Расчет и конструирование монолитной плиты

Плита перекрытия является одним из самых распространенных железобетонных изделий в строительстве.

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 =
  2. Плита в плане 5х5 м — Mx = My =
  3. Плита в плане 4х4 м — Mx = My =

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.

Стальное армирование дорожной плиты

В соответствии с действующими нормативами (ГОСТ, СНиП) любая дорожная плита должна изготавливаться с армированием элементами горячекатаной стали, сваренными в единую арматурную конструкцию.

Армирование монолитной дорожной плиты может выполняться по ненапрягаемой технологии или с предварительным напряжением осевых стержней. Изделия с преднапряжением прочнее ненапрягаемых, для дорожных плит это означает более высокую нагрузку.

Технология предварительного напряжения состоит в фиксации стержней арматуры в специальных зажимах стенда с последующим растяжением их домкратами или путём разогрева. В арматуру с растянутыми стержнями заливают бетон и выдерживают его до определённой стадии набора прочности. Затем фиксаторы освобождают и отправляют плиту на склад для «дозревания».

Армирование дорожных плит можно проводить только по схемам, установленным для каждого типоразмера ГОСТ В нём приведены типовые чертежи с обозначением видов элементов, составляющих армоконструкцию.

В таблице спецификаций по каждой плите приводятся номера элементов, обозначенных индексами:

  • арматурная сетка — С;
  • арматурный каркас — К;
  • петля монтажная — П;
  • скоба — Ск;
  • фиксатор — Ф;
  • отдельный стержень — словом.

Другая таблица определяет параметры элементов — диаметр, класс стали и общий вес металла.

Таким образом, чертежи армирования дорожных плит позволяют рассчитать стоимость металла и трудоёмкость работ по изготовлению стальной конструкции.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия

Прежде, чем приступить к изготовлению плиты, желательно сделать ее расчет. Дальше будет выполнен пример расчета плиты междуэтажного перекрытия на прогиб.

Исходные данные для расчета

Размер здания с монолитным перекрытием возьмем размером 6х6 м разделенными по центру внутренними стенами (пролет 3м). Толщину перекрытия примем 160 мм, при этом рабочая высота сечения перекрытия будет 13 см. Для изготовления плиты будет использоваться бетон класса В20 (Rb=117кг/см2, Rbtn=см2, Eb=3.1*10^5 кг/см2) и стальная арматура А-500С (Rs=4500кг/см2, Ea=2.0*10^6 кг/см2).

Сбор нагрузок на перекрытие

Нагрузка на перекрытие будет состоять из веса: плиты перекрытия (в нашем случаи 160 мм), цементной стяжки толщиной 30 мм, керамической плитки, нормативного веса перегородок и полезной нагрузки. Все данные сведены в таблице ниже с учетом коэффициентов.

Расчет плиты по деформациям на прогиб

Схема работы перекрытия:

Теперь нам нужно подобрать сечение арматуры, для этого определим максимальный момент:

и коэффициент Aо при ширине участка плиты b=1(м):

Требуемая площадь сечения арматуры будет равна:

Поэтому для армирования 1 погонного метра плиты перекрытия можно применить 5 стержней диаметром 8 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры при этом будет As=2,51см2.

Читайте также:  Плиты покрытия и перекрытия разница /инструкция с фото

Мы подошли в плотную к расчету плиты по деформациям на прогиб. С исходных данных нам известно, что постоянная нагрузка на перекрытие равна м² и временная нагрузка на перекрытие равна м².

Вычисляем максимальный момент от действия длительной нагрузки:

И максимальный момент от действия кратковременной нагрузки:

Находим коэффициент, учитывающий вид нагрузки и схему нагружения S=5/48 – для балок с постоянной равномерно распределенной нагрузкой (табл. 31, «Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона»). y’=y=0 (табл. 29 «Руководство по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона»).

Коэффициент для определения: k1кр ; k1дл ; k2дл.

Считаем кривизну оси при одновременном действии кратковременных, длительных и постоянных нагрузок:

Теперь осталось нам определить максимальный прогиб в середине пролета:

Условие выполняется, значит принятое нами армирование Ø8 A-500С с шагом 200 мм верно!

Для продольной арматуры

В соответствии с — СП (СП ), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

1. в железобетонных балках и плитах:

  • не более 200 мм — при высоте поперечного сечения h≤150 мм;
  • не более 400 мм или 1,5 h  — при высоте поперечного сечения  h>150 мм;

2. в  железобетонных колоннах:

  • не более 400 мм — в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;
  • не более 500 мм — в направлении плоскости изгиба.

3. В железобетонных стенах:

  • не более 400 и не более 2t (t- толщина стены) — между стержнями вертикальной арматуры;
  • не более 400 — между стержнями горизонтальной арматуры.

Важные примечания!

  1. В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух.
  2. В балках и ребрах при ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.
  3. В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.
  4. В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете.

Расчет и армирование плиты

здание рама ригель перекрытие плита

Плита рассчитывается на действие нагрузки на полосу шириной 1м. расчетная схема плиты принимается как многопролетная неразрезная балка, опорами которой являются второстепенные балки. При вычислении нагрузок на 1м2 перекрытия использованы результаты сбора нагрузок, приведенные в табл.7.1.

Таблица 7.1

№ п/п

Наименование нагрузки

Нормативная нагрузка,

Коэф. надежности по нагр., гf

Расчетная нагр.,

1

2

3

4

5

I.

1.

Постоянная (g)

Собственный вес пола

0,2223+0,418+0,418

1,0583

1,3313

2.

Собственный вес монолитной плиты

1·1·0,06·25·0,95

Итого:

  • 1,425
  • 2,4833

1,1

  • 1,5675
  • 2,8988

II.

  • 1.
  • 2.

Временная(х)

Полезная

Перегородки

  • 11,0
  • 0,50
  • 1,3
  • 14,3
  • 0,65

ИТОГО: х = х1+ х2

11,5

14,95

ВСЕГО: gпер = gпер + Vпер

17,4666

17,8488

Предварительно назначаются высота и ширина сечения второстепенной балки:

hвб = (1/18…1/16)·L1=(1/18…1/16)·5,8 =0,32…0,36 м;

принимаем hвб =0,35 м.

Ширина второстепенной балки:

bвб = (0,35…0,45) hвб =0,12…0,16 м,

принимаем bвб = 0,15 м.

Расчетный пролет плиты равен:

L03 = L3 — bвб = 1,933 — 0,15 = 1,78м.

Выровненные изгибающие моменты в средних пролетах и над средними опорами:

в первом пролете и на первой промежуточной опоре соответственно:

Монолитные плиты армируются сетками. Расстояние от центра тяжести арматуры сеток до ближайшей грани сечения принимаем аs = 1,5см. Тогда рабочая высота сечения h0 = hпл — аs = 6 — 1,5 = 4,5см. Вначале расчет прочности по нормальному сечению ведется по моменту М2 в следующей последовательности:

з* = 0,871; о = 0,26 (табл.3.1(3)).

Рис.7.1. Эпюра изгибающих моментов в плите

Рис.7.2. Армирование плиты рулонными сетками

Принимаем количество сеток в одном шаге колонн n = 3.

Длину нахлеста принимаем предварительно а0 = 0,1м.

Принимаем длину выпуска поперечных стержней а = 0,025м.

Ширина сетки между крайними продольными стержнями:

Округляем кратно 25 мм

Принимаем защитный слой бетона а3 = 0,025м.

Ширина здания, состоящего из 3 пролетов, равна:

Взд = 3·L2 = 4·5800 = 17400мм.

Длина сетки равна:

L = Bзд — 2·а3 = 17400 — 2·25 = 17350мм.

Способ армирования зависит от диаметра рабочей продольной арматуры.

Принимаем шаг продольных стержней равным 100мм. Тогда количество стержней в 1м ширины сетки равно 10. Требуемая площадь сечения 1 стержня равна: Аs1 = 2,173/10 = 0,2173см2.

По сортаменту арматуры принимаем стержни 6 В500 c Аs=0,283 см2

Поскольку арматуры >5 мм, армирование производится раздельными плоскими сетками с поперечным расположением рабочей арматуры.

Рис.7.3. Армирование плиты раздельными сетками

Принимаем в первом приближении поперечных стержней сеток d=6 мм.

Ширина сеток:

С1 и С4 В=1800 мм

С2 и С5 В?0,5·Lo3+bвб=0,5·1780+150=1040 мм

Принимаем В=1100 мм

С3 В?0,25·Lo3+ bвб+15·d=0,25·1780+150+15·6=685 мм

Принимаем В=700 мм

Принимаем защитный слой бетона aз=0,025 м. Длина здания, состоящего из 10 шагов колонн определяется по формуле:

Lзд=10·L1=10·5800=58000 мм

Длина сеток:

L=Lзд — 2aз=58000 — 2·25=57950 мм

Подбираем марку сетки С1:

з*=0,79 (табл.3.1(3));

см2

Требуемая площадь сечения одного стержня равна:

см2

По сортаменту арматуры принимаем стержни 12 А400 с Аs=1,131 см2

Сетка С2:

Параметры сетки С3 назначаются по конструктивным требованиям:

Для сеток С4 и С5 получим:

з*=0,867 (табл.3.1(3));

см2

Принимаем шаг рабочих стержней 200 мм. Тогда число стержней составит 1000/200=5. Требуемая площадь сечения одного стержня:

см2

По сортаменту арматуры принимаем стержни 10 А400

Сетка С4:

Сетка С5:

Вязка арматуры монолитной плиты — Инвест Строй

При эксплуатации фундамента наблюдаются процессы растяжения и сжатия. Что касается сжимающих усилий, то бетон вполне справляется с такими нагрузками. Для компенсации растяжения следует применять арматуру, которая повышает прочность монолитной плиты в 10 раз. 

Правила армирования фундамента 

Вязка арматуры монолитной плиты должна выполняться согласно определенным стандартам и правилам. Использовать прутья с отслаивающейся ржавчиной категорически запрещается. Процесс армирования заключается в следующих этапах:

  • выбор наиболее рациональной схемы;

  • определение необходимого сечения арматурных прутьев;

  • фиксация каркасов. 

При возведении плитного фундамента необходимо придерживаться определенных требований:

  • по торцам стержни сеток перевязываются п-образными хомутами;

  • сетки размещают максимально близко к нижней и верхней граням, учитывая защитный слой толщиной 3 см;

  • укладка арматуры производится в двух направлениях;

  • прутья соединяются при помощи сварки или вязки проволокой;

  • шаг ячейки должен составлять не более 30 см и уменьшаться под несущими стенами. 

Вязка арматуры монолитной плиты — Инвест Строй

Как вязать арматуру для монолитной плиты? 

Вязка арматуры может выполняться несколькими способами:

  • Соединение прутьев при помощи специальных пластиковых хомутов – предполагается, что на каркас не будет выполняться нагрузка.
  • Композитная арматура вяжется при помощи специально предусмотренных соединительных элементов, надежно удерживающих составляющие конструкции.

  • Довольно часто армирование выполняют при помощи сварки. Прутья диаметром до 24 мм свариваются точечным методом, а свыше 24 мм – дуговой сваркой. Использование сварки существенно снижает временные затраты на закладку фундамента, но места стыков прутьев становятся уязвимыми перед нагрузками.

  • Наиболее трудоемкий и вместе с тем надежный способ — соединение прутиков при помощи проволоки. Диаметр проволоки, применяемой для вязания арматуры, составляет 0,8-1,2 мм. Проволока скручивается при помощи специального крюка, плоскогубцев или вязального пистолета. 

ИНВЕСТ СТРОЙ – надежная опора вашего дома 

Армирование фундамента – ответственный этап строительства. Чтобы ваш дом был по-настоящему надежным и долговечным, обратитесь в компанию ИНВЕСТ СТРОЙ. Наши специалисты знают, как правильно вязать арматуру для монолитной плиты. Чтобы воочию убедиться в качестве наших проектов, вам нужно совершить лишь один звонок и записаться на интересную экскурсию по нашим строительным площадкам. ИНВЕСТ СТРОЙ – оставьте нам ваши заботы о строительстве коттеджей в Екатеринбурге.

Виды монолитного фундамента

Существует два вида монолитного фундамента:

  • плитный, создаваемый из специальных бетонных плит, которые также используются в качестве перекрытий;
  • монолитный, создаваемый из бетона и металлической арматуры необходимого диаметра.

Оба типа фундамента имеют схожую черту, заключающуюся в том, что они имеют в своем основании плиты, которые изготавливаются из армированной сетки (связанная между собой металлическая арматура необходимого диаметра) и бетона.

Это придает фундаменту прочности, так как бетон защищает металл от коррозии, а он, в свою очередь, придает бетону жесткость и не дает потрескаться под воздействием различных нагрузок.

Плиты фундамента и перекрытия могут иметь:

  • рифленую поверхность с двух сторон, либо с одной;
  • гладкую поверхность.

Эта особенность влияет на область их применения. Рифленая поверхность обладает хорошей адгезией, а поэтому такие плиты идеально подходят для фундамента, так как хорошо сцепляются с грунтом. Гладкие же плиты больше всего подходят под различные перекрытия внутри дома и они не рекомендуются для использования в земле.

Читайте также:  Бетонные плиты перекрытия: технические характеристики

Ни для кого не секрет, что использование готовых железобетонных плит удорожает стройку в несколько раз, поскольку платить приходится за уже готовое изделие. А если это делать самостоятельно, то можно сэкономить часть финансовых средств. Поэтому речь будет идти именно об изготовлении фундамента своими руками.

Особенности укрепления одномаршевой монолитной лестницы

Одномаршевый вариант лестничной конструкции – наиболее простой. Основные усилия воспринимает нижняя плоскость, поэтому усиливать такой марш следует в нижней части.

При продольном армировании одномаршевой лестницы учитываются следующие моменты:

  • размер пролета;
  • расстояние между стержнями;
  • толщина лестничной плиты;
  • сечение арматуры.

Взаимосвязь указанных показателей несложно проследить из справочных таблиц. При величине пролета до 2 м интервал между стержнями составляет 0,19 м. С возрастанием длины лестничной конструкции снижается интервал между стержнями и увеличивается диаметр прутков.

Армирование лестницы-схема

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Выделяют несколько видов по различным параметрам:

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции
  • По типу конструкции;
  • По используемому материалу;
  • По сфере применения.

В последней категории по сфере применения выделяют:

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции
  • Съемная

Этот вид опалубки заливается смесью бетона и после полного затвердевания демонтируется. С точки зрения экономии этот вид является выгодным решением, потому что рассчитан на многократное использование. И к тому же темпы работы с применением данного вида опалубки увеличиваются.

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции
  • Несъемная

Отличительной чертой является создание единой и целостной конструкции с возводимым объектом. Это говорит о том, что демонтаж перекрытия производится только один раз. В несъемной опалубке возможно использование профлиста. Это металлический лист с оцинкованным покрытием. Благодаря своей высокой несущей способности его используют в монолитном строительстве. В качестве профлиста для утепления используют пенополистирол разных видов, в том числе экструдированный. Он обладает теплотехническими характеристиками и низкой звукопроницаемостью. Одним важным элементом утепленной опалубки является наличие стального профлиста, который способствует повышению технических характеристик перекрытия.

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

С точки зрения конструкции опалубку перекрытий различают:

  • рамная;
Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Ее применяют для создания потолочных перекрытий и стен. Если производится монтаж перекрытий, опалубку устанавливают друг на дружку, а если идет работа со стенами, то её делают вертикальными стойками Н-образной формой

  • балочная;
Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Состоит она из балок и ригелей. С помощью неё создаются перекрытия для потолков и колонн.

  • туннельная.
Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Она состоит из полусекций, каждая образована горизонтальными панелями и вертикальными. Предназначена она для создания потолочных перекрытий и стен.

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Балочная опалубка перекрытия SKYRAIL

Опалубка перекрытий ее виды и конструкции

Частые ошибки, допускаемые в процессе армирования

Чтобы обеспечить плиту необходимыми свойствами, защитить ее от преждевременного разрушения следует четко соблюдать технологический процесс армирования монолитной фундаментной плиты. Ниже приведен небольшой перечень ошибок, допускаемых неопытными строителями:

  • На залитую бетонную смесь не устанавливают полиэтиленовую пленку. Ее отсутствие провоцирует вытекание цементного молочка сквозь щели в опалубке. В результате застывший раствор покроется поверхностными трещинами.
  • После засыпания песочно-щебеночной подушки ее не утрамбовывают и не накрывают пленкой. В процессе эксплуатации фундамент начнет деформироваться, возникнут глубокие трещины.
  • При монтаже опалубки не заделываются щели, сквозь которые свежий раствор начнет вытекать. Данная ошибка приведет к образованию неровностей в плите.
  • Отсутствие слоя гидроизоляции между плитой и поверхностью грунта приводит к быстрому разрушению фундамента, которое можно остановить лишь посредством дорогостоящих работ.
  • Использование камней в качестве фундаментных спейсеров.
  • Прутья арматуры в процессе монтажа армирующей сетки фиксируются в грунте, в результате чего металл начнет достаточно быстро разрушаться под воздействием коррозии.
  • При обустройстве фундамента не насыпается песчано-щебенчатая подушка, что снижает прочностные характеристики плиты. Также частая ошибка – использование для подушки только щебня, тогда как минимальное содержание песка в смеси должно составлять 40%.
  • Шаг сетки при армировании плитного фундамента превышает максимальный предел в 40 см, либо он не соответствует расчетам по нагрузке на фундамент.
  • Отсутствует защитный бетонный слой со стороны торцов арматуры, из-за чего она покрывается коррозией.
  • Под несущими стенами и колоннами отсутствуют вертикальные стержни, в результате нагрузка от веса здания распределяется неправильно.

Мы перечислили лишь самые грубые ошибки, которые обязательно скажутся на эксплуатационных характеристиках фундамента. Существуют и более неочевидные нюансы, о которых знают лишь опытные строители. Именно поэтому рекомендуем доверять столь важную работу как армирование плитного фундамента только мастерам с хорошей репутацией.