Балочное перекрытие пролета в архитектуре
Балочные перекрытия: для чего нужны и какими бывают?
Балки, расположенные через равные перекрытия, являются главным элементом конструкции любого здания. На балочные перекрытия опираются дополнительные ограждающие функциональные детали. В качестве материала для балок используется железобетон, древесина, металл, комбинированные материалы.
Что это такое?
Каждый элемент балочной системы играет важную роль. Детали делаются обычно типовых размеров, собираются на месте с помощью подручных механизмов. Вид балочного перекрытия всегда связан с масштабами строения. Самый простой вариант – из древесины, подходит для частного индивидуального строительства. Плиты перекрытия – конструктивный элемент многоэтажного дома. Элементы участвуют в непосредственном разделении дома на этажи.
Классическое перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция здания. Кроме межэтажных элементов, перекрытия бывают цокольными и чердачными. Их различают по форме на плоские и сводчатые. Основные характеристики перекрытий обычно соответствуют требованиям, о которых осведомлены конструкторы, архитекторы, другие лица, ответственные за концепт жилстроительства. Классификация перекрытий по признакам выделяет следующие позиции:
- по материалу;
- по назначению.
Роль балочных перекрытий в жилстроительстве высока. Без балок перекрытия полы в квартирах будут прогибаться даже под незначительной тяжестью, а потолки рушиться от обычных люстр. Это своего рода прочный скелет, внешний вид которого напоминает ребра. Балками перекрытия этот скелет называется издавна. Эта основная опора всегда сооружалась и сооружается сейчас с достаточной прочностью, значительно увеличивая вес конструкции в целом.
Правда, современные материалы отличаются легким весом и хорошей прочностью.
Для чего необходимы?
Система балочных перекрытий несет в себе не только механические нагрузки. Это также теплоизоляционная и звукопоглощающая прослойка. Она изолирует внутренности дома от внешнего воздействия. Например, не допускает сырости из подвала, холода из чердака. Уличные звуки не попадают в комнаты именно благодаря качественным основам балочного перекрытия. В жилых малоэтажных зданиях они обычно каркасного типа, а межэтажные перекрытия выглядят сплошной конструкцией, которая укладывается не только между первым и вторым этажами. Они являются общим скелетом сооружения.
Механическая нагрузка на перекрытия измеряется используемым материалом и эксплуатационными характеристиками здания. Все параметры рассчитываются на основании определенных задач, которые не так-то просто исполнить.
Правильных результатов добиваются ответственные профессионалы.
Разница в расчетах связана с наличием утеплителей, используемых видов материалов. Интенсивность эксплуатации чердачных помещений, хранение вещей тоже влияют на расчетные значения.
Если на чердачном пространстве планируется мансарда, учитывается и вес напольного покрытия, а также имеющейся мебели и перегородок.
В зависимости от показателей, перекрытия бывают сборными, монолитными или комбинированными. Они необходимы, чтобы разделить между собой этажи, конструкцию чердака или подвал от основного помещения. Главные виды балочных перекрытий обычно из древесины или стали. Деревянные балки недорогие, но не используются в масштабном индустриальном строительстве. Недостатки материала:
- сгораемость;
- загнивание;
- небольшая прочность.
Перекрытия подходят для строительства деревянных сооружений, малоэтажных конструкций, хозяйственных сооружений. В жилых зданиях массового типа применяются сборные плиты из железобетона и комбинированные панели. Элементы подразделяются на мелко- и крупноразмерные. Плиты малых размеров применяют в частном строительстве или при сооружении зданий небольшой этажности.
Крупные плиты нужны для весьма значительных сооружений, при наличии весомых динамических нагрузок. Иногда типовые конструкции плит не могут быть применены, так как они не обеспечивают необходимой жесткости. Например, если сооружаемое здание сложной формы, перекрытие для него изготавливается на заказ.
У балочных перекрытий множество назначений. В общей схеме устройства балки не только принимают на себя часть усилия, но и передают ее через стены фундаменту. Это своего рода диафрагмы жесткости, которые создают прочность сооружения.
Особенности конструкции
Оптимальные варианты конструкций подбирают застройщики особыми методами. Обычно сравниваются цены, качество материала, возможные трудозатраты, сроки строительства. Этот элемент сооружения для нижних этажей является потолком. Для этажей, расположенных выше, балки – это пол. Требования у некоторых видов балочных перекрытий довольно жесткие. Например, когда нужно осуществить разделения помещений с температурной разницей. Функциональность у данных конструкций почти такая же, как у наружных стен.
Количество общих нагрузок на балочные перекрытия должно быть соразмерно эксплуатационным характеристикам здания. Если расчетные показатели не будут соблюдены, это может привести к дефектам, самый незначительный из которых – скрип полов. При грубых нарушениях работ произойдет обрушение здания при эксплуатации. Тип перекрытия должен быть правильно выбран. Только таким способом будет обеспечена надежность конструкции, а также комфорт при нахождении в жилье.
Балочные перекрытия схематично выступают несущей частью, а промежуток между ними наполняется отделочными материалами пола и потолка. Перекрытия по деревянным балкам чаще всего изготавливаются из бруса размером:
- 50*150;
- 100*150;
- 150*150;
- 150*175;
- 175*175.
Особенность деревянных балок состоит в том, что на больших расстояниях они обеспечивают прочность, но не влияют на качественную жесткость. Этот дефект устраняется правильностью расчетов, но при частном строительстве не всегда есть возможность их осуществить. Рекомендованный шаг для балочных перекрытий – 500-600 мм.
Ребристые настилы, ограниченные в использовании в обычном понимании, нашли применение в чердачных конструкциях. Они изготавливаются с ребрами в одном или двух направлениях. В верхней части есть сплошная плита. Плиты связываются между собой анкерными стальными соединениями. Они же обеспечивают единство плит с вертикальными несущими элементами здания. Стальные балки тоже подразделяются на виды, среди которых:
- монтажные;
- полумонтажные;
- монолитные системы.
Швеллеры или тавры редко используются в индивидуальном строительстве, хотя и обладают серьезными преимуществами перед другими видами. Главный недостаток подобных конструкций – существенный вес, который может достигать 400 кг. Несущие способности внешних элементов должны соответствовать данной характеристике. Например, подобные детали не подходят под панельные или сборные конструкции из газобетона.
Железобетонная структура редко практикуется в ИЖС. Технически она должна соответствовать высоте несущего элемента, который должен образовывать 1/20 часть от промежутка между основами. Ширина балки просчитывается пропорцией 5: 7.
Преимущество железобетонных конструкций в том, что возможно их самостоятельное изготовление. Это допустимо при наличии опалубочного оборудования, железобетонной смеси вида 300 и спецарматуры. Железобетонное перекрытие заполняется блоками из ячеистого бетона или пустотелыми керамическими камнями.
Использование в частном жилье подобной системы влечет повышенные трудозатраты и экономическую невыгодность проекта.
Однако устоявшиеся технологии успешно корректируются. Например, скелет по деревянным балкам можно получить такой же, как по металлическим характеристикам. Видоизменения параметров можно добиться благодаря другому порядку размещения несущих конструкций.
Балки располагаются попарно, с шагом 500 мм. Одна деталь из пары с большими габаритами выступает основой для пола, а другая (меньшая) играет роль несущего элемента для потолка. При создании данной системы исключаются любые колебания, а еще появляется идеальная звукоизоляция.
Как подобрать?
Длина балок выбирается в соответствии с величиной перекрываемого пролета. Как правило, в подсчетах участвует наименьшее расстояние, если комнаты прямоугольные. При наличии квадрата течение укладки теряет свой смысл. Особенно если дом каменный, а все его стены несущие, с достаточной прочностью. Они выдержат навалку не только от деревянных балочных перекрытий, но и от стальных и железобетонных конструкций.
Параметры балок выбираются от соотношения параметров имеющихся пролетов. При необходимости в конструкцию вводятся вспомогательные элементы с большими габаритами, которые упираются на детали меньшего сечения.
Чтобы в итоге получился пол одного уровня, балки во второстепенной конструкции закладываются в несущие основания на высоту своего сечения.
Шаг балок не всегда подчиняется единому принципу. Это обязательство связано с основами стен, в которых обустраиваются ниши. Они появляются в процессе возведения, а здесь возникают свои нюансы. В некоторых случаях балки перекрытия могут опираться на отдельно стоящие опоры, например, когда конструкция каркасная. Стойки могут быть тоже из древесины, такие элементы соединяются между собой специальными скобами.
Если пролеты в сооруженном здании более 7 метров, заполнять их рекомендуется стальными балками перекрытий. Еще эти элементы незаменимы при реконструкции строений. Например, стальные балки практиковались при возведении сталинских высоток. В совокупности с железобетонным монолитом конструкции получились очень прочными и в наши дни считаются качественными.
Принцип расположения стальных элементов схож с деревянными конструкциями. Подготовка ниш отличается некоторыми особенностями. Например, несущие элементы нуждаются в защищенности от неравномерного разделения усилий.
Под стальные балки принято укладывать специальные стальные листы или подготавливать бетонную подушку. Ниши утепляются специальными материалами.
Рекомендации
Утеплитель можно закладывать непосредственно в нишу, но при условии, когда он отсутствует в конструкции стены. Открытая ниша может быть не только проводником холода, но и причиной появления влаги и скопления конденсата. Ее важно правильно утеплить подходящим теплоизолирующим материалом.
В качестве теплоизолятора подойдет пенополистирол. Материал не впитывает влагу и хорошо сохраняет теплый воздух в помещении. При его выборе стоит учесть повышенную горючесть пенополистирола, поэтому остеречься от заполнения деревянных ниш с балками из древесины. В этом случае предпочтительней заделать нишу бетонным раствором и специальной негорючей монтажной пеной. При выборе последнего варианта конец балки рекомендуется завернуть толем или рубероидом.
Крайне не рекомендуется выбирать для этих же целей пленку или обычный полиэтиленовый мешок. В замкнутой зоне от мешка появится конденсат, стена будет промерзать. В качестве изолирующей подложки подойдет пропитка из дегтя или любой современный антисептический препарат. Это исключит преждевременное гниение балок перекрытий.
Ниша, заделанная дополнительными утеплителями, именуется глухой. Определение более распространено, чем открытая конструкция. В этом случае зазор между балкой и стеной ничем не наполняется. Материалы и трудозатраты будут сэкономлены, но звукоизоляция существенно снижена. Гидроизоляция стены внутри в этом случае также необходима, например, балки обязательно покрываются защитными материалами.
Тип перекрытия можно выбрать самостоятельно. При этом нужно учитывать характерные особенности местности. Экономически выгодные варианты можно подобрать для каждого региона в отдельности. Важные характеристики перекрытий учитываются проектировщиками. Расчеты индивидуальны для каждого конкретного сооружения. Только в этом случае можно быть уверенным в надежности конструкции, которая вне зависимости от нагрузок прослужит долгий срок службы.
О расчете деревянного перекрытия подробно рассказывается в видео ниже.
Сборно-монолитное перекрытие: нюансы и особенности
Любой застройщик хотел бы построить надёжное перекрытие в загородном доме за минимальные деньги. Обычно на вопрос, чем будете перекрывать пролёт в двухэтажном каменном коттедже, домовладелец говорит, что ж/б плитами. Или деревянными балками, или, что дороже, заливать монолитное перекрытие из железобтона. Гораздо реже можно услышать, что смонтируют сборно-монолитное перекрытие (СМП). Сказывается меньшая распространённость этой технологии, а также традиционная инертность мышления, присущая отечественному строительному рынку. Большинство людей считает, что обычным плитам, в сочетании «цена-несущая способность-удобство работы строителям и скорость монтажа» нет равных, а СМП стоит слишком дорого, и делать его сложно.
В этой статье мы расскажем, так ли это, и ответим на следующие вопросы:
- В чём заключаются особенности сборно-монолитного перекрытия.
- Во сколько обходится монтаж 1 кв. м такого перекрытия.
- Какие нюансы необходимо учесть.
Особенности сборно-монолитного перекрытия
Чтобы понять, что из себя представляет СМП, достаточно изучить следующую картинку.
Как видно из фото выше, сборно-монолитное перекрытие представляет собой балки заводского изготовления с треугольным арматурным каркасом (т.н. тригоны), смонтированном на бетонном основании. Между балок укладываются блоки газобетонные, которые играют роль несъёмной опалубки.
Поверх блоков также, обязательно с зазором, укладывается арматурная сетка или вяжется каркас с ячейкой 10х10, 15х15 см, из арматуры «восьмерки» или «десятки».
Снизу балки подпираются деревянными опорами или телескопическими стойками, и далее заливается бетон.
После набора бетоном прочности стойки убираются, и ведутся дальнейшие строительные и отделочные работы.
Кажется, что эта технология проигрывает стандартной и всем привычной, когда на стены краном быстро укладываются железобетонные плиты перекрытия. А по степени технологичности, т.е. количеству подготовительных операций, похожа на обычную заливку монолитного перекрытия. Возникает вопрос: в чём же тогда плюсы СМП. Чтобы на него ответить, нужно рассмотреть ключевые особенности плитного и монолитного перекрытия.
Возьмём для примера дом из газобетона. Чтобы смонтировать на такой «коробке» бетонные плиты перекрытия, необходимо залить по периметру стен армопояс, который равномерно перераспределит нагрузку от плит на блоки.
Далее у плит перекрытия заделываются русты, при необходимости плиты анкерятся, а поверх них заливается выравнивающая стяжка, под чистовое покрытие, толщиной около 5 см.
Эта технология давно и хорошо отработана и обычно не вызывает сложностей у строителей. Но плитами сложно или невозможно перекрыть длинные безопорные пролёты в 8, 9, 12 и более метров. Помимо этого, геометрия современных загородных домов далека от простого квадрата или прямоугольника, а стандартная длина обычных плит перекрытия 6 м. Т.е., если в доме есть эркеры, выступы, криволинейные участки, «коробка» имеет сложную конфигурацию, то придётся или резать плиты, или ломать голову, как совместить плиты перекрытия с монолитными участками.
Под лестничный пролёт.
Для монтажа плит нужны хорошие подъездные пути и обеспечение возможности беспрепятственной работы крана, который их будет укладывать. Не на всех загородных участках это возможно.
Теперь пробежимся по монолитному перекрытию. Для его монтажа, в том же газобетонном доме, не требуется заливка отдельного армопояса, т.к. монолитное перекрытие само по себе является диском жесткости, перераспределяющим нагрузку. Но для монолита требуется смонтировать опалубку по всей площади перекрываемого помещения из профлиста или ламинированной фанеры и установить подпорки. Качественно связать пространственный арматурный каркас.
Сделать монолитное перекрытие на длинных пролётах, свыше 7 метров, не всегда рентабельно, т.к. оно получится очень тяжелым, и фактически «съест» само себя.
Ко всему вышесказанному добавим, что при необходимости реконструкции каменного дома, если заказчик хочет заменить старые и прогнившие деревянные перекрытия, сразу отпадает вариант с плитами, а массу монолита может просто не выдержать фундамент и грунтовое основание.
Переходим к сборно-монолитному перекрытию. Как говорилось выше, основа этого перекрытия — балки. Основание - «ядро» балок, в котором устанавливается арматурный каркас, может быть сделано из бетона.
Я построил одноэтажный дом из газобетона с плоской крышей. Перекрытие сборно-монолитное. При его монтаже возникла проблема, как поднять балки с бетонным основанием. Если балку длиной 3500 мм и весом 60 кг можно закинуть вдвоём на стену высотой 3 м, то с балками длиной 6500 мм и весом 110 кг это уже не получится. Нужны помощники, а лучше кран, который придётся брать в аренду.
Этот вариант балок уже устаревший, и некоторые производители предлагают более легкие балки, на основе профиля из оцинкованной стали, на котором смонтирован арматурный каркас.
Т.е. поднять и смонтировать такую балку можно вручную, без использования подъёмной техники.
На конечный вес такой балки также влияет количество прутков дополнительной продольной арматуры. Её диаметр и количество стержней подбирается на основе конструкторского расчёта несущей способности сборно-монолитного перекрытия.
Ещё один плюс СМП — возможность гибко подбирать несущую способность перекрытия в зависимости от предполагаемых эксплуатационных нагрузок.
Заполнителем (несъёмной опалубкой), между металлических балок, могут стать обычные, сравнительно лёгкие рядовые, а не специальные Т-образные, газобетонные, полистиролбетонные, керамзитобетонные блоки, а также блоки из теплой керамики.
Возникает вопрос с пожароопасностью такого варианта перекрытия, но в Европе такой заполнитель часто встречается даже при строительстве многоэтажных домов.
Сборно-монолитное перекрытие обладает меньшим весом, чем монолитное. Это, в свою очередь, снижает нагрузки на стены, фундамент и грунт. Поэтому СМП можно применять при реновации зданий и замене старых и ослабленных перекрытий в жилых домах.
При равной толщине перекрытия 25 см, вес монолита – примерно 500 кг/кв. м, а у СМП – 300 кг/кв. м.Балки могут быть разной длины, их можно стыковать под углом, соответственно, появляется возможность перекрывать помещения сложной конфигурации.
Добавим, что СПМ обладает высокой несущей способностью. За счёт увеличения высоты сечения балки, использования дополнительной продольной арматуры появляется возможность перекрывать безопорные пролёты длиной до 16 метров.
Треугольные каркасы, изготовленные промышленным способом, имеют высоту 10, 15, 20, 25 и 30 см.Ещё одно преимущество сборно-монолитного перекрытия – отпадает необходимость устройства армопояса, т.к. он заливается одновременно с перекрытием, что также упрощает и удешевляет работы. В перекрытие можно сразу замонолитить трубы тёплого пола.
Протянув бетон, по заранее установленным «маякам», сразу получить ровную поверхность, готовую для укладки чистового напольного покрытия.
Сборно-монолитное перекрытие: практическая информация
Хотя СМП нельзя назвать новинкой, а его монтаж по принципу конструктора не вызывает сложностей даже у новичков, у многих пользователей портала появляются вопросы: что использовать в качестве временных подпорок под балки с уложенными блоками: доски, брус или телескопические стойки?
Я думаю, что проще купить куба полтора досок не высшего сорта и пустить их на подпорки, чем брать в аренду стойки на месяц. Доски потом можно использовать на что-то ещё на стропильную систему.
Я много лет профессионально занимаюсь монолитными работами и могу сказать, что металлические телескопические стойки по всем показателям выигрывают у подпорок из досок. Стойки ставятся за несколько минут. Двигая стойку вверх-вниз, достигается миллиметровая точность установки под балками. С досками придётся ловить сантиметры, вбивать клинья, чтобы надёжно упереть их, раскреплять укосинами, потом всё это разбирать, а это потеря времени, а значит и денег.
Стойки ставятся на расстоянии, в среднем, 1.5 м друг от друга. Важный момент: монтируя стойки, сразу думаем, на чём они будут стоять. Для упора нужно прочное основание с хорошей несущей способностью. Если это не утрамбованный грунт или плита фундамента, то существует опасность продавливания стойки, под весом бетона вниз, даже если стойка стоит на прокладке из доски.
При самостоятельном устройстве сборно-монолитного перекрытия нужно обратить внимание на следующий момент — необходимость устройства бетонной диафрагмы.
Бетонная диафрагма — это верхний слой бетона, толщиной около 5 см, расположенный непосредственно над вставками, газобетонными блоками и т.п. и формирующий верхнюю поверхность перекрытия, предназначенную для эксплуатации.
Я сделал сборно-монолитное перекрытие толщиной 200 мм. Заливал только каркас между блоками. Т.е. фактически отлил бетонные балки. Через 20 дней убрал стойки в подвале, на перекрытие между несущих колонн поставил 25 тонн блоков. Отлично всё получилось, ни единой трещинки. Полагаю, что несущая способность такого перекрытия определяется, в первую очередь, правильным арматурным каркасом и маркой бетона. Не думаю, что слой в 5 см поверх блоков сильно её повысит.
Тиберий считает, что в этом случае не получилось сборно-монолитное перекрытие, т.к. в перекрытии работает тавровое сечение. alexxx0677 же смонтировал обычные ж/б балки, между которыми уложены блоки, и только эти балки определяют несущую способность перекрытия. Стяжка поверх блоков придаст жёсткости перекрытию, но не в той мере, как если бы она была залита единым элементом (диафрагмой) с балками.
В случае, если в верх сборно-монолитного перекрытия замоноличиваются трубы теплого пола, то толщина бетонной мембраны перекрытия берётся от 8 до 10 см, в зависимости от типа чистового покрытия (керамическая плитка, ламинат и т.д.). Нужно учитывать, что увеличение толщины бетонной мембраны на 1 см приводит к снижению полезной нагрузки на 25 кг/кв. м. Если мы вместо 5 сделаем толщину диафрагмы в 10 см, то «потеряем» 125 кг/кв. м полезной нагрузки перекрытия.
И в заключении статьи приведём затраты на этот вариант перекрытия. В среднем, 1 кв. м СПМ обходится в +/- 2000 рублей, без учёта цены работы строителей по его монтажу. Стоимость приведена примерно, т.к. в разных регионах могут быть разные цены на балки, бетон, вкладыши, аренду бетононасоса и оплату труда рабочих.
Я делал перекрытия для своего дома. По факту вышло 154 кв. м. Цоколь перекрыл плитами, потратил 290 тыс. руб. Первый этаж перекрыл СМП, потратил 354 тыс. руб. Цены с учётом материала, доставки и работы.
Мне в Ростове залили монолитное перекрытие 10х12 м толщиной 180 мм. На всё про всё потратил 233 тыс. руб. СМП считал, выходило дороже, и делать его толком никто не умеет.
По мнению участника портала Фельдмаршала, сборно-монолитное перекрытие дороже плит перекрытия, но дешевле и менее трудоёмко, чем монолитное, т.к. считать всё надо в комплексе. Т.е., во сколько в итоге обходится всё перекрытие под укладку чистового покрытия, а не только сколько стоит сделать одну плиту перекрытия, без учёта затрат на монтаж-демонтаж опалубки, сложности и скорости работ и аренды тяжелой строительной техники.
Узнать, как добиться существенного повышения несущей способности СМП, а также задать вопрос по особенностям его монтажа можно в теме сборно-монолитное перекрытие.
В видео показываются два варианта балок для сборно-монолитного перекрытия из газобетона.
Монолитное перекрытие: устройство и виды
Монолитное перекрытие – один из самых популярных вариантов устройства горизонтальных элементов. Его применяют в зданиях и сооружениях, используемых в малоэтажном строительстве, в том случае, если планировка объекта отличается от стандартной. Например, когда нет внутренних несущих стен и перегородок или пролеты превышают размеры стандартных готовых плит, выпускающихся промышленным способом. Выделяют различные способы обустройства монолитных перекрытий – с использованием балок или безбалочные, по профнастилу или съемной опалубке.
Что такое?
Как определить, какой монолит лучше для частного дома? При выборе оптимальной конструкции стоит обращать внимание не только на особенности используемого материала и планировку стен здания. Нужно еще учитывать нагрузки, которые предстоит выдерживать плите. Это позволит точно определить количество и характеристики арматуры, обеспечивающие ей прочность.
Монолитное перекрытие – это разновидность несущих конструкций, имеющих горизонтальное положение в пространстве, создаваемых путем заливки металлической арматуры бетонным раствором. Его обустройство обеспечивает возможности для формирования цельного основания, способного служить опорой при дальнейшей эксплуатации здания. При самостоятельном бетонировании монолита используется опалубка с армирующими стержнями внутри. Применение цельнолитых перекрытий будет абсолютно обоснованным в следующих случаях.
- При возведении зданий со сложными параметрами конфигурации или оригинальной архитектурой. Когда невозможно сделать всю конструкцию сборной, приходится дополнять ее монолитными участками. Но гораздо рациональнее в этом случае будет сразу выполнить обустройство единой плиты над всем зданием.
- При сложностях с доставкой и транспортировкой плит, невозможностью использования тяжелой крановой техники.
- При наличии нестандартных пролетов, которые невозможно перекрыть серийной железобетонной продукцией. В этом случае также могут применяться монолитные ребра для усиления или балочные опоры для промежуточных стоек.
- При тяжелых условиях эксплуатации объекта. Чем выше нагрузка на перекрытия, тем вероятнее становится замена стандартных составных плит на монолит. При повышенной влажности, уровне шума нужно использовать только решения, обладающие достаточной устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды.
- При возведении монолитных и сборно-монолитных конструкций, в которых применяется хорошо отработанная технология установки опалубки и вязания арматуры.
При правильном подходе выбор монолитного перекрытия гарантированно дает массу преимуществ при дальнейшей эксплуатации здания.
Плюсы и минусы
Насколько дешевле монолит, чем плиты? Все зависит от площади, на которой предстоит проводить работы, трудоемкости процесса. Но есть у такого решения и очевидные недостатки, которые стоит учитывать перед тем, как будет принято окончательное решение. В частности, монолитно-бетонное перекрытие требует постепенного набора прочности. Соответственно, трудозатраты и сроки завершения процесса будут значительно выше, чем при использовании обычных плит. Но эти неудобства полностью перекрываются достоинствами, которыми обладает это решение:
- высокие несущие способности – выдерживает даже удар взрывной волны и значительные вибрационные нагрузки;
- отсутствие ограничений по размерам пролетов, в отдельных случаях применяются опоры в виде колонн;
- локальность монтажного процесса – все создается на месте, непосредственно на объекте;
- возможность самостоятельного проведения работ, без привлечения труда сторонних специалистов;
- максимально длительный срок службы – за счет варьируемой толщины бетона можно предотвратить оголение арматуры на многие десятилетия вперед;
- высокий уровень пожарной безопасности, перекрытие создано из негорючего материала и не поддерживает процессы горения;
- отсутствие эксплуатационных сложностей – не нужно обслуживание, замена несущих элементов;
- уменьшение толщины конструкции без потери ее прочности.
Еще один немаловажный момент: необходимость в поддержании определенного температурного и влажностного режима во время бетонирования. Этот способ не подойдет, если строительство требует уложиться в сжатые сроки, ведь созревание смеси требует времени. Кроме того, в жилых пространствах перекрытие, созданное при помощи бетонного монолита, нуждается в дополнительной отделке. А его обустройство требует от фундамента и стен определенной прочности. Например, несущих способностей деревянных брусьев или бревен будет недостаточно.
Устройство
Все виды железобетонных перекрытий подразделяются на монолитные, часторебристые и сборные. Если рассматривать в качестве основания именно цельную плиту, то для ее заливки потребуется применение опалубки, позволяющей обеспечивать правильное формирование бетонного слоя с армирующими компонентами внутри. Добиться этого можно только путем применения наружного съемного или несъемного каркаса. Чаще всего применяется устройство железобетонных балочных и безбалочных плит по профнастилу, актуальное для промышленных и торговых зданий.
В жилых домах используется съемная инвентарная опалубка, позволяющая демонтировать каркас после того, как бетон наберет заданную прочность и твердость.
Толщина
Среди параметров, которые имеют важное значение при устройстве монолитного перекрытия, выделяют в первую очередь толщину. Согласно расчетным нормативам, этот показатель должен составлять 1/30. То есть, средние значения будут соответствовать 30 мм на 1 м пролета. Чем длиннее расстояние от стены до стены, тем толще должен быть слой монолита. Если эксплуатационные нагрузки будущей конструкции не слишком велики, ее можно сделать тоньше на 10-15%.
Напряженно-деформированное состояние и армирование
При расчете армирования монолитных оснований всегда учитывается показатель НДС, учитывающий дальнейшее «поведение» материала, его стойкость в отношении деформационных нагрузок. В зависимости от способа монтажа, плиты прогибаются не одинаково. Именно поэтому при определении оптимального характера монтажа арматуры следует заранее просчитать способ ее фиксации и распределение нагрузок. Характер опирания определяется при помощи выделения узлов/точек, на которые выпадает максимальная нагрузка.
Свойства бетона позволяют ему демонстрировать высокую устойчивость к сжатию. Но материал неустойчив к нагрузкам на растяжение. Решить эту проблему и призвано армирование. Готовый композитный материал (железобетон) требует использования соответствующих по своим характеристикам стержней.
Установка арматуры производится в зонах, подвергающихся наибольшему растяжению. Она именуется продольной или рабочей и требует использования стержней с периодическим профилем, обозначаемых как А400. Выбор шага (расстояния между отдельными элементами) имеет важное значение. Стандартным считается диапазон 150-200 мм, при этом наиболее важными областями считается центр и кромка плиты. При наличии опорных элементов (колонн, промежуточных стен) эти зоны также подвергаются наибольшему напряжению.
Выполнение армирования в верхней и нижней части бетонного слоя требует образования вертикальных соединений за счет поперечного армирования. В сложных условиях эксплуатации, при значительных нагрузках наличие этого компонента предотвращает расслаивание бетонного монолита. При отсутствии таких факторов влияния роль поперечного армирования носит скорее конструктивные функции, здесь используются стержни с гладким профилем.
Монолитное перекрытие в доме или на нежилом объекте может иметь балочное или безбалочное строение. В случае наличия опор балки и ригели, применяемые в конструкции плиты, становятся с ней одним целым. Безбалочные решения создаются без выступающих ребер, но у них есть участки, выходящие за 0,3 м от края пролета. В балочных вариантах находятся крестообразные или поперечные опоры ригелей.
Наиболее простым для возведения опалубки является безбалочный вариант плит перекрытий. С его помощью можно задавать монолитным капителям сложную архитектурную форму и объем. Опорные колонны располагаются квадратно-сетчатым методом, с равномерным распределением нагрузок. С их помощью легко получить гладкий железобетонный потолок.
Монтаж ЖБ по профнастилу регламентируется СНиП II-23-81 и производится в тех случаях, когда необходимо возводить здания и сооружения с широким диапазоном доступных нагрузок. При формировании монолита по профлисту необходимо обеспечить его защиту при помощи оцинкованного покрытия или полимерного напыления, чтобы коррозия не повредила материал в будущем.
При создании монолитных конструкций могут применяться заполнители из керамзитобетона, пенобетона и других измельченных фракций, повышающих шумоизоляционные характеристики. Чертеж в разрезе помогает определить толщину слоя заполнения и распределение всех компонентов внутри плиты. Деформационный шов в монолитном перекрытии создается при опорном типе монтажа, чтобы избежать растрескивания материала. На открытых площадках располагают усадочные и изоляционные полосы на расстоянии около 3 м.
Как выбрать?
При выборе монолитного перекрытия, которое будет обустроено в доме, лучше учитывать все факторы. Для здания в несколько этажей лучше применять съемную инвентарную опалубку, легко и быстро монтируемую на объекте. В частном секторе можно использовать безбалочные конструкции. Но если нагрузка значительная, усилия колонн и опор может оказаться недостаточно.
Межэтажное пространство, заполненное арматурным каркасом, может потребовать дополнительной изоляции для утепления и снижения уровня шумов. В этом случае пространство между этажами заливается бетоном с добавлением керамзита. Вариант с колоннами больше подойдет для нежилых объектов, коммерческих, торговых зданий или пространств со свободной планировкой. По стенам из пеноблоков лучше использовать не монолитобетонную плиту, а более легкие перекрытия. Если же выбирается цельный вариант, расчеты нагрузок должны быть максимально точными.
Расчет
Для выполнения расчета монолитного перекрытия рекомендуется использовать специальные программы, позволяющие максимально быстро произвести решение поставленной задачи. За основу для расчета каркаса и узла опирания принимается руководство СНиП, в котором изложены основные технические параметры. Схема будет включать следующие параметры:
- массу железобетона – стандартная равна 2500 кг/м3;
- вес конструкции пола, обустраиваемой поверх нее, перегородок – 150 кг/м2 (усредненные значения);
- полезную нагрузку – она составит не менее 300 кг/м2.
Подбор армирования производится программой по осям X и Y, выполняется с учетом ожидаемых и моделируемых деформационных нагрузок. Также учитывается длина проекта, класс бетона и арматуры, толщина защитного слоя. При расчетах собственный вес пола суммируется с аналогичным показателем, но с учетом надежности по нагрузке, весом перегородок, расчетом временной нагрузки. Сложив эти параметры, можно получить информацию, применимую при разработке эскизных решений.
Еще один компонент расчетов – определение моментных усилий в сечениях монолитной плиты. Оно рассчитывается исходя из параметров конструкции, определяется индивидуально. Определение количества арматуры производится по усредненному весовому коэффициенту – он равен 80 кг/м3. Площадь перекрытия умножается на его толщину и перемножается со значением 80. Полученный результат будет равен общей массе арматурных стержней.
О том, что такое монолитное перекрытие, смотрите в следующем видео.
Читайте также: