армирования поперечного профиля продольными стержнями арматуры.

Как вы наверняка не раз замечали, самые распространенные ее виды сечения – это геометрические фигуры: форма круга, прямоугольника, трапеции. А расчет самой площади сечения происходит по двум противоположным углам, т.е. по диагонали. Кроме того, учитывайте, что определенную прочность плите перекрытия придает также дополнительное армирование:

Если рассчитывать арматуру по контуру, тогда вы должны выбрать определенную площадь и просчитывать ее последовательно. Далее, на самом объекте проще рассчитывать сечение, если взять ограниченной замкнутой объект, как прямоугольник, круг или эллипс и производить расчет в два этапа: с использованием формирования внешнего и внутреннего контура.

Например, если вы рассчитываете армирование прямоугольного монолитного перекрытия в форме прямоугольника, тогда нужно отметить первую точку в вершине одного из углов, затем отметить вторую и произвести расчет всей площади.

Согласно СНиПам 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры А400 составляет Rs=3600 кгс/см², или 355 МПа, а вот для бетона класса B20 значение Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа:

Согласно нашим вычислениям, для армирования 1 погонного метра понадобится 5 стержней с сечением 14 мм и с ячейкой 200 мм. Тогда площадь сечения арматуры будет равняться 7.69 см². Чтобы обеспечить надежность по поводу прогиба, высоту плиты завышают до 130-140 мм, тогда сечение арматуры составляет 4-5 стержней по 16 мм.

Итак, зная такие параметры, как необходимая марка бетона, тип и сечение арматуры, которые нужны для плиты перекрытия, вы можете быть уверены в ее надежности и качестве.

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 монолитных перекрытий 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.

Преимущества армирования плиты перекрытия

Армирование повышает способность конструктивного элемента воспринимать нагрузки, выдерживая деформации больше расчётных значений. Суммарная нагрузка на квадратный метр перекрытия частного дома, учитывая временную и постоянную, составляет 400-450 кг.

Перекрытие работает на излом. При этом верхняя часть плиты перекрытия сжата, а нижняя, наоборот, растянута. Бетон легко переносит сжимающие деформации, нагрузку на растяжение принимает металлическая арматура.

[stextbox defcaption=»true»]Без армирующего каркаса в нижней части плиты происходит разрушение конструкции.[/stextbox]

Технология заливки армированных монолитных плит не требует использования строительных машин при монтаже, перевозке. Все работы производятся на месте строительства, подходят для самостоятельного выполнения.

[stextbox частном доме с длиной пролёта до 6 м и опиранием плиты на стены по контуру рекомендованным считается размер ячейки сетки 20 х 20 см. Диаметр сечения нижней сетки принимают 12 мм, верхней сетки –10 мм.[/stextbox]

Правила самостоятельного армирования, соблюдение которых необходимо

Существует масса специально разработанных технологических требований, соблюдение которых обязательно как на промышленном производстве плит, так и при их самостоятельном изготовлении. Точное соблюдение этих требований позволит провести качественное и надежное армирование монолитной плиты перекрытия своими руками.

1. В том случае, если плита предназначается для перекрытия пролетов, имеющих более 8-ми метров в длину, необходимо использование напряженной сетки из особо прочных канатов.
2. Для армирования применяют сварные сетки с диаметром прутков не менее 6-ти мм (как правило, 8-14 мм), с расстоянием между ними, не превышающим 600 мм.

Преимущества и недостатки сплошного армированного перекрытия

Железобетонное перекрытие делается так же, как и готовые плиты из 2 материалов:

• железные прутья;
• цементный раствор.

Бетон имеет высокую твердость, но он хрупкий и не выдерживает деформаций, разрушается от ударов. Металл мягче, хорошо переносит деформации на изгиб и кручение. При совмещении этих двух материалов получаются прочные конструкции, переносящие любые нагрузки.

• отсутствие швов и стыков;
• ровная сплошная поверхность;
• возможность делать перекрытия на любые формы и размеры помещений;
• монтаж и сборка арматуры проводится непосредственно на месте;
• железобетонный монолит упрочняет конструкцию, связывает воедино стены;
• не надо после монтажа заделывать стыки и выравнивать переходы;
• местная большая нагрузка на перекрытие равномерно распределяется на фундамент;
• легко сделать различные отверстия между этажами для лестниц и коммуникационные колодцы.

К недостаткам армирования относится большие трудозатраты по сборке арматурной сетки и длительный процесс высыхания и упрочнения бетона.

Правила и этапы армирования

При армировании пользуются чертежами, построенными с учётом таких факторов: габариты плиты, толщина перекрытия, расположение усилений, шаг сетки и другие характеристики армопояса. Монолитные и многопустотные плиты воспринимают нагрузки на сжатие и растяжение. В целом плита будет работать на излом, поэтому в конструкции предусмотрены два армопояса: верхний и нижний. Арматура принимает на себя растягивающие воздействия, а бетон выдерживает сжимающие.

Для армирования применяют только неразрывные прутья. Расчёт толщины и шага выполняют согласно требованиям действующих СНиП. Сетки используются готовые, сваренные, или их вяжут вязальной проволокой.

Если необходимо использовать не цельные стержни, а сегменты, их соединяют с перехлёстом, который должен быть не менее 40*d, где d — диаметр стержня. Толщина плиты для помещений с пролётом до 6 м составляет не менее 20 см. Стержни в армопоясе — горячекатаные, диаметром 8-12 мм, из стали класса АIII. Детальные параметры содержатся в рабочих чертежах.

• Выполняют расчёт толщины плиты. Она должна быть не меньше максимальной длины пролёта, разделённой на 30, и не меньше 1,5 дм. Пример: если пролёт имеет длину 6 м, толщина изделия составит 200 мм.
• Собирают и устанавливают опалубку, вяжут каркас. Конструкция включает верхнее и нижнее армирование и дополнительные элементы. Пояс усиления выполняют из прутьев 8-14 мм, класса АIII или другого, предусмотренного стандартами.
• Элементы соединяют в единое целое отожжённой стальной проволокой диаметром от 1 до 1,5 мм.
• Выполняют вязку нижнего армопояса с шагом 200х200 мм (в общем случае). Продольные прутья помещают на дистанцирующие элементы на расстоянии 200 мм друг от друга, поверх них укладывают поперечные элементы.
• Для присоединения верхнего каркаса по площади армопояса распределяют дистанцирующие элементы. В местах пересечения и по периметру выполняют вязку.
• Аналогично нижнему армированию выполняют верхнее. Сетку присоединяют к дистанцирующим элементам, после чего получают каркас, готовый к заливке.

Элементы, которые называют дистанцирующими, необходимы для обеспечения достаточной толщины защитного слоя бетона. Арматура не должна выходить наружу ни с какой стороны. В общем случае защитный слой имеет толщину не менее 1 диаметра стержня. На производстве для вязки используют автоматические пистолеты и полуавтоматические клещи.

Если выполняется соединение методом электродуговой сварки, шов должен быть в виде точки, затрагивающей тело стержня по минимуму. В противном случае соединение получится слабым.