Экономическое сравнение перекрытий разного типа. Перекрытие из сборного железобетона
В этой статье мы расскажем о том, какие бывают способы возведения монолитного перекрытия, а также вы узнаете о достоинствах и недостатках этих способов. Статья расскажет об основных требованиях к толщине и армированию элементов железобетонного перекрытия.
Армированный бетон — материал практически вечный. Из него создают множество конструктивных элементов — балки, стены, перемычки. Одним из самых сложных, на первый взгляд, изделий является перекрытие. Однако трудоёмкость возведения полностью компенсируется эксплуатационными свойствами готового изделия.
Достоинства монолитного перекрытия:
- Наибольшая несущая способность из известных материалов.
- Самый долговечный из широкодоступных материалов.
- Относительно дешёвое сырьё (для бетона).
- Для выполнения работ не требуется высокой квалификации всей бригады (достаточно 1-2 ведущих специалистов).
- Комбинированные функции: основа пола второго этажа, армопояс, связь всех стен между собой.
- Правильно устроенная монолитная конструкция исключает появление деформационных дефектов («ступени», перекосы, трещины).
Недостатки перекрытия из бетона:
- Трудоёмкость возведения. Работа связана с устройством горизонтальной опалубки высокой прочности и жёсткости.
- Задействован сопутствующий материал, который после бетонирования может стать непригодным — фанера, доска отбортовки, стойки (деревянные).
- Большой вес конструкции — необходимы мощные стены и фундамент.
- Высокая теплопроводность бетона — все открытые снаружи участки необходимо утеплить.
- Бетонное перекрытие возможно только на каменных стенах.
Железобетонные перекрытия подойдут для капитальных строений, рассчитанных на большой срок службы, а также для помещений, в которых предусмотрена существенная статическая и динамическая нагрузка — цеха, гостиницы, общежития (с перегородками из каменного материала).
В частном строительстве монолитные плиты перекрытия обычно устраивают по кирпичным стенам, т. к. стены из бетона гораздо более сложные в возведении, чем кирпичные.
Толщина монолитного перекрытия
Из-за большого удельного веса бетона (2400 кг/м 3) изделия из него получаются тяжёлыми. Массу изделия можно уменьшить за счёт уменьшения части бетона в конструкции, то есть просто сделать её тоньше. Жёсткость при этом компенсируется армированием. Достаточная толщина ж/б элементов:
- несущих стен — 160 мм
- перекрытий — 200 мм
- перегородок — 100 мм
Толщина указанных элементов будет считаться достаточной только при соблюдении правил армирования . Расчёты и многолетняя практика показали, что существует оптимальный баланс массы, объёма, сечения и несущей способности ж/б элементов. Об этом читайте ниже в разделе «Армирование перекрытий». Достаточная толщина кирпичной стены — 380 мм (1,5 кирпича).
Опалубка перекрытий
Как и любой ж/б элемент, перекрытие требует установки формы для бетона — опалубки. Поскольку перекрытие имеет значительные размеры по площади и находится на высоте, опалубка для него имеет вид стола: сплошная плоскость, заполняющая пространство между несущими стенами (и колоннами) на пространственно жёсткой раме из стоек и откосов. Опалубка бывает трёх видов, но одно требование неизменно для любого из них — надёжное основание.
Инвентарная опалубка
Комплект заводских изделий, в который входят:
- Стойки — винтовые выдвижные домкраты, длиной до 4 м.
- Оборудование для стоек — «треноги» в нижней части для устойчивости отдельно стоящего домкрата и «короны» в верхней для посадки балок стола.
- Деревянные балки — заводские клееные изделия двутаврового профиля высотой 200 мм и длиной до 4,2 м.
- Ламинированная фанера — листы фанеры толщиной 18-24 мм, размером 1220х2440 мм, покрытые устойчивой плёнкой, предназначенные для создания плоскости перекрытия. Покрытие выдерживает до 40 циклов бетонирования.
Такой набор является профессиональным — инвентарной опалубкой строят высотные жилые дома. Он надёжен, удобен и рассчитан на постоянную эксплуатацию. Приобретение набора для устройства одного перекрытия не оправдает себя — все изделия стальные и стоят недёшево. Выходом может стать аренда опалубки. Специалисты фирмы сами рассчитают необходимое количество каждого из элементов для вашего объекта.
Несомненными достоинствами такого подхода являются скорость установки опалубки и удобство работы, а также качество плоскости. К недостаткам можно отнести риск задержки срока аренды.
Самодельная опалубка
Все элементы «стола» для перекрытия можно выполнить самостоятельно из дерева и некоторых металлических деталей.
К этому методу прибегают в случае, когда основные элементы — стойки, балка и материал плоскости (фанера или доска) есть в наличии. Это и служит основным достоинством метода — использование подручного материала. Очевидные недостатки:
- Трудоёмкое возведение, требующее развитых навыков плотника.
- Большой отход материала — до 20% станет непригодным.
- Проблематичная регулировка по высоте (установка «в горизонт»).
Комбинированный метод
Предусматривает частичное использование элементов инвентарной опалубки и пиломатериала.
В этом случае можно использовать заводские стойки с треногами и коронами, а балки и настил опалубки сделать из доски. Либо арендовать ламинированную фанеру, а раму «стола» собрать из подручного леса. Комбинаций может быть множество.
Армирование перекрытия
Для устройства арматурного каркаса висячего ж/б перекрытия толщиной 200 мм используется зеркальная сетка из арматуры А3 Ø 16 мм с ячейкой 150-180 мм. При использовании бетона, приготовленного на месте, рекомендуем усилить каркас, применив меньший шаг стержней — 150 мм. Если бетон заводской, допускается шаг до 200 мм. В местах опоры и примыкания элементов (опора на стену, колонну, капитель) рекомендуем сделать усиления — добавить стержни.
Бетонирование перекрытия
Существуют правила бетонирования, которые следует соблюдать беспрекословно, чтобы не подвергнуть конструкцию разрушению в дальнейшем:
- Укладка бетона в перекрытие должна быть произведена за один раз. При длительном простое при бетонировании уложенный бетон может схватиться, и новый не сможет смешаться с ним. В итоге получится граница, по которой может пойти трещина.
- При бетонировании в прохладный период (0...+5 °С) используйте специальные антиморозные присадки. Больше о зимнем бетонировании читайте в этой статье .
- Обязательно используйте вибраторы — глубинные или поверхностные. Без вибрирования бетон имеет 40-50% проектной прочности. Больше информации о бетонировании вы найдете в нашей статье .
- Опалубка перекрытия демонтируется не ранее 28 дней после укладки бетона.
Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье. Разбор характеристик видов и применения, устройства монолитных перекрытий.
В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий
Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?
- Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
- Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
- Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
- Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.
Определение требуемой толщины монолитного перекрытия
Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение — отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.
Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.
НДС перекрытий
Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.
Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.
Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).
Разница в моментах Мх.
Разница в моментах Му.
Разница в подборе верхнего армирования по Х.
Разница в подборе верхнего армирования по У.
Разница в подборе нижнего армирования по Х.
Разница в подборе нижнего армирования по У.
Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.
Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.
Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование
Бетон отлично работает на сжатие. Арматура — на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).
Расстояние между арматурными стержнями — это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.
В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть — именно здесь возникают наибольшие напряжения.
Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).
В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила «среза») воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор — стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.
Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.
Заливка перекрытия бетоном.
Расчет монолитного перекрытия пример
Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами. Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?
В расчёте приняты следующие нагрузки:
- Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
- Вес конструкции пола 150 кг/м2.
- Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.
Общий вид расчетной схемы.
Схема деформации плит под нагрузкой.
Эпюра моментов Му.
Эпюра моментов Мх.
Подбор верхнего армирования по Х.
Подбор верхнего армирования по У.
Подбор нижнего армирования по Х.
Подбор нижнего армирования по У.
Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:
- арматурой класса А-III,
- защитный слой 20мм
Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.
Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.
Толщина монолитного перекрытия
В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать, для устройства монолитных перекрытий, в частных домах толщину перекрытия 150мм, для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.
Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).
При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов, применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя. Потребуется расчет для соответствующих значений.
Видео: Основные правила устройства монолитных перекрытий
Монолитные перекрытия
Монолитные железобетонные перекрытия имеют пока ограниченное применение из-за большой трудоемкости. Их используют в тех случаях, когда необходимо перекрыть нетиповое помещение с нетиповыми размерами, а также в монолитных зданиях.
Монолитные перекрытия выполняются балочными (ребристыми) и безбалочными в виде гладкой плиты (рис. 5.4).
Рис.5.4. Конструктивные схемы монолитных железобетонных перекрытий:
а – ребристое; б – кессонное; в – безбалочное; 1 – плита; 2 – балки; 3 – колонны; 4 – капитель колонны
5.1.4. Перекрытия по балкам
Балочные перекрытия применяются в малоэтажном строительстве (в деревянных и каменных зданиях), при реконструкции зданий старой постройки путем замены деревянных балок на более долговечные металлические или железобетонные.
По материалу балки подразделяются на деревянные, железобетонные и металлические.
Перекрытия по железобетонным балкам. Перекрытия по железобетонным балкам состоят из балок, укладываемых на несущие стены с расстоянием в осях 600, 800, 1000 мм, межбалочного заполнения и пола (рис. 5.5).
Глубина опирания концов балок на стены или прогоны принимается не менее 150 мм. Концы балок на опорах заанкериваются, а зазоры между балкой и стенками гнезда на глубину 40-60 мм заделываются раствором. Межбалочное заполнение (рис. 5.6) состоит из наката, представляющего собой настил из легкобетонных плит и звукоизолирующего (теплоизолирующего) слоя. Швы между элементами наката и балками тщательно заполняются раствором или поверх наката укладывают пергамин. Звукоизоляция выполняется обычно из слоя шлака или песка толщиной не менее 60 мм. Снизу накат и балки затираются раствором. Такую конструкцию применяют при дощатых полах по лагам. При устройстве других видов полов, например цементных, требующих сплошной жест
Рис.5.5. Сборные железобетонные балки и детали их опирания:
а – план расположения балок перекрытия; б – общий вид балки; 1 – балка;
2 – стальной анкер; 3 – стальная структура; 4 – монтажная петля; 5 – заделка бетоном
кой подготовки, пространство между балками заполняется шлаком, по которому укладывается слой шлакобетона толщиной не менее 40 мм и пол (рис.5.6г). Более целесообразными в этих случаях являются накаты из двухпустотных легкобетонных камней - вкладышей, обладающие достаточными звукоизоляционными свойствами и требующие лишь тщательного заполнения швов раствором (рис. 5.6 д).
Перекрытия по металлическим балкам. В настоящее время металлические балки применяются лишь в исключительных случаях при ремонте и реконструкции зданий.
Стальные балки (обычно двутаврового профиля) располагаются на расстоянии 1-1,5 м друг от друга. Глубина опирания их концов на стены составляет 200-250 мм.
Рис.5.6. Конструкция балочного перекрытия из сборных
железобетонных элементов:
а – общий вид; б – легкобетонная плита; в – легкобетонный камень-вкладыш; г,д – варианты перекрытия с минеральными полами; 1 – железобетонная балка; 2 – накат из легкобетонных плит; 3 – гидроизоляционный слой; 4 – звукоизоляция; 5 – звукоизоляционная прокладка; 6 – лага; 7 – дощатый пол; 8 – шлак; 9 – шлакобетон толщиной
40 мм; 10 – цементный пол толщиной 20 мм; 11 – затирка раствором
Для увеличения площади давления на кладку в целях предохранения ее от смятия под концы балок укладываются бетонные подушки или стальные подкладки. Концы балок заанкериваются в кладку стен и в необходимых случаях отепляются войлоком с последующей заделкой зазоров по периметру гнезда бетоном (рис.5.7).
Межбалочное заполнение может быть из железобетонных сборных или монолитных плит, а в отдельных случаях из кирпичных сводиков.
Рис.5.7. Конструкция перекрытия по стальным балкам:
а – опирание концов балок на стены; б – деталь крепления анкера; в – перекрытие с заполнением железобетонной монолитной плитой; г – то же, кирпичными сводиками;
1 – стальная балка; 2 – стальной анкер; 3 – бетонная подушка; 4 – болт; 5 – заделка цементным раствором; 6 – железобетонная монолитная плита; 7 – легкий бетон; 8 – керамическая плитка по слою цементного раствора; 9 – кирпичный сводик; 10 – звукоизоляционный слой; 11 – два слоя толя; 12 – дощатый пол по лагам; 13 – стальная сетка; 14 – штукатурка цементным раствором
Перекрытия по деревянным балкам. В настоящее время деревянные перекрытия допускается применять лишь в малоэтажных зданиях и только в районах, где лес является местным строительным материалом. Достоинства их - простота устройства и сравнительно невысокая стоимость. Недостатки - сгораемость, возможность загнивания и относительно малая прочность.
Все деревянные элементы перекрытий выполняются из хвойных пород леса (сосна, лиственница, ель и др.) Балки изготовляются преимущественно в виде брусьев прямоугольного сечения, размеры которых устанавливаются расчетом. (рис. 5.8). Расстояние между осями балок принимается от 600 до 1000 мм.
Для опирания межбалочного заполнения к боковым сторонам балок прибиваются бруски сечением 40 х 50 мм, называемые черепными (рис.5.8). Глубина опирания концов балок в гнездах каменных стен должна быть не менее 150 мм.(рис.5.9). Концы балок антисептируются 3%-ным раствором фтористого натрия или обмазываются (кроме торцов) смолой, а при заделке в наружные стены дополнительно обертываются двумя слоями толя. На внутренних стенах или прогонах под концы балок укладывают два слоя толя на дегтевой мастике. Зазоры между стенками гнезда и концами балок на глубину 40-60 мм наглухо заделываются раствором. Расположение деревянных балок перекрытий, а также их анкеровка аналогичны железобетонным перекрытиям балочного типа (рис.5.1 в).
Заполнение между балками (рис. 5.10) состоит из щитового дощатого наката, смазки по верху наката глинопесчаным раствором толщиной 20-30 мм и звукоизоляционного слоя шлака или прокаленной земли толщиной 60 мм. Полы выполняются дощатыми по лагам с устройством в них по углам помещений металлических вентиляционных решеток. Потолки оштукатуриваются известково-гипсовым раствором по драни или подшиваются листами сухой штукатурки.
Рис.5.8. Конструктивные решения деревянных балок:
1 – балка брусковая одинарная; 2 – балка составная из двух брусков цельной древесины; 3 – балка из клееной древесины; 4 – черепной брусок
Рис. 5.9. Детали опирания деревянных балок перекрытий на
каменные стены:
а – на наружную стену; б – на внутреннюю; 1 – наружная несущая стена; 2 – наружная самонесущая стена; 3 – внутренняя несущая стена; 4 – деревянная балка; 5 – термовкладыш; 6 – два слоя толя на дегтевой мастике или антисептированная зона балки; 7 – анкер из полосового железа; 8 – костыли или гвозди
Рис.5.10. Конструкция перекрытия по деревянным балкам:
а – с дощатым щитовым накатом; б – то же, из пустотелых блоков; в – то же, из легкобетонных блоков (плит); г – перекрытия в санузлах; д – виды накатов; 1 – балки; 2 – накат (щитовой); 3 – штукатурка; 4 – глиняная смазка; 5 – засыпка; 6 – лага; 7 – звукоизоляционная прокладка; 8 – дощатый пол; 9 – пустотелый легкобетонный блок; 10 – черепной брусок; 11 – раствор; 12 – гипсовая плита; 13 – пол из керамической плитки; 14 – цементная стяжка 20 мм; 15 – бетонная подготовка; 16 – два слоя рубероида на мастике; 17 – дощатый пол; 18 – пластины; 19 – доски; 20 – подшивной потолок
5 / 5 ( 1 vote )
Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов. Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката. Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации. Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.
Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам
На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:
- перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
- монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
- составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.
В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.
К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования
Применяемые материалы и оборудование
В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:
- двутавр номер 16 или 20;
- швеллер высотой до 20 см;
- уголок, сваренный в силовой каркас.
Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:
- бетонная смесь для формирования цельной основы;
- стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
- строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.
Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.
Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:
- деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
- полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
- подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.
Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным
Следует также подготовить оборудование:
- бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
- сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.
Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.
Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам
Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:
- повышенной надежностью;
- высоким запасом прочности;
- длительным ресурсом эксплуатации;
- увеличенной несущей способностью.
Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.
Мнение эксперта: Перекрытия по металлическим балкам
В строительстве частного дома наиболее частое применение имеет монолитное перекрытие по металлическим балкам, так как сборное основание требует применения тяжелого крана, а деревянные перекрытия наименее прочные. В любом случае потребуется привлечение специалистов, так как при сборке моноперекрытия самое главное – правильно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции.
Дмитрий Орлов
Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:
- трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
- необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.
К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.
Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны
Расчет перекрытия по металлическим балкам
Перекрытия состоят из несущей части, передающей нагрузку на стены или отдельные опоры, и ограждающей, в состав которой входят полы и потолки. По материалу несущей части различают перекрытия железобетонные, по деревянным и стальным балкам, а также армосиликатные и керамические. Стоимость перекрытий и полов в общей стоимости дома достигает 20% от общей его стоимости.
Основным материалом для устройства перекрытий в современном строительстве является железобетон. Железобетонные перекрытия разделяют на сборные и монолитные, бетонируемые в опалубке. В последние годы применяют в основном сборные и монолитные перекрытия.
Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, огнестойкости, долговечности, звуко- и теплоизоляции, если они отделяют отапливаемые помещения от неотапливаемых или от наружной среды. Перекрытия в помещениях с мокрыми процессами должны быть водонепроницаемыми, а в помещениях, с выделением газов - газонепроницаемыми.
В загородных домах с кирпичными стенами применяют перекрытия из железобетонных панелей с круглыми пустотами, длина которых бывает от 4800 мм до 6980 мм , ширина от 1000 до 2400 мм , высота 220 мм , а также с плоскими - длиной 2700-4200 мм с градацией 300 мм , шириной 1200, 1500 мм , толщиной 120 и 160 мм . Панели укладывают (рис. 1 ) на слой свежеуложенного кладочного раствора толщиной 10 мм с заделкой на опорах не менее чем на 120 мм. Через одну панель (шаг 2400-3000 мм) соединяют со стенами анкерами диаметром 8-10 мм, которые крепят к петлям и заводят в кладку на 250 мм от торца панели, заканчивая загибом под углом 90° по горизонтали на 380 мм.
Швы между панелями заполняют цементным раствором состава 1: 4 (по объему). Монтаж панелей осуществляют с помощью автомобильных кранов.
Железобетонные перекрытия
Такие перекрытия обладают рядом ценных качеств, главными из которых являются большая прочность, долговечность и огнестойкость. При проектировании конструкций элементов сборных железобетонных перекрытий необходимо стремиться укрупнять их для сокращения числа монтажных операций и стыковых сопряжений.
Сборные железобетонные перекрытия
Сборные железобетонные перекрытия подразделяют на три основные группы: в виде настилов (плит), крупнопанельные и балочные . Перекрытия в форме настилов состоят из плоских или ребристых однотипных элементов, укладываемых вплотную; соединяют их путем заполнения промежутков цементным раствором. Такие перекрытия состоят из несущей железобетонной части (обычно офактуренной снизу), звуко- или термоизоляционного слоя и конструкции пола. Опорами для настилов служат стены и прогоны. Наиболее распространены пустотелые настилы высотой 160 мм при пролетах до 4 м и 220 мм - при пролетах более 4 м. В настилах имеются продольные пустоты круглого сечения (рис. 2, а ).
При изготовлении настилов с вертикальными пустотами расход бетона снижается до 15% по сравнению с круглопустотными. Вертикальные круглые пустоты образуют с помощью вкладышей из труб (вкладыши приваривают к швеллерам). Настилы, которыми можно перекрывать целые комнаты, называют крупными панелями. Отсутствие стыков в панелях перекрытий в пределах комнаты повышает их звукоизоляцию и обеспечивает более высокое качество отделки потолка.
Для обеспечения нормативных звукоизолирующих свойств от воздушного шума однослойные конструкции междуэтажных панельных перекрытий, выполненные из тяжелого бетона, должны иметь массу, превышающую 300 кгс/кв.м.
При устройстве перекрытий раздельного типа, в которых используется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между верхней и нижней панелями перекрытия связи, а также при устройстве слоистых перекрытий обеспечить нормативную звукоизолирующую способность можно при массе перекрытия менее 300 кгс/кв.м.
По конструкции междуэтажные крупнопанельные железобетонные перекрытия могут быть со слоистым полом, раздельного типа (с раздельным полом, потолком или из двух раздельных несущих панелей) и со слоистым полом и раздельным потолком (рис. 3
). Все эти конструкции перекрытий имеют сравнительно небольшую массу (менее 300 кгс/кв.м.); нормативная звукоизоляция обеспечивается слоистой конструкцией пола или наличием сплошной воздушной прослойки в толще перекрытия.
Панели перекрытий изготовляют сплошные, пустотные (с круглыми пустотами) и шатровые. Несущая однослойная панель (рис. 4, а
) представляет собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностью, готовой под окраску, и верхней ровной.
Сплошными однослойными железобетонными панелями толщиной 140 мм перекрывают пролеты до 3,6 м. Для перекрытия больших пролетов (6-6,6 м) применяют в основном сплошные однослойные предварительно напряженные железобетонные панели толщиной 14-16 см или керамзито-железобетонные толщиной 18 см.
Шатровая панель (рис. 4, б ) имеет вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Устраивают междуэтажные перекрытия и из плоских железобетонных панелей толщиной 14- 16 см.
Сборные железобетонные междуэтажные перекрытия (рис. 5
) балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними
. Заполнителем здесь служит накат из гипсобетонных или легкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами, а в чердачных перекрытиях - легкобетонные плиты толщиной 90 и длиной 395 мм, армированные сварными стальными сетками. Швы между балками и плитами заполняют цементным раствором и затирают. Чердачные и цокольные перекрытия обязательно утепляют, междуэтажные звукоизолируют. Для этого используют керамзитовую или песчаную подсыпку, слоистые покрытия с упругими прокладками. При этом желательно, чтобы тепло- и звукоизоляция осуществлялась не за счет увеличения веса строительных конструкций.
Так как элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшой вес, их применяют на постройках, оснащенных кранами малой грузоподъемности (до 1 т).
При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия включают гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1-2 слоя рубероида.
Монолитные перекрытия
Монолитные перекрытия выполняют по установленной опалубке . Перенося нагрузки с пола на несущие стены, монолитные перекрытия служат дополнительным жестким каркасом здания. Их устройство требует определенного профессионального мастерства и следует выполнять по проекту под руководством специалиста - строителя. Изготовление перекрытий по месту имеет свои преимущества. При этом не требуется специальный транспорт и грузоподъемная техника. Для поднятия и перемещения бетона достаточно средств малой механизации. В основу монолитных перекрытий заложена плита Монье, в которой арматура размещается в местах растяжения, то есть, в нижней части плиты. Это обусловлено тем, что сталь обладает в 15 раз большей прочностью на растяжение, чем бетон. Арматурный каркас плиты должен располагаться на относе от стенок опалубки на расстоянии не менее 3-5 см, чтобы бетон мог заполнить это пространство. Длина пролета, перекрываемого монолитными плитами, не должна превышать 3 м. Для трубопроводов сантехнических коммуникаций в перекрытии устанавливают специальные металлические или виниловые гильзы с внутренним диаметром большим, чем прокладываемый трубопровод. Зазор между гильзой и трубопроводом чеканят просмоленной паклей.
К недостаткам монолитных перекрытий можно отнести необходимость установки деревянной опалубки практически по всей площади дома. Однако, это не значит, что опалубку нужно выставлять всю сразу. Перекрытие можно выполнять отдельными пролетами, перенося опалубку по мере схватывания бетона.
Несущая способность монолитных перекрытий обеспечивается арматурой, диаметр которой должен быть не меньше 8 -12 мм. При этом промежуточные стыки стержней по всей длине перекрытия нежелательны. Минимальный слой бетона с наружной стороны перекрытия должен быть не менее 2 см. Бетонировать пролет нужно за один рабочий цикл.