Расчет монолитного перекрытия — читайте во всех подробностях

При постройке частного дома приходится либо придерживаться строгих стандартов в проектировании, исходя из типовых габаритов бетонных плит, либо выполнить расчет монолитного перекрытия.

Определение монолитного строительства

Для строительства многоэтажных жилых домов в основном применяется монолитно бетонное строительство. Многоквартирный монолитный дом создается методом заливки бетонного раствора в специально оборудованную арматурным каркасом опалубку.

Определение монолитного строительства

Спецификой строительства является то, что каждый последующий слой продолжает предыдущий без стыковочных швов. Результатом строительства является сплошной (цельномонолитный) и ровный многоэтажный дом. Фундамент для такого дома составляет единое целое с каркасом здания и укрепляется арматурой.

Определение монолитного строительства

Для возведения монолитных частных жилых домов применяется технология кирпично-монолитного строительства. В таких домах монолитный каркас из бетона соединяют с внешней кирпичной кладкой.

Определение монолитного строительства

Пример возведения монолитного каркаса дома

Определение монолитного строительства

Строительные организации предлагают проекты монолитного строительства, доступные любому человеку.

Определение монолитного строительства

Монолитные железобетонные перекрытия со съёмной опалубкой

Чтобы создать горизонтальную поверхность будущего перекрытия, используют прочную водостойкую фанеру. В ряде зарубежных технологий вместо фанеры предлагаются пластмассовые полипропиленовые плиты.

Рынок предлагает разные варианты опалубок для устройства перекрытий, но суть всех сводится к одному. Фанеру укладывают на балки, которые, в свою очередь,

Рис. Опалубка перекрытия фирмы «Далли» по балкам Н20:

7 — щиты перекрытия (могут быть щиты опалубки стен), водостойкая фанера; 2 — деревянная клееная балка; 3 — опорная телескопическая стойка регулируемой высоты

крепят на стойках-опорах; стойки можно регулировать по высоте, поэтому их называют телескопическими стойками (одна из таких конструкций показана на рис. ). Затем укладывается арматура и заливается бетонная смесь.

Примерно через три дня в стандартных условиях твердения (температура +15… +18 градусов и влажности свыше 80%) бетон набирает прочность, при которой опалубку можно снимать — распалубливать.

Опирание монолитных железобетонных плит на стены производится так же, как и в сборном варианте плит.

Толщина монолитной плиты зависит от пролёта — примерно (1/30… 1/35 П, точнее определяется расчётом. Поскольку расчёты не входят в задачу данной книги, то ориентировочно толщину плиты в зависимости от пролёта можно принять: для пролёта 2,4 м — 120 мм, для пролёта 3,6…4,5 м — 150 мм, для пролёта 6 м — 180 мм, для пролёта 7,2 м — 200, для пролёта 7,8 м — 220 мм. Небольшой разброс в величинах зависит от процента армирования плиты: чем он выше, тем тоньше плита.

Этап подготовки перед монтажом

Чтобы правильно и ровно уложить плиту перекрытия, необходимо еще на этапе строительства стен сформировать ровную поверхность верхнего края несущей конструкции. С этой целью применяется специальное и точное строительное оборудование в виде лазерного уровня. На стены за 300 – 400 мм до верхнего края во время строительства устанавливаются метки положения и последние ряды блоков или кирпичей укладываются с точностью до миллиметров по показаниям уровня. В случае применения керамзитобетонных блоков для строительства стен с целью равномерного распределения массы перекрытия используется технология обустройства монолитного пояса.

Перед укладкой плита подвергается подготовке. Отверстия на ее торце необходимо заделать. Как правило, для этого пустое пространство закладывается кирпичом и бетонируется в зазорах. Допускается заполнение отверстий при помощи минеральной ваты.

Увеличение изоляции воздушного и ударного шума перекрытием со стороны нижерасположенного помещения (звукоизоляция потолка)

Проблема увеличения изоляции деревянных перекрытий со стороны нижерасположенного помещения крайне актуальна как в случае шумов воздушного происхождения, так и по отношению к ударному шуму.

Когда два вертикально расположенных помещения (квартиры) принадлежат разным владельцам, договориться о совместном выполнении шумоизоляционных работ зачастую невозможно. А поскольку от ударного шума всегда страдает сосед снизу, именно ему предстоит расплачиваться за чью-то нерадивость. При этом важно представлять, что те 20 дБ снижения уровня УДАРНОГО шума, которые легко могли быть получены при устройстве плавающего пола со стороны верхнего этажа, никакими средствами не могут быть наверстаны со стороны нижнего этажа. Практика показывает, что эффективность шумоизоляционных мероприятий «снизу» в силу ограничений по высоте потолков и требований комплексности звукоизоляционных мероприятий редко превышает величину 18 дБ.

В случаях с расположенными на первых этажах жилых зданий шумными помещениями — кафе, ресторанами или магазинами — возникает обратная задача. Требуется защитить вышерасположенные жилые помещение от громких звуков (воздушного шума), особенно в ночное время. Также при устройстве студии звукозаписи или любого другого помещения, где должна обеспечиваться полная тишина, деревянное перекрытие обязательно должно быть дополнительно изолировано. Причем на предмет шумов любого типа.

Читайте также:  Как самостоятельно сделать скользящую опалубку?

На сегодняшний день одной из самых эффективных конструкций дополнительной шумоизоляции потолка считается каркасный потолок на виброподвесах, самое тонкое решение с которым (115 мм) приведено на рисунке 3.

Рис. 3 Каркасный звукоизоляционный потолок на подвесах Виброфлекс-Коннект ПП (115 мм)

Такая конструкция, благодаря применению потолочных виброподвесов Виброфлекс-Коннект ПП, позволяет добиться увеличения значения индекса изоляции воздушного шума на 17-19 дБ. Заменив виброизолирующие подвесы на более эффективные — Виброфлекс-К15, можно получить 19-21 дБ.

Рассмотрим частный случай. Ресторан расположен на первом этаже жилого дома. Измеренный индекс изоляции воздушного шума исходной конструкцией, представляющей собой многопустотные железобетонные плиты толщиной 220 мм, составил Rw = 48 дБ (расчетное значение Rw = 52 дБ). Согласно действующему СНиП индекс изоляции воздушного шума перекрытием между жилыми квартирами и расположенными внизу ресторанами должен быть не менее Rw = 57 дБ. По нашей практике индекс изоляции воздушного шума, при котором соседи сверху действительно перестают писать жалобы на заведение, составляет не менее Rw = 65 дБ. Таким образом, с помощью конструкции подвесных потолков необходимо добавить не менее ΔRw = 9 дБ, а желательно и все 17 дБ. Не сложно убедиться, что описанная выше конструкция с запасом решает поставленную задачу.

Вышеприведенная схема устройства дополнительной шумоизоляции перекрытия с некоторыми изменениями (как правило, увеличением относа обшивки от перекрытия до 200-300 мм) применяется также при строительстве студий, концертных залов и кинотеатров.

В особенностях монтажа каркасного потолка на виброподвесах поможет вам лучше разобраться наш видеоролик:

Для всех конструкций с использованием подвесного потолка принципиально важными являются следующие моменты:

  • наличие виброподвесов;
  • отсутствие жестких связей каркаса и облицовочных листов со стенами (примыкание к стенам через виброизолирующую прокладку «Вибростек-М»).

Для решения более «скромных» акустических задач можно применить менее толстые (53, 55 или 83 мм) бескаркасные конструкции с использованием панелей ЗИПС (рис. 4), которые в зависимости от используемых панелей обеспечивают дополнительную звукоизоляцию в пределах от 9 до 14 дБ.

Рис. 4 ЗИПС-Модуль. Звукоизоляционная бескаркасная облицовка (83 мм, 12-14 дБ)

В заключение необходимо отметить, что при проведении любых шумоизоляционных работ следует внимательно относиться к проблеме косвенной передачи шума в здании. Через «третьи» стены и перегородки может быть настолько сильная звукопередача, что, игнорируя данный факт и направляя все усилия на дополнительную шумоизоляцию одного перекрытия, можно не получить ожидаемого акустического эффекта.

Также в этом разделе:

  • Звукоизоляция квартиры
  • Звукоизоляция стен
  • Звукоизоляция пола в квартире
  • Звукоизоляция потолка в квартире
  • Звукоизоляция межкомнатных перегородок
  • Звукоизоляция комнаты по принципу «коробка-в-коробке»

Основные правила укладки плит

  1. Пролет не должен превышать 9 м. Если расстояние между стенами больше – устанавливаются колонны.
  2. Плиты перекрытия укладывают только на несущие стены.
  3. Люки и технологические отверстия рекомендуется вырезать на стыке соседних плит.
  4. Зазор между плитами должен быть в пределах 20-30 мм: это расстояние обеспечит сейсмоустойчивость здания.
  5. Укладка плит насухо недопустима: все зазоры должны быть заполнены цементным раствором.

В заключение предлагаем ознакомиться с видео, демонстрирующим процесс заливки бетона в опалубку бетонного перекрытия.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Читайте также:  Как укладывать ламинат

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой А0n = M/bh20nRb. Соответственно получим:

  • А01 =
  • А02 =

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметкуДля расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Металлические и железобетонные балки

Металлические балки более надежны и долговечны по сравнению с деревянными. Они имеют меньшие габаритные размеры, и это позволяет экономить место.

Перекрытие для пола, сделанное при помощи металлических балок, намного надежнее деревянных, и металлические имеют меньшую толщину, что значительно влияет на экономию пространства. В отличие от деревянных пролетов, которые могут покрывать всего 4-4.5 метра, металлические покрывают пролеты до 8 метров, и к тому же совершенно не горючи. Но имеют пониженные теплоизоляцию и звуконепроницаемость, есть возможность появление коррозии, и их укладку можно сделать только с помощью автокрана.

Для монтажа перегородки по металлическим балкам будет необходим прокатный профиль, который в этом случае будет являться несущей конструкцией, а также и пустотелые железобетонные плиты, которые укладываются между балками. Поверх всего этого располагается слой шлака и делается бетонная стяжка.

Для укладки металлических балок понадобится автокран. Расстояние между балками обычно делают в один м, а пространство между ними закладывают легкобетонными плитами. Швы между балками и плитами тщательно заделываются цементным раствором.

Возведение монолитного перекрытия по профнастилу

Проектируя монолитное перекрытие по профнастилу, нужно соблюдать правила и требования СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» и СНиП -84 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Монолитные плиты по профнастилу используются при строительстве многоэтажных общественных и производственных зданий с широким диапазоном нагрузок, если пролет и шаги конструкций нестандартны, большом количестве отверстий и проемов, во время реконструкции построек и возведения рабочих площадок. Плиты монолитного перекрытия, имеющие один пролет, с внешней арматурой в форме стального профилированного настила, открытой снизу, обладают огнестойкостью в пределах 30 мин, неразрезные плиты конструкции, у которых имеется не один пролет, с расположенной по всей длине пролета верхней арматурой — 45 мин и больше.

Читайте также:  Схема расположения батарей отопления в стенах панельного дома

Для многоэтажных зданий с широким диапазоном нагрузки используются монолитные перекрытия по профнастилу.

Используемый в качестве арматуры перекрытия профнастил должен иметь защитное покрытие (оцинковку или любое другое), которое сможет обеспечить ему стойкость к коррозионным процессам. Для устройства монолитного перекрытия, которое выполняется по профнастилу, возможно применение тяжелых бетонов на мелкозернистом или обычном заполнителе, а их класс по прочности на сжатие должен быть не ниже В15. Стальные прогоны делаются сварными из прокатной листовой или профильной стали или же из прокатных двутавров.

В основе такого перекрытия лежит монолитная железобетонная плита, которая бетонируется по профнастилу и применяется в роли внешней арматуры после набора бетоном необходимой прочности. Перекрытие может опираться на железобетонные либо стальные прогоны, а также на бетонные или кирпичные стены. Пролет плиты выбирается в диапазоне от 1,5 до 6 м. Возможен больший пролет при возведении временных опор на время бетонирования и набора прочности. Профилированные листы следует стыковать по длине впритык на прогонах, без нахлестки. По ширине профнастил стыкуется с помощью нахлестки боковых граней. В целях местного или общего усиления монолитного перекрытия производится установка вспомогательной арматуры в форме отдельных стержней, сеток и каркасов.

Возведение монолитного перекрытия по профнастилу

Толщина бетона поверх профнастила не должна быть менее 30 мм, а если в конструкции пола отсутствует бетонная стяжка, то толщина должна быть не менее 50 мм.

Толщина бетонной полки монолитной плиты над профилированными листами определяется через расчет деформации и прочности, а также следуя технико-экономическим соображениям. Ее значение не должно быть меньше 30 мм, а в случае отсутствия бетонной стяжки в конструкциях пола — не меньше 50 мм. Листы профнастила направляют широкими гофрами вниз. Если поперек настила размер отверстия не превышает значение в 500 мм, тогда необходимо усиление монолитной конструкции в виде установки в примыкающие к отверстию гофры продольных стержней арматуры, которые заводятся за оси прогонов, или же в форме поперечных стержней, которые будут окаймлять отверстие, заводя их на два-три гофра за пределы подрезки с каждой стороны. Если величина отверстия поперек гофр профнастила превышает 500 мм, то необходимо предусматривать в конструкции перекрытия по контуру отверстия вспомогательные компоненты балочной клетки, которые переносят нагрузку с ослабленного участка с отверстием на прогоны.

На этапе возведения стальной профнастил является несущей конструкцией. Осуществляя расчет, узнают его жесткость и прочность как для тонкостенного стального изгибаемого элемента, который работает на нагрузку от своей массы настила, массы бетона и монтажных нагрузок, которые включают в себя массу рабочих и оборудования в процессе строительства монолитного перекрытия. Во время эксплуатации несущей конструкцией выступает монолитная железобетонная плита перекрытия, в которой профилированные листы применяются в качестве внешней рабочей арматуры.

Кладка в два кирпича

Невысокая прочность известковых растворов выводит их за рамки бытового и профессионального строительства из-за невысокой прочности, даже хрупкости. Достойное упоминания преимущество – низкая теплопроводность.

Четвертое: подготовка неполномерных кирпичей. Как вы видели, при кладке используют половинки, трехчетвертные кирпичи и чекушки — 1/4 части. Чтобы работа не тормозилась, перед началом кладки требуется подготовить их. Это делают при помощи молоточка-кирки. При подготовке требуется высокая точность в размерах, иначе собьется перевязка. Чтобы длину контролировать было легче, на ручке делают отметки соответствующей длины. Приложив ручку к кирпичу, на нем делают отметки на обоих сторонах ложка. Затем приложив к отметке лезвие кирки, по обратной стороне бьют молотком, делая зарубки. Сделав зарубки на обоих ложках, сильным ударом кирки разламывают кирпич.

Устройство безбалочной конструкции для проема в перекрытии под лестницу

Также существует более экономичный вариант устройства лестничного проема, когда вместо сварной конструкции используют так называемую безбалочную конструкцию. Она не имеет в своем составе продольные балки, а сам проем обрамляется уголками из металла. Эти уголки опираются на края соседних плит перекрытия своими полками. В таком случае весь вес монолитного участка и самой лестницы будет переноситься непосредственно на плиты межэтажного перекрытия. Данный способ подходит только для достаточно узких лестниц, а для устройства широкого лестничного проема это метод не подходит.

Методика изготовления проемов в перекрытии по лестницу на тетивах и на косоурах практически идентичны. То есть сами проемы, варианты опирания тетивы на нижние и верхние балки такие же, как и для лестниц на косоурах.