Максимальная толщина монолитного перекрытия


Устройство монолитных перекрытий - основные правила и расчет

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?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.

Монтаж арматуры перекрытия.

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:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Полезная нагрузка 300 кг/м2.
  4. 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:

 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

классификация, формулы для расчетов, расчет плиты перекрытия

Плита перекрытия — это горизонтальная строительная конструкция, которая разделяет этажи друг от друга. Эта конструкция является несущей, она распределяет нагрузки и обеспечивает жесткость здания. Монолитная плита перекрытия — это конструкция, изготовленная на месте строительства здания путем заливки арматуры бетонной смесью.

Нельзя изменять проект дома без согласования с архитектором, потому что эти плиты проектируются специально для конкретного здания, так как для них нужно определить расположение арматуры и способ опоры.

Сталь намного прочнее бетона, именно потому арматурная сетка находится внизу плиты. Эта сетка не должна быть впритык к опалубке, расстояние между арматурой и опалубкой должно быть больше 3 см. Арматуру используют сечением 8−12 мм. Бетон должен иметь толщину не менее 10 см. Плита должна быть забетонирована за один раз. Опалубка выполняется в виде дна и стен будущей плиты. Для долговечности, прочности и надежности перекрытия используют бетона марки М200 и выше. Для этого лучше покупать готовую бетонную смесь на заводе.

Этот тип перекрытий имеет преимущества перед готовыми железобетонными плитами:

  • монолитное перекрытие используют в тех случаях, когда сложно организовать работу подъемного крана на стройплощадке, а также если здание имеет нестандартные размеры и архитектурные формы;
  • благодаря прочной связи элементов плиты обеспечивается высокая жесткость конструкции;
  • экономия денежных средств на электроэнергию, погрузочно-разгрузочные работы, сварочные работы по устранению стыков, меньшие затраты на материалы;
  • все необходимые материалы есть в свободной продаже;
  • нижняя поверхность плиты гладкая и ровная, поэтому проводить штукатурные работы легче;
  • отсутствие стыков повышает звукоизоляцию здания;
  • материал не горит и не подвержен гниению;
  • такой метод построения здания позволяет делать выносные конструкции (балконы), основание которых — единая плита с межэтажным перекрытием. Это повышает прочность и надежность балкона.

Главный недостаток такого типа перекрытия состоит в повышенной сложности работ в холодное время года. Необходимая прочность достигается через 28 дней. Из-за высокой влажности и пониженной температуры бетон будет застывать дольше, что увеличивает сроки строительства. Для исполнения монолитного перекрытия требуются специалисты высокого класса, так как плиты надо усиливать дополнительными опорами.

Еще один недостаток заключается в том, что перед тем, как заливать арматуру бетоном, нужно сделать опалубку. Обычно это занимает много времени и древесного материала. В настоящее время этого недостатка можно избежать. На рынке стройматериалов продают или сдают в прокат готовые элементы щитовой опалубки (фанерные плиты).

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.

Расчет параметров монолитной плиты перекрытия

Проект стоит доверить проверенным специалистам, которые грамотно его составят. В проекте приведены расчеты максимальной нагрузки на поперечное сечение плиты. Расчеты будут производиться с учетом индивидуальных предпочтений хозяина будущего здания. Помимо расчетов, в проекте специалисты предоставят свои рекомендации, какие материалы использовать.

Очень важно не допустить ошибку в проекте, поскольку от прочности перекрытия зависит надежность строения. Перекрытие может выдержать определенную нагрузку, выраженную в килограммах на один квадратный метр. Поэтому важно не изменять самостоятельно проект без согласования с архитектором. Любой перенос внутренних перегородок может негативно повлиять на распределение нагрузки на плиту перекрытия. Если превысить нагрузку, то бетон может не выдержать и треснуть, и появится риск обрушения основания этажа. Поэтому в расчетах учитываются характеристики используемых материалов, их общий вес, а также закладывается запас прочности монолитного перекрытия.

В случае усиления монолитного перекрытия железобетонными балками, которые пропускают под перекрытием, рассчитывают такие параметры, как высота, длина и ширина. Для расчетов параметра плиты необходимо знать толщину и площадь заливки бетона.

Расчеты монолитного перекрытия состоят из расчетов его отдельных элементов. В первую очередь делается опалубка. Она должна быть качественной с ровным дном и боковыми стенками. Лучше всего использовать толстую ламинированную фанеру. Для подпорок используют брус сечением 10 на 10 см.

На втором этапе делается армирующая сетка. Для нее используют металлические прутки сечением 8−12 мм, которые перевязывают проволокой. Размер ячеек должен быть 20 см. Ячейки не должны быть частыми, поскольку это увеличивает массу плиты.

Запас прочности рассчитывается исходя из характера эксплуатации здания: нагрузка на перекрытие у частного дома и промышленного здания совершенно разная.

Разработаны специальные компьютерные программы для расчета перекрытий. Однако они не учитывают характеристик используемых материалов. Поэтому прибегнуть к помощи проектировщика придется в любом случае. Это позволит правильно сделать все расчеты и не переплатить за строительство.

Прочность перекрытия рассчитывается исходя из двух факторов: нагрузки плиты и прочности арматуры. Причем прочность арматуры должна быть больше нагрузок на плиту.

Нагрузка на 1 квадратный метр перекрытия рассчитывается исходя из следующих данных:

  • собственный вес перекрытия;
  • временная нагрузка на перекрытие.

В качестве наглядного примера будут приведены расчеты для жилого помещения размерами 6 на 10 метров. Балки расположены на расстоянии 2,5 метра друг от друга. Толщина перекрытия будет равна 80 мм, что отвечает требованиям формулы L/35 (где L — шаг балок): 2,5/35=0,071 (71 мм).

Временная нагрузка для жилого дома по нормативам составляет 150 кг/м2. Коэффициент запаса 1,3. Итого получается нагрузка 195 кг/м2.

Нагрузка от собственного веса перекрытия рассчитывается таким образом: толщина плиты 20 см умножается на величину 2500 — получается 500 кг/м2.

Максимальная нагрузка на монолитную плиту будет равна q=195+500=695 кг/м2.

После получения этих данных просчитывается шаг балок. Это необходимо для оптимального использования материалов (бетона и металла) и правильного распределения нагрузок на балки. Балки должны укладываться через равные расстояния. Обязательно надо выполнять следующее условие: L 1 /L 2 >2, где L 1 — это длина балки, а L 2 — расстояние (шаг) между балками. Длина балок 6 метров. Условие выполнено: 6/2,5=2,4.

Для расчета максимального изгибания плиты необходимы такие данные:

  • расчетное сопротивление бетона R b = 7,7 МПа;
  • арматура класса А400С;
  • расчетное сопротивление арматуры R s = 365 МПа.

Расстояние от арматуры до края плиты 35 мм.

Максимальный изгибающий момент рассчитывается так:

М = q*L 2 2/11. М=695*2,52/11=395 кг/м.

Перекрытие с нижней армированной сеткой должно выполнять следующее условие: a m <a r. Параметр a r нормативный и равен 0,440 для указанных материалов.

am=M/(Rb*b*h02), где

b — ширина перекрытия 6 м,

h 0 — расстояние от края плиты до центра тяжести арматуры, 0,08−0,035=0,045 м.

am=395/(77000*6*0,0452)=0,042.

0,042>0,440.

В противном случае, когда a m >a r, надо повышать марку бетона или увеличивать сечение арматуры.

При значении am=0,042 коэффициент, а равен 0,98.

Площадь рабочей арматуры

Аs = М/(R s * а*h 0) = 395/(36500000*0,98*0,045) = 0,000245 м2 =2,45см2.

На один метр монолитной плиты приходится 5 стержней диаметром 80 мм и площадью 2,45см2.

Погонная нагрузка на балку

695*2,5=1737,5 кг/м.

Балки опираются на стену на 20 см. Расчетная длина балки 6+2*0,2=6,4 м.

Максимальный момент в сечении балки

Мр=q*L2/8.

Мр=1737,5*6,42/8=8896 кг/м.

Требуемый момент сопротивления

Wтр=Мр/(1,12*R).

Wтр=8896/(1,12*21)=378 см3.

Для такого сопротивления подходит двутавр № 27 с моментом сопротивления W=371 см3 и инерцией I=5010 см4.

Прочность балки проверяется таким образом:

R=Mp/1,12*Wtp

R=8896/(1,12*378)=21.

Расчетная R равна нормативной, что говорит о хорошей прочности балки.

Все константы и формулы можно найти в пособии к СНиП 2.03.01−84 «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры».

Как видно, все формулы достаточно сложные и требуют определенных знаний, поэтому правильным решением будет обратиться к проверенной фирме, которая имеет высококвалифицированных специалистов в области проектирования и строительства.

Какой толщины должно быть монолитное перекрытие. Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

  • Типы монолитных перекрытий
  • Опора монолитного перекрытия по профнастилу
  • Программа армирования монолитного перекрытия
  • Расчет прочности монолитной плиты перекрытия

Многоэтажные здания в наше время проектируются с использованием габаритных унифицированных схем, причем основным типом перекрытий являются сборные перекрытия. Применение монолитных плит необходимо тогда, когда по каким-нибудь причинам необходимо отступить от унифицированных габаритных схем. К примеру, если по архитектурным или технологическим требованиям предусматриваются особенные характеристики здания (высота этажей, величина нагрузки, сложность очертаний в плане).

Подобные перекрытия отличаются гораздо большей жесткостью.

В сфере проектирования многоэтажных сооружений сложилось мнение о неиндустриальности монолитных железобетонных плит.

Однако с применением щитовой инвентарной опалубки и при надлежащей механизации работы монолитное перекрытие становится индустриальным и требует меньших денежных вложений (экономия электроэнергии).

Их достоинство заключается в большей жесткости в отличие от унифицированных конструкций (причиной тому является прочная связь элементов плиты), вследствие этого монолитные плиты зачастую являются более экономичными (из-за отсутствия сварных стыков и меньшего расхода материала). Главным минусом такого перекрытия является сложность работ в холодное время года.

Расчет монолитного перекрытия: обратиться за помощью или одолеть самому?

Не вызывает сомнений, что оптимальным вариантом строительства монолитной плиты является его проведение в полном соответствии с планом. Расчет конструкции, который проводится специалистами, имеет некоторые преимущества:


Схема монолитного армированного перекрытия: назначение элементов конструкции.

  1. Монолитное перекрытие имеет требуемую несущую способность.
  2. Количество и сортамент арматуры, толщина и марка , которые применяются в конструкции по расчету профессионалов, считаются оптимальными, что дает возможность обойти ненужный избыток материалов и чрезмерные затраты труда.
  3. Разработанная специалистами программа строительства разрешает опереть монолитную плиту не только на стены, но также и на отдельно взятые колонны, что во много раз расширяет свободу планировки дома. Причем армирование конструкции в местах его соприкосновения с колоннами во многом отличается от армирования обыкновенного перекрытия, поскольку в таких участках нужно устанавливать вспомогательные стержни арматуры усиления.
  4. В проекте произведен четкий расчет всех объемов работ, что значительно помогает облегчить устройство конструкции тогда, когда с целью выполнения работ вы решите обратиться в строительную компанию или к частной бригаде.

Но что делать в том случае, если вы по какой-то причине не можете обратиться к подобного рода специалистам? Попробовать самостоятельно рассчитать устройство и ? Конечно, вы можете предпринять такую попытку, но вряд ли сможете осуществить задуманное без наличия специального образования и навыков. Плюс к тому, при таких попытках от осознания того факта, что постичь такой расчет «в бравой кавалерийской атаке» не получается, многие поддаются панике и унынию.

Но не нужно отчаиваться, ведь вы строите свой собственный дом, а не торгово-развлекательный центра с помещениями размером 12 на 24 м, поэтому для в частном доме можно прибегнуть к стандартному решению. А за консультацией к специалистам вам стоит обращаться в тех случаях, если вы решите сделать ваше жилище с рядом из монолитных колонн и несущего перекрытия, или же в том случае, когда пролет перекрытия будет превышать 7 м.

Ребристые монолитные плиты являются системой перекрестных балок – основных и второстепенных, – которые соединяются монолитно между собой и поверху объединяющей их плитой.

Вернуться к оглавлению

Типы монолитных перекрытий


Балки и ригели, элементы балочного перекрытия, становятся одним целым с монолитной конструкцией.

Выделяют балочные и безбалочные системы плит. Балочный тип характеризуется наличием ригелей, которые располагаются либо поперек строения, либо крест-накрест. не имеет выступающих ребер. Как показывает практика, целесообразней всего применять поперечное расположение ригелей. Но все-таки окончательный вариант зависит от назначения возводимого монолитного перекрытия, направлением в помещениях технологических потоков, характером размещения нагрузок, методом устройства жесткости каркаса, можно разместить крупногабаритное оборудование на ригелях конструкции непосредственно, на отдельный ригель нагрузка снижается. При устройстве монолитной конструкции балки и ригели становятся одним целым с плитами.

У безбалочного типа монолитного перекрытия отсутствуют выступающие ребра ригелей. Вместо них выступают участки плит 0,2-0,3 от места, где находится пролет. Им отведена роль плитных плоских ригелей, которые работают между колоннами в пролет по схеме балок. Из-за этого исключается устройство отверстий и проемов в участках междуколонных плит монолитного перекрытия, в этом качестве может применяться срединная часть монолитной плиты. Принимаются монолитные конструкции толщиной, которая примерно равна 1/32 самого большого пролета, и если пролет не превышает 6 м, проще изготавливать плиты монолитного перекрытия плоскими.

Вернуться к оглавлению

Ребристые монолитные перекрытия


Плиты перекрытия в данной конструкции опираются на главные и второстепенные балки.

Монолитные ребристые конструкции, у которых есть балочные плиты, состоят из главных балок, второстепенных балок и плиты, которая объединяется с балками в монолитное одно целое. Основные балки имеют упор на колонны и могут располагаться в поперечном или же продольном направлении. Принимается пролет основных балок в границах от 6 до 8 м. Высота главных балок принимается равной 1/8-1/15 величины, которой обладает пролет, а ширина – ½ значения высоты. У второстепенных балок монолитной конструкции пролет равен 5-7 м, и устанавливается шаг второстепенных балок от 1,5 до 3 м. От назначения монолитного перекрытия зависит значение толщины плиты, но оно должно быть не менее 60 мм. Если предусматриваются значительные нагрузки, то толщину плиты можно увеличить до 120 мм.

Плиты перекрытия работают в коротком направлении, опираясь при этом на главные и второстепенные балки. Во время сооружения ребристое монолитное перекрытие требует немалых затрат материала и рабочей силы, по этой причине зачастую их заменяют .

Вернуться к оглавлению

Безбалочный тип монолитного перекрытия

В основе безбалочной монолитной конструкции лежит сплошная плита, которая опирается на колонны. В таком типе перекрытия по сравнению с ребристым типом упрощается устройство опалубки. Можно придавать разнообразные архитектурные формы монолитным капителям. Толщина плиты принимается в пределах от 1/30 до 1/35 большего пролета. Безбалочные перекрытия дают возможность использовать объем перекрытия и являются экономически выгодней, если пролет не более 6 м с квадратной сеткой колонн и равномерно распределенными тяжелыми нагрузками на монолитное перекрытие. Безбалочный тип монолитного перекрытия более востребован

Устройство монолитного перекрытия Блог с ответами на вопросы и интересными идеями

Мечты о собственном доме - это совершенно обычное дело, но когда такая мечта начинает исполняться, наступает настоящее счастье, и, конечно, возникает другая проблема - как правильно и эффективно справиться с каждым этапом строительства. Приглашенная бригада для строительства домов под ключ справится с такой задачей, но курировать постройку самостоятельно тоже необходимо уметь.

Когда без устройства монолитного перекрытия не обойтись

Самым надежным вариантом перекрытия между этажами считается монолитное, выполняемое из бетона и арматуры. Существуют несколько случаев, при которых монолитное перекрытие при строительстве дома должно использоваться в обязательном порядке. Не секрет, что данный способ надежен на 100%, но при этом он еще и очень дорогой. В каких же ситуациях можно сэкономить и использовать менее дорогостоящий метод, а в каких - нельзя никак:

— К примеру, нет возможности  доставки и монтажа сборных  железобетонных плит, а также, если вы отказались от других вариантов;

— Особая конфигурация дома и стен в нем, при которой нельзя уложить необходимое количество перекрывающих плит, здесь требуется создание большого количества монолитных участков. Реализация проекта с монолитным перекрытием все-таки возможна, но потребуются дополнительные траты на подъемный кран и опалубку.

Монолитное перекрытие сложной формы

— Отрицательные условия могут стать причиной выбора только монолита, так как он прочен и практически в любых условияъ. К примеру, он спокойно выдерживает повышенную влажность, большие нагрузки, невозможность обеспечить нормальную гидроизоляцию. Смотрите стоимость плиты фундамента. Сейчас плиты перекрытия могут быть предварительно напряженными, стальные тросы применяются для армирования конструкции. Из-за большой прочности сечение практически не растягивается или имеет невысокие значения растяжения. Однако, такие плиты быстрее становиться хрупкими и поддаются коррозии.

— Если перекрытие совмещено с монолитным поясом - при идентичной цене пояса и сборного перекрытия, а также монолита, логичнее выбрать именно последний вариант. Проблемой могут стать трудоемкие грунтовые условия - высокая сейсмическая активность, просадочность и др.

О толщине монолитного перекрытия

Цена на монолитное перекрытие достаточно высокая, и сразу же необходимо точно определить, какая толщина потребуется в конкретном проекте. Здесь вступают в силу определенные принципы армирования, которые и стоит брать за основу, а именно - значение толщины к пролету. 1/30 - такое значение у плит перекрытия. Если пролет, к примеру, составляет 6 м, то оптимальная толщина перекрытия будет 20 см, если 4,5 м, то 15 см.

Учитываются в данном случае нагрузки, которые будут влиять непосредственно на перекрытие. Если нагрузки небольшие - как правило, в частных домах они именно такие, то толщину монолитного слоя можно уменьшить на 10-15%.

Арматура: её необходимость и типы

Монолитное перекрытие по профлисту требует армирования. Бетон по своей структуре хорошо сжимается, арматура, наоборот, отлично растягивается. Объединение этих двух качеств позволяет получить совершенно новый улучшенный композитный материал, имеющий очень сильные значения стойкости и долговечности, способный выдержать большие нагрузки и некоторые деформации. Армирование так же используется в бетонных лестницах.

Устройство монолитного перекрытия по проф-листу

Арматура во всей бетонной конструкции занимает определенное место - в зоне наибольшей растянутости, чтобы помочь крепко сжать все основание. Данная арматура называется продольной. Еще один фактор успеха - арматура должна получить хорошее сцепление с бетоном, иначе ее функция не будет выполнена максимально точно, для этого по всему хлысту арматуры наносятся специальные насечки. Арматурные стержни располагаются с определенным шагом для перекрытий, равным 15-20 см. В зависимости от ряда факторов арматуру могут установить в нижнем либо верхнем участке бетона. Наибольшее напряжение в конструкции возникает в нижней части плиты, вверху у краев и по центру - именно эти участки усиливаются армированием. Цена кладку перегородок из газобетона на порядок ниже, но не всегда выбирается из-за оказываемого давления и веса на такие перекрытия, т.к. газобетон достаточно лёгкий материал. Однако нагрузки всё равно необходимо рассчитывать предварительно.

Второй тип армирования - поперечный, он располагается вертикальным образом. Благодаря нему вернее армирование будет производиться максимально точно и правильно. Внешний вид его напоминает поддерживающие каркасы или согнутые детали. Данные элементы гнутся как правило сразу на объекте из имеющейся арматуры, по этому арматуру на них израсходованную необходимо учитывать в заказе основной арматуры для монолитного перекрытия.

Арматурный каркас монолитного перекрытия

Если плита не сильно нагружается, то поперечное армирование играет исключительно конструктивную роль. Если нагрузки на плиту большие, то данный тип армирования поможет защитить плиту от разрушения. Так как в загородном строительстве непомерных нагрузок на плиту практически нет, то исполняется конструктивная роль - бетон воспринимает опорную поперечную силу. А вот монтаж кровли в СПб выполняется уже после устройства монолитного перекрытия и сооружения общей коробки дома, но это не менее важный и сложный процесс.

Достоинства монолитного перекрытия, отличия от других типов

Среди значительных плюсов применения монолитного перекрытия при строительстве частного дома - возможность проведения работ без тяжелой техники, можно не привлекать подъемные краны или манипуляторы. Можно не привлекать и воспользоваться ручным трудом по замесу и подъёму бетона. Но, как правило, придётся использовать две вещи – авто-бетоносмеситель и бетононасос для доставки бетона в нужный заливаемый участок плиты.

Использование бетононасоса в устройстве монолитного перекрытия

С помощью монолита  существует возможность перекрыть даже сложные с конструкционной точки зрения пространства, чего нельзя сказать о сборных железобетонных плитах. Если сравнивать монолит с перекрытием из дерева, то прочность будет далеко не на стороне последнего варианта. При невысокой толщине монолитного слоя он выдерживает практически все существенные нагрузки, и его прочность не поддается сомнению практически никогда. Огнестойкость монолит также имеет повышенную - к примеру, перекрытие второго этажа по деревянным балкам выдержит огонь 15 минут, монолитное - 65 минут и более.

Сложные конфигурации перекрытий

Существуют сложные типы монолитных перекрытий (что сказывается и на стоимости монтажа крыши), которые необходимо правильно рассчитывать, верное армирование в данном случае также является обязательным шагом. В результате, всегда получается индивидуальное конструирование с учетом индивидуальных особенностей нагрузки, построение и прочих параметров. Специалисты помогут в таком случае сделать правильный расчет, а также сэкономить деньги.

Типы монолитных перекрытий тоже бывают разными: к примеру, пользуются спросом плоские монолитные плиты. Мы уже писали, что толщина соотносится к величине пролета как 1 к 30. Правильное соотношение бетона и арматуры в конструкции всегда приветствуется, так как не получится перерасход этих двух компонентов, который не приведет к увеличению прочности.

Следует учесть и тот фактор, что монолит выполняет свои функции лучше по меньшему расстоянию. Несущие стены и колонны в доме передают вес перекрытий на фундамент, и толщина их должна быть не менее 25 см (длина кирпича). На определение толщины стен влияет сразу несколько факторов:

- величина пролетов;

- количество пролетов;

- назначение помещения;

- этажность дома.

Если была выбрана толщина бетона меньше 15 см, то армирование выполняется всего в один слой, однако, решение все равно принимается на основе соответствующих норм и правил (следует смотреть официальные документы). Если толщина слоя превышает 15 см, то, как правило, продумывается расположение двух слоев арматуры. Арматуру связывают специальной вязальной проволокой. Сетка имеет стандартный размер ячеек 15х15 или 20х20 см. Арматура имеет диаметр 8-14 мм. Специалисты рекомендуют использовать на всем протяжении работ сетку с одинаковыми ячейками.

Если требуется дополнительное армирование, то оно выполняется отдельными стержнями длиной от 40 до 150 см - она зависит от перекрываемых пролетов и нагрузок.

Армирование, установка опалубки

В частных домах, в которых отсутствуют колонны, а имеются классические несущие стены, сначала применяется основное армирование, дополнительно же обрамляются отверстия. Что касается опалубки, то ее можно устанавливать как на всю площадь, так и частично. Чаще используется способ установки на всю площадь - он более основательный. Тщательным образом выставляются стойки, вес бетона при этом равен 200-300 кг на квадратный метр. ДСП кладется на опалубку - одного и того же материала хватит на два раза применения - как раз на два этажа классического частного дома. Опалубка может выполняться из досок или листов древесно-стружечной плиты, которая так же бывает и в специальном опалубочно-глянцевом водонепроницаемом исполнении.

Внимательно надо следить за тем, чтобы не было даже небольших щелей в опалубке - в противном случае цементное молочко будет протекать вниз, снижая при этом прочность всей конструкции.

Слой бетона под арматурой по толщине всегда должен быть не менее двух сантиметров. На опалубку под арматуру обязательно выставляются плашки, приподнимающие арматурный каркас от опалубки. По консистенции бетон следует делать в меру густым и жидким, определяющая характеристика - это его пластичность, которая позволит равномерно заполнять все пустоты и замечательно уплотняться.

Марка бетона для монолитных перекрытий используется не ниже М200, класс - В15.

Как только бетон зальется, до полного отвердения, за ним следует внимательно ухаживать и следить - к примеру, летом не допускать пересыхания и периодически увлажнять водой (смачивать), накрывать обычной пленкой для поддержания необходимой влажности по технологии.

Утепление и шумоизоляция монолитного перекрытия

Максимальную прочность после заливки бетон набирает примерно по истечению четырех недель. Если опалубка снимается раньше, то рекомендуется установить специальные подпорки. Высокая плотность бетона хорошо проводит звук, поэтому не обойтись без шумоизоляции комнат. Для этого выполняется засыпка керамзита под стяжку или же укладка экструдированного пенополистирола. Бетон проводит и холод, поэтому рекомендуется утеплить перекрытие, а именно, наружные края (торцы). Утеплитель при этом накладывается на данные торцы снаружи дома. Не стоит забывать и о своевременном проведении коммуникаций и проводов, иначе после застывания монолитного перекрытия выполнить это будет трудно.

Высокая прочность бетонного монолита не поддается сомнению, ведь история его применения насчитывает века. Ленточный фундамент или фундамент на буронабивных сваях, в большинстве своих пунктов, аналогичны монолитному перекрытию. Заручившись знаниями о правильной технологии устройства монолитного перекрытия и контролируя процесс реализации вы точно получите именно тот дом, который простоит десятилетия, обеспечивая вас теплом, комфортом и надёжной защитой.

Сборно-монолитные перекрытия: выгоды очевидны - советы по строительству от компании Xella

Какое перекрытие лучше для двухэтажного дома из газобетона или другого каменного материала? Как правило, застройщики выбирают железобетонную плиту – монолитную или пустотную, заводского изготовления. Но есть и третий вариант, со своими преимуществами, – сборно-монолитное перекрытие. Каковы его плюсы и технология монтажа?

Вначале несколько слов о перекрытии как таковом. Это горизонтальный элемент здания, разделяющий смежные этажи либо отделяющий этаж от подвала, цоколя или чердака. Перекрытие воспринимает нагрузки (постоянные и временные), передавая их на другие конструкции дома, а также связывает между собой несущие стены, обеспечивая жесткость и устойчивость всего здания.

Каким должно быть перекрытие?

●     Достаточно прочным, чтобы выдерживать собственный вес и нагрузки – как равномерно распределённые, так и точечные. Согласно нормам*, перекрытия в жилых зданиях должны выдерживать распределённую нагрузку не менее 150 кг/м2 (с учётом снеговой нагрузки, например, для Московской области, речь идёт о 210 кг/м2).

●     Жёстким: способным сопротивляться прогибу под воздействием нагрузок. В случае междуэтажных перекрытий прогиб не должен превышать 1/250 пролёта.

●     Устойчивым, не зыбким. Не должно быть колебаний, когда люди ходят по перекрытию или перемещают мебель. Их не будет, если собственный вес перекрытия – не менее 150 кг/ м2.

●     Препятствующим распространению воздушного шума.

●     Теплозащитным, когда перекрытие отделяет тёплое помещение от холодного подвала или чердака.

●     Огнестойким в соответствии с противопожарными требованиями.

Сборно-монолитное перекрытие: что это такое?

Качественные, проверенные временем сборно-монолитные конструкции представлены продукцией YTONG (Xella Россия). Это разновидность часторебристых железобетонных перекрытий, которые сооружаются на стройплощадке. Основные элементы такого перекрытия:

1. Металлическая балка. Она представляет собой конструкцию заводского изготовления – профиль из оцинкованной стали, к которому приварен треугольный арматурный каркас. На объекте каркас заливают бетоном, тем самым формируя железобетонную балку.

2. Несъёмная опалубка из стандартных газобетонных блоков, укладываемых в пространство между балок. Элементы опалубки прочно соединяются друг с другом монолитным бетоном.

3. Монолитная бетонная плита толщиной не менее 50 мм.

Преимущества сборно-монолитных перекрытий

● Отличное сочетание цены и качества. Это самые бюджетные железобетонные перекрытия. Сборно-монолитные конструкции могут быть дешевле обычных монолитных на 30%. Это достигается в том числе за счёт снижения стоимости работ, поскольку монтаж ведётся очень быстро.

● Высокая скорость возведения, что особенно актуально для тех, кто строит дом своими силами. Балки приходят на объект полностью готовыми к монтажу, под конкретные размеры и конфигурацию перекрываемого проёма. Газобетонные блоки для перекрытий также стандартные. Если под монолитное перекрытие нужно выстраивать съёмную опалубку вместе со вспомогательными материалами, то в сборно-монолитном опалубкой служат блоки и стены, на которые опирается перекрытие.

Кроме того, для монтажа сборно-монолитного перекрытия, как правило, не нужен кран или другие грузоподъёмные механизмы, все работы ведутся вручную (на финальном этапе необходим бетононасос). Вес балки – около 6 кг/ пог.м. Бригада из четырёх человек сооружает сборно-монолитное перекрытие площадью 100 м2 в среднем за 3 дня – от установки балок до бетонирования.

● Возможность монтажа на объектах, где затруднён заезд тяжёлой техники на участок. В этом преимущество сборно-монолитных перекрытий над готовыми пустотными железобетонными плитами. Такие плиты нужно подвозить к стройплощадке и устанавливать на стены с помощью крана. Притом доставить плиты для обустройства больших пролётов проблематично в силу очень большого веса конструкций, необходимых для этого.

В случае газобетонных стен под пустотные плиты придётся выполнять армопояс в кладке по периметру перекрытия: он будет распределять нагрузку от конструкции. К тому же плиты требуется дорабатывать, например, создавать на них монолитные участки с закладными деталями, к которым будет крепиться монолитная межэтажная лестница. Наконец, максимальный диаметр монтажных отверстий под каналы для коммуникаций не может превышать 100 мм. Сборно-монолитные перекрытия лишены всех этих недостатков.

● Полезная несущая способность – 450 кг/м2. Это более чем в два раза превышает требования строительных норм для перекрытий. Сборно-монолитные конструкции жёсткие и устойчивые. Они хорошо защищают от воздушного шума и отвечают требованиям пожарной безопасности.

● Возможность перекрыть безопорные пролёты длиной до 9 м.

● Возможность обустроить проёмы даже сложной формы (с эркерами, выступами и т.п.), а также балконы, консоли и другие элементы.

● Сборно-монолитные – самые лёгкие из железобетонных перекрытий. Их собственный вес – 280 кг/м2.

● Если работы по бетонированию выполнены качественно, то можно не делать бетонную стяжку поверх перекрытия, достаточно лишь тонкослойного наливного пола. Конечно, при условии, что не нужно «прятать» в полу коммуникации, иначе понадобится стяжка. Для сравнения: поверх пустотных плит всегда устраивают стяжку толщиной не менее 30 мм. А это дополнительные работы, затраты денег и времени.

● Удобство доставки: на одной грузовой машине можно привезти балки и блоки в количестве, достаточном для перекрытия пролётов площадью до 200 м2. Кроме того, можно включить блоки для перекрытия и стен в одну доставку.

Отметим ещё несколько особенностей сборно-монолитных перекрытий. Такие конструкции очень удобны для самостройщиков и тех, кто строит дом с помощью бригады, но без детального проекта. Вы обращаетесь в компанию, которая продаёт готовые балки для перекрытий такого типа. Компания, зная размеры и конфигурацию проёма, который нужно перекрыть, сама разрабатывает монтажную схему: количество и размеры балок, карту их установки. Остаётся только смонтировать конструкцию.

Кроме того, монтаж сборно-монолитного перекрытия довольно простой, благодаря чему исключаются многие ошибки, которые можно допустить при устройстве классического монолитного перекрытия.

Ещё нюанс. Сборно-монолитные конструкции часто используют при реконструкции зданий, когда нужно заменить ветхое перекрытие. Удобство в том, что балки и блоки можно поднимать вручную, имеющаяся коробка здания не мешает этому. К тому же расход бетона для такого перекрытия меньше, чем для обычного монолитного, что упрощает бетонирование даже при наличии готовой коробки дома и затруднениях в подаче бетононасоса.

Получить расчет стоимости и купить сборно-монолитные перекрытия можно у официальных дистрибьютеров YTONG

Конструктивные особенности

Как уже говорилось, балка состоит из оцинкованного профиля (полки), 120 х 40 мм, к которому приварен треугольный арматурный каркас. Верхнее продольное армирование делают из прутка диаметром 8 мм, а нижнее – из двух прутков диаметром 12 мм. Но есть нюанс. Когда необходимо выполнить длинный безопорный пролёт, то балку усиливают за счёт дополнительного армирования. Снизу в каркасе предусматривают третью продольную арматуру расчётного диаметра, например, 25 мм для балки длиной 9 м. Верхнее и нижнее армирование объединяют в единую конструкцию поперечной диагональной арматурой диаметром 5 мм.

Для заполнения перекрытия можно использовать газобетонные блоки любой марки по плотности – D400, D500. Притом плотность газобетона мало влияет на несущую способность перекрытия, ведь блоки выполняют функцию несъёмной опалубки, а за восприятие нагрузки отвечает железобетонная плита. 

Стандартный размер применяемых блоков – 625 х 200 х 250 мм. Блок с каждого торца должен опираться на оцинкованный профиль на величину не менее 40 мм. Исходя из этого, шаг между балками должен быть 725 мм.

Может возникнуть вопрос: безопасна ли конструкция, где блоки зажаты между балок? Не вывалятся ли они? Конечно, нет. Подобные перекрытия активно применялись ещё в советское время, и тогда блоки просто зажимались между балками. Но за счёт бетонирования они соединялись в монолитное единое целое, и никаких проблем с перекрытиями не было. В современных балках предусмотрены полки для удержания блоков, так что надёжность конструкции ещё выше.

Обратите внимание: несмотря на заполнение газобетоном – материалом с хорошими теплозащитными свойствами – сборно-монолитные перекрытия требуется утеплять, если они отделяют тёплые помещения от улицы.

Монтаж балок

Рассмотрим наиболее распространённую ситуацию – монтаж такого перекрытия в доме из газобетона.

Работы начинают с монтажа балок. Их укладывают на несущие стены, при этом каждая балка должна заходить на кладку на расстояние не менее 150 мм. Чтобы добиться точного расстояния между балками, в пролёт между ними по периметру стен укладывают блоки (по одному в каждый пролёт).

Для сооружения проёмов в перекрытии, балконов, консолей и других архитектурных элементов можно стыковать балки друг с другом под прямым углом. Балки связывают в единое целое за счёт Г-образных арматурных прутов. Нижний ряд арматуры соединяют прутами диаметром 12 мм, верхний – прутами диаметром 8 мм. Для дополнительной усиливающей арматуры используют пруты того же диаметра, что и у неё. По периметру проёма сооружают опалубку из фанеры, древесины, пенополистирола или других материалов. Опалубка не позволит бетону попасть в проём.

Под балками обязательно устанавливают временные опоры, обычно телескопические стойки и профильные трубы. Какой-либо зазор между опорами и балками недопустим, иначе впоследствии возможен прогиб перекрытия. Шаг опор под одной балкой – не более 1,6 м. Опоры монтируют до укладки блоков на балки.

Подготовка к бетонированию

Далее предусматривают армирующий монолитный пояс по всему периметру перекрытия, в его плоскости. Он позволяет надёжно связать перекрытие с несущими стенами, а также придать пространственную жёсткость всему зданию и предотвратить появление трещин в нём. К арматурным выпускам на торцах балок крепят каркас из четырёх продольных прутов диаметром от 8 до 12 мм. Арматуру связывают друг с другом металлической проволокой диаметром 6 мм, расстояние между хомутами – 200 мм. Армирующий пояс будет бетонироваться одновременно со всем перекрытием. 

Затем сооружают опалубку по периметру перекрытия. Её выполняют из газобетонных блоков толщиной 100-150 мм. Их фиксируют к стенам также, как стеновые блоки – с помощью тонкошовного клея. С внутренней стороны к блокам приклеивают плиты теплоизоляции из пенополистирола – обычного или экструдированного. Стандартная толщина плит – 50 мм. Они служат терморазрывом – препятствуют промерзанию здания через перекрытие.

Между балками укладывают газобетонные блоки, плотно стыкуя их друг с другом. Поверх блоков и армопояса раскатывают сварную арматурную сетку с ячейками 100 х 100 мм, диаметр её проволоки 5 мм. Сетка будет находиться примерно посередине бетонной плиты (на высоте 20-25 мм), поскольку она опирается на верхний арматурный пояс балок, а он возвышается над блоками. При необходимости под сетку кладут пластиковые фиксаторы, которые предотвращают её провисание и тем самым гарантируют равномерный слой раствора под ней при бетонировании. Сетку можно просто укладывать, а можно для большей надёжности крепить к арматурному поясу вязальной проволокой.

Бетонирование

Дальше заливают тяжёлый бетон с классом по прочности на сжатие не ниже В20. Заливка ведётся бетононасосом. Уплотняют и выравнивают бетон виброрейкой – электрической или бензиновой. Некоторые строители применяют глубинные вибраторы для бетона. Однако специалисты не рекомендуют делать это, поскольку есть опасность, что под давлением, создаваемым вибратором, газобетон «выдавит» за пределы армопояса по периметру перекрытия.

Бетон обретает марочную прочность через 28 суток после заливки. Однако демонтировать опоры и продолжить строительство здания можно по достижении бетоном 70% прочности. Летом это происходит примерно через неделю. Но нужно быть уверенным, что это произошло. Поэтому прочность измеряют специальным прибором, и только на основании его показаний приступают к дальнейшим работам. Ну или ждут 28 суток.

Со стороны нижнего этажа перекрытие можно легко отделать тем или иным материалом. Например, оштукатурить толстым слоем по сетке из стекловолокна.

Можно ли прокладывать инженерные коммуникации в сборно-монолитном перекрытии?

Когда перекрытие полностью готово, можно прокладывать коммуникации, выполняя штробы в блоках со стороны нижнего этажа. Другой вариант – проводить коммуникации в толще цементно-песчаной стяжки, сооружаемой поверх плиты перекрытия. Некоторые строители прокладывают систему тёплого пола и канализацию, в монолитной части перекрытия. То есть закладывают их ещё до бетонирования, зачастую подрезая для этого блоки. Тем самым экономят на стяжке.

Но это не лучшее решение, поскольку оно может привести к снижению несущей способности перекрытия. Например, при устройстве тёплого пола толщина всей плиты уменьшается на величину диаметра труб – как правило, 16 мм. Кроме того, трубы фиксируют к арматурной сетке, и она может деформироваться под весом такого перекрытия. Наконец, если случится авария тёплого пола, пострадает всё перекрытие. Поэтому коммуникации в стяжке предпочтительнее.

Полную информацию о технологии возведения дома из газобетона можно получить на бесплатном курсе по строительству из YTONG

В нашем каталоге вы можете найти армированные ступени, изготовленные из газобетона YTONG.

 *СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

 

устройство своими руками, расчет толщины и сечения арматуры, а также последовательность возведения конструкции

Монолитные железобетонные перекрытия – прочные и надёжные конструкции, повышающие огнестойкость, долговечность и сейсмоустойчивость здания.

В каких случаях нужно именно монолитное перекрытие?

Монолитную конструктивную схему перекрытия в частном строительстве принимают по следующим технико-экономическим показателям:

  • сложная форма этажей здания в плане;
  • ограниченное место застройки, не позволяющее работать крупногабаритной технике;
  • стоимость сборного перекрытия, дополненного армопоясом, больше затрат на работы по замоноличиванию.

Согласно принятым стандартам пустотные плиты изготавливают прямоугольными. Соответственно, чем больше здание в плане отступает от квадратной или прямоугольной формы, тем больше при раскладке плит будет образовываться участков, подлежащих замоноличиванию.

В этом случае определяют затраты на перекрытие из железобетонных плит, суммируя стоимость конструкций, перевозки и монтажа. Если общая стоимость сборных железобетонных плит больше или равна стоимости монолитных работ, решение принимают в пользу монолитного перекрытия.

В некоторых условиях въезд на территорию строительной площадки ограничен или невозможен. Близкое расположение ЛЭП, мешающее работе крана, высокая плотность застройки участка создают трудности крупногабаритной технике. Монолитное перекрытие – единственно правильное решение в данном случае.

Армопояс необходим при возведении наружных стен строения из лёгких материалов. Опирать сборные железобетонные плиты на стены из ячеистых бетонов или похожих материалов с небольшой плотностью без устройства армопояса запрещено. Решение принимают, исходя из стоимости обоих вариантов строительства. Практически всегда преимущество остаётся за монолитным перекрытием.

Расчет требуемой толщины и общей нагрузки

Здание – это система взаимосвязанных между собой элементов, рассчитанных на определённые нагрузки и построенных на физических законах.

На перекрытие действует деформация изгиба, верхняя грань конструкции при этом сжата, нижняя растянута.

Принцип работы железобетона основан на сочетании физических свойств двух материалов. Бетон хорошо работает на сжатие, растяжение воспринимает арматура.

Недостаточная толщина, ошибки в работе, неверный расчет проектирования приводят:

  • к растрескиванию бетона;
  • провисам;
  • прогибам;
  • разрушению перекрытия.

Слишком большая толщина, увеличение количества и диаметра арматурных стержней сверх расчётного приведёт к неоправданным затратам, увеличит собственный вес конструкции. Возрастёт нагрузка на несущие стены или элементы каркаса здания. Конструкции, не рассчитанные на подобную нагрузку, деформируются вплоть до разрушения. Срок эксплуатации строения снижается.

[stextbox id=’warning’]Монолитное перекрытие заливают в точном соответствии с проектными значениями.[/stextbox]

При определении толщины перекрытия и сечения арматуры учитывают:

  • общую нагрузку на перекрытие, складывающуюся из собственного веса перекрытия, веса мебели, людей, оборудования;
  • повышающий коэффициент для запаса прочности по расчётной нагрузке;
  • изгибающий момент, действующий на арматурные стержни.

Для индивидуального жилого строительства рекомендовано толщину перекрытия рассчитывать от максимальной длины пролёта, по соотношению 1:30, но не менее 150 мм.

[stextbox id=’warning’]При определении веса квадратного метра перекрытия толщина элемента умножается на вес материала. Удельный вес железобетона, согласно справочной литературе, равен 2500 кг/м2.[/stextbox]

Полезная нагрузка для жилых зданий составляет 150 кг/м2.

Умножив полезную нагрузку на повышающий коэффициент 1,3 и сложив обе цифры, можно узнать общую нагрузку на перекрытие. Более подробно на видео ниже:
[yvideo number=»2QvmDXyhsR8″]

Последовательность устройства своими руками

Монолитные плиты перекрытия монтируют согласно технологии. Ошибки в производстве работ ведут к деформациям конструкций. Скрытые деформации, такие как растяжение арматурных стержней при недостаточном диаметре, не видны. Соответствие проектным значениям и технологической карте – единственное правильное решение при самостоятельном производстве работ.

Технология

Работы по возведению монолитного перекрытия ведут в следующем порядке:

  • собирают опалубку, проверяя элементы на прочность, вертикальность;
  • укладывают арматурный каркас;
  • производят заполнение опалубки бетонной смесью;
  • выполняют сезонный уход за бетоном;
  • выдерживают технологический перерыв до набора раствором процентов прочности от расчётной;
  • снимают опалубку, двигаясь от углов к центру.

Срок выдержки бетона до набора материалом 100% прочности составляет 28 календарных дней от замоноличивания.

Установка опалубки

Современные способы ведения монолитных работ допускают два вида опалубки – съёмную и несъёмную. Съёмная опалубка удаляется после производства работ, несъёмная становится частью перекрытия, дополняет железобетон полезными качествами.

Несъемная

Распространённые несъёмные опалубки:

  • из вспененного полистирола. Пенополистирол снижает теплопроводность железобетона, улучшает звукоизоляционные характеристики материала;
  • по металлическому профилированному листу. Гофрированный лист за счёт образования рёбер жёсткости позволяет снизить толщину перекрытия и существенно сэкономить на стоимости материала.

[stextbox id=’info’]Обратите внимание! В индивидуальных домах перекрытия по профилированному листу устраивают в функциональных помещениях без особой эстетики – гаражах или помещениях хозяйственного назначения.[/stextbox]

Съемная

Съёмная опалубка называется сборно-щитовой. Конструкция состоит из комплекта элементов:

  • палубы, щитов, которые формируют поверхность, непосредственно контактируя с бетоном;
  • опорных стоек, принимающих на себя нагрузку от веса;
  • балок, распределяющих нагрузку на опорные стойки.

Разделяют опалубку, изготовленную заводским способом и самодельную.

Промышленная опалубка быстро собирается и демонтируется, рассчитана на высоту и весовую нагрузку.

Аренда заводского комплекта сопоставима по цене с изготовлением самодельной опалубкой из пиломатериала, но снижает трудоёмкость работ.

Самодельную опалубку изготавливают из досок, бруса, влагостойкой фанеры толщиной от 20 мм.

В обоих случаях работы начинают с очистки основания от мусора и разметки точек размещения опорных стоек.

Установка сборно-щитовой заводской опалубки проходит следующие стадии:

  • расставляют опорные стойки согласно проектному положению;
  • внутреннюю трубу телескопической стойки выдвигают на расчётную высоту;
  • в крепления, унивилки, устанавливают ригели опалубки, располагая их перпендикулярно существующим балкам перекрытия;
  • по ригелям укладывают щиты опалубки.

Стойки проверяют на вертикальность, щиты устанавливают строго по горизонтали. Затем переходят к укладке арматурного каркаса.

[stextbox id=’warning’]Более подробно: Из каких элементов состоит опалубка для монолитного перекрытия[/stextbox]

Армирование

Необходимое сечение арматурных стержней рассчитывают на стадии проектирования согласно общей нагрузке и величине изгибающего момента.

Для армирования используют арматуру класса А 3. Арматурные пруты имеют ребристое сечение, позволяющее поверхностям хорошо сцепляться с бетоном. Периодическое сечение стержней прочнее равномерного.

Для индивидуального строительства рекомендовано применение армирования в виде сеток с шагом 20 х 20 см, выполненных из прутов сечением 8-14 мм. В толщину закладывают две сетки, по нижней и верхней поверхности конструкции.

Арматурные стержни погружаются в бетон на глубину 25-30 мм со всех сторон. Защитный бетонный слой не даёт металлу контактировать с воздухом и подвергаться коррозии.

Диаметр прутов арматуры нижней сетки равный 12 мм считается хорошим дополнительным запасом прочности. Верхняя сетка менее напряжена, поэтому сечение арматуры обычно снижают до 8 мм.

Армирование перекрытия производят пошагово:

  • первым связывается каркас по краям, с заходом на несущие стены на величину опирания перекрытия;
  • по углам прокладывают продольные пруты арматуры для компенсации повышенной нагрузки;
  • укладывают нижнюю арматурную сетку, поднимая стержни относительно нижнего щита опалубки фиксаторами;
  • укладывают верхнюю сетку;
  • дополнительно армируют узлы с ослабленным сечением, отверстиями для прокладки инженерных сетей.

Скрещивающуюся в сетке арматуру увязывают с помощью отожжённой проволоки, создавая подвижные соединения, не расходящиеся от вибрации при уплотнении бетона.

Стыков арматуры по длине избегают, подбирая пруты нужной длины. Если по данным условиям обойтись без соединений невозможно, стыки образуют перехлёстом прутов в шахматном порядке на 40 см по длине. Сварные стыки ослабляют сечение арматурных стержней, они рассоединяются при вибрации уплотнения. Сварка стыков арматуры запрещена.

Фиксаторы для поднятия сеток над щитами при образовании защитного бетонного слоя изготавливают самостоятельно из обрезков древесины или используют готовые пластиковые элементы.

[stextbox id=’warning’]Советуем почитать: Как армировать монолитное перекрытие и сделать это правильно[/stextbox]

Заливка бетоном

Оптимальная марка бетона для монолитного перекрытия – М300-350. Готовый бетон поставляется на объект строительства автобетоносмесителем (миксером).

Самостоятельно бетонную смесь изготавливают, смешивая:

  • две части кварцевого песка;
  • одну часть цемента;
  • четыре части щебня;
  • воду.

Водой сухая смесь затворяется до нужной консистенции, получая пластичный раствор. Учитывают, что щебень не набирает прочность в процессе твердения бетона.  Прочность щебня для смеси выбирают в 2 раза больше прочности желаемой марки бетона.

Смесь укладывают, уплотняя ручными вибраторами.

Время работы вибратором зависит от пластичности бетона, в среднем от тридцати секунд до одной минуты. Уплотнение производят до прекращения осадки бетона и появления на поверхности цементного молока. Избыточная вибрация вредна для бетонной смеси.

Работы ведут, заливая конструкцию по пролётам между балками, создавая единую монолитную конструкцию без швов. Поверхность сглаживают.

Уход

Уход за бетоном – завершающая стадия производства работ. Недостатки работ по уходу за свежеуложенной бетонной смесью исправить в дальнейшем невозможно.

Укрывая и поливая, сохраняют достаточную влажность поверхности. Верхний слой конструкции высыхает быстрее, неравномерно усаживается, по поверхности появляются трещины. Укрытием и регулярным поливом не допускают потери качества.

Напор водяной струи разделяют на капельный, поливают медленно и равномерно, не  допуская повреждений схватывающейся смеси водой.

В жаркую и ветреную погоду укрытие и первый полив производят не позднее, чем через 3 часа после окончания работ, далее по следующему графику:

  • первые трое суток минимум каждые 3 часа днём, 1 раз ночью;
  • в последующие дни 3 раза в день: утром, в обед и вечером.

Жаркой погода считается при температуре выше 15 градусов. При температуре меньше 5 градусов поливку бетона не производят.

Набирающий прочность бетон предохраняют от сотрясения и ударов, не допуская расслаивания.

Монолитные перекрытия – хороший выбор для частного дома. Конструктивная схема отвечает всем современным эксплуатационным нормам и подходит для самостоятельного строительства.

Полезные видео

Монтаж и заливка монолитной железобетонной плиты перекрытия частного дома, смотрим:
[yvideo number=»HxY56HJwmLQ»]
Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия, сбор нагрузок, определение способа расчета, анализ:
[yvideo number=»Mh3pnolTt2g»]
Авторский надзор — приемка монолитной плиты перекрытия:
[yvideo number=»KzNgseTamdY»]
Понравился материал? Сделайте закладку или поделитесь!

Division 13 - Специальные строительные спецификации

Это технические спецификации, используемые архитекторами, инженерами, уполномоченным персоналом и строителями для строительства монолитных куполов.

Технические условия для монолитной конструкции купола: Раздел 13160 Сборный бетонный купол

ЧАСТЬ 1 - ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ДОКУМЕНТЫ:

Чертежи и общие положения Контракта, включая разделы «Общие условия» и «Спецификация раздела 1», применяются к работам, указанным в этом разделе.

Описание работ : Объем предварительно спроектированного купола показан на чертежах. Все купола должны быть построены в соответствии с требованиями строительства, как описано в последней редакции Международного строительного кодекса .

Тип : Свободнопролетный железобетонный купол, включая фундамент из кольцевых балок.

Проект : Бетонный купол должен быть спроектирован в соответствии с последней редакцией Международного строительного кодекса и руководящими принципами проектирования Института монолитных куполов.Купол должен быть рассчитан на следующие нагрузки:

  • Живая нагрузка 40 P.S.F. (если не указано иное)
  • Дополнительная нагрузка 10 P.S.F. (если не указано иное)
  • Ветровая нагрузка 120 M.P.H.
  • Категория сейсмостойкости D
  • Подшипник почвы в соответствии с местными условиями

Рассматриваемые сочетания нагрузок и несбалансированные нагрузки должны соответствовать требованиям Международного строительного кодекса .

Допуски : Допуски обычно находятся в пределах + или - 3% радиуса кривизны, за исключением фундамента, который составляет + или - 1/2% радиуса здания.

Разрешения : Владелец несет ответственность за получение всех необходимых разрешений на строительство, а также за получение проверок и согласований со всеми государственными и местными регулирующими органами, имеющими юрисдикцию.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА:

Купол должен быть изготовлен производителем монолитных куполов, имеющим не менее 5 лет опыта строительства монолитных куполов такого размера и объема.

ГАРАНТИЯ:

Подрядчик предоставляет письменную гарантию в соответствии со стандартным покрытием производителя.С даты окончательной приемки любые дефекты материалов и / или изготовления должны быть незамедлительно устранены или заменены бесплатно для владельца в течение следующих минимальных периодов:

  • Все компоненты здания - один год.
  • Конструктивная целостность купола - 5 лет. Эта гарантия ограничивается структурными отказами только в результате нормального использования, а не стихийными бедствиями или злоупотреблениями.

ЧАСТЬ 2 - МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ:

ФУНДАМЕНТ КОЛЬЦЕВОЙ БАЛКИ:

Транзитное смешивание согласно ASTM C 94.Толщина стенок кольца и фундамента определяется конструктивным решением для выбранной высоты, накладываемых нагрузок и допустимого давления на опору, но не менее 8 дюймов. Фундамент будет соответствовать следующим минимальным стандартам:

  • Минимальная прочность на сжатие в течение 28 дней - 3000 фунтов на кв. Дюйм
  • Портландцемент: должен соответствовать ASTM C 150, тип I или II с минимальным требованием к конструкции смеси 5,0 мешков на год; или
  • Максимальный размер совокупного курса = 1 дюйм
  • Воздухововлечение - 5% (+1.5%)
  • Арматурная сталь должна соответствовать классу 60 ASTM A 615.
  • В бетон нельзя добавлять хлористый кальций.
  • Спад = 2 дюйма минимум 4 дюйма максимум в точке слива.

SHOTCRETE:

В этом разделе рассматривается смешивание, укладка, отделка и выдержка торкретбетона. Торкрет-бетон должен состоять из портландцемента, песка, 3/8 дюйма без заполнителя и воды, как указано или утверждено. Требуемые пропорции должны быть собраны, хорошо перемешаны, размещены, обработаны и отверждены, как указано ниже.Он должен быть равномерно плотным и прочным.

Определения:

Торкрет-бетон : Торкрет-бетон представляет собой смешанный раствор из цемента, песка, заполнителя 3/8 дюйма и воды, выбрасываемый с высокой скоростью на поверхность. Сила струи, воздействующей на поверхность, уплотняет материал. Относительно сухая смесь Используется так, чтобы материал удерживал себя, сводя к минимуму провисание или осыпание, даже при использовании для вертикальных и надземных применений. Цемент, песок, заполнитель и вода смешиваются подходящими способами, а затем перекачиваются через шланг с помощью специально разработанного насоса для раствора.Высокоскоростной удар создается пневматически за счет нагнетания сжатого воздуха в сопло.

Отскок : Отскок определяется как заполнитель, смешанный с некоторым количеством цемента, который рикошетом отходит от поверхности.

Материалы:

  1. Портлендский цемент должен соответствовать требованиям типа I, II, III, IV или V, установленным Portland Cement Association. Раньше тип соответствовал требованиям работы, обычно I или II.
  2. Вода : Водоцементное соотношение должно соблюдаться.41 и .48 с .45 в качестве цели. Могут быть проведены испытания на оседание (испытание на оседание торкретбетонных смесей не является надежным, это только индикаторы). В зависимости от агрегата оседание может варьироваться от 2 до 7 дюймов.
  3. Рекламные смеси : Допускается использование добавок, при условии, что они не снижают плотность торкретбетона или вызывают коррозию стали и бетона. Все добавки должны быть одобрены Инженером до их использования.
  4. Мелкий заполнитель должен соответствовать требованиям, установленным ранее в этом разделе, и соответствовать следующему требованию градации:

Песок : для торкретирования можно использовать песок с хорошей сортировкой.Песок обычно должен состоять из следующих градаций:

Размер сита - % Проходит по весу
№ 4 100%
№ 8 90%
№ 16 85%
№ 30 60%
№ 50 30%
№ 100 10%

Модуль крупности должен находиться в пределах 2.70 и 3.00

Заполнитель : Заполнитель с минусом 3/8 дюйма должен составлять от 10% до 30% смеси. Заполнитель можно не включать в окончательный финишный слой для получения более гладкой поверхности.

Дозирование:

  1. Общие : Смесь ни при каких условиях не должна быть менее 752 фунтов. портландцемента на каждый кубический ярд бетона (100 фунтов цемента можно заменить на 100 фунтов летучей золы).
  2. Прочность торкретбетона : Прочность торкретбетона в течение 28 дней должна быть не менее 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Испытания образцов торкрет-бетона:

  1. Windsor Test Probe : Бетон купола должен периодически проверяться с помощью Windsor Test Probe. Испытания должны проводиться через 7, 14 и 28 дней в соответствии с указаниями представителя Заказчика. Подрядчик по куполу должен провести испытание со своим оборудованием, и за испытанием должен наблюдать представитель Заказчика.
  2. Специальные проверки : Специальные проверки торкретбетона должны проводиться в соответствии с требованиями I.ДО Н.Э. Раздел 306 (а).
  3. Альтернативное тестирование : Альтернативное тестирование может быть запрошено владельцем. Кубы могут быть распилены, или стержни, имеющие минимальный диаметр 2 дюйма и L / D 1 или больше, могут быть просверлены из испытательных образцов, подготовленных специально для целей испытаний, или из строящейся конструкции. Результаты должны быть скорректированы до L / D = 2, как описано в ASTM C 42.
  4. Испытательные образцы торкретбетона следует за одну непрерывную операцию дробить на фанерной форме до необходимой высоты блока.Размер блоков должен быть таким, чтобы из каждого блока можно было изготовить 9 кубиков или цилиндров.
  5. Один образец торкретбетона должен быть изготовлен в течение каждого дня эксплуатации. Четыре кубика или цилиндра должны быть вырезаны или заполнены сердцевиной из каждого торкретбетона через семь дней после его нанесения. Два кубика или цилиндра испытывают на семидневную прочность. Два других должны быть испытаны через 28 дней.
  6. Остальные блоки торкретбетона должны быть затвердевшими и храниться до тех пор, пока не будет проведено 28-дневное испытание и пока Инженер не проинформирует Подрядчика в письменной форме, что никаких дополнительных испытаний не требуется.Все образцы торкретбетона должны быть должным образом пронумерованы и датированы, а Подрядчик должен сделать запись об относительном местоположении работ, для которых эти образцы были подготовлены. Все кубики или цилиндры должны быть плотными и не иметь песчинок.
  7. Стоимость резки, удаления керна и тестирования кубов в признанной испытательной лаборатории несет Владелец.

Оборудование для торкретирования:

  1. Дозировочное оборудование должно быть способно дозировать цемент и заполнитель с точностью, требуемой настоящими Спецификациями.
  2. Смесительное оборудование должно быть способно тщательно перемешивать заполнитель, песок и цемент достаточного качества для поддержания непрерывности укладки, должно быть самоочищающимся и способным выгружать весь смешанный материал без переноса из одной партии в другую. Оборудование следует проверять и очищать не реже одного раза в день, а при необходимости - чаще, чтобы предотвратить скопление загруженного материала.

Размещение и отделка:

  1. Общие : Торкретбетон следует наносить равномерным непрерывным потоком.
  2. Положение пневматических форсунок : Форсунка должна, насколько это возможно, удерживаться приблизительно под прямым углом к ​​поверхности и должна находиться на надлежащем расстоянии от поверхности, продиктованном стандартами надлежащей практики для типа применения, типа сопло и давление воздуха. Однако при ограждении арматурной стали процедура стрельбы под прямым углом может быть изменена, чтобы лучше направлять материал вокруг стержней. Каждый раз, когда требуется стрелять торкретбетоном по арматурной стали, вокруг, сквозь и позади нее, монтажник должен наносить материал максимально влажной консистенцией и, по крайней мере, достаточно влажным, чтобы минимальное образование торкретбетона происходило на арматурной стали при стрельбе через этот слой стали. .
  3. Торкретирование более чем одного слоя : Для схватывания каждого слоя торкретбетона должно быть достаточно времени, чтобы он мог взять следующий слой без проседания. Чтобы обеспечить надлежащее заполнение углов и углублений, начальные слои следует наносить как можно более влажными, но при этом они должны быть достаточно сухими, чтобы возникло минимальное провисание.
  4. Конструкция стены : Должны быть приняты все меры для удаления отскока от нижних участков и углов стены по мере его развития.Материал следует наносить достаточно влажным, чтобы можно было ожидать правильного потока торкретбетона в углы.

Отверждение торкретбетона:

Внутренняя часть должна быть закрытой для предотвращения потери водяного пара. В жаркую и сухую погоду здание можно дольше держать закрытым; до 30 дней по мере необходимости, пока бетон не достигнет 4000 фунтов на квадратный дюйм.

УСИЛЕНИЕ ОБОЛОЧКИ:

Усиленная конструкция:

  1. Соответствуют или превосходят требования строительных норм ACI для температурной и усадочной стали.
  2. Деформированные стержни: ASTM A615, A616 или A617 класс 60 (предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм).
  3. Максимальное расстояние между стержнями не должно превышать 18 дюймов или пятикратную толщину корпуса.
  4. Кольцевая или кольцевая арматура должна иметь максимально допустимое напряжение 24 000 фунтов на квадратный дюйм. Точно разместите арматуру, как показано на окончательных утвержденных чертежах.

ИЗОЛЯЦИЯ:

Чтобы уменьшить температурный градиент в бетоне, необходимо укладывать пенополиуретан на внешнюю поверхность бетонного купола, отвечающий следующим требованиям:

  1. Толщина: в соответствии с инженерными планами
  2. Плотность: минимум 1.9 или 2 фунта на кубический фут
  3. Коэффициент К: 0,12
  4. Проницаемость: 3,0 пер.м.
  5. Прочность на сжатие: 30 фунтов на квадратный дюйм, 90% закрытых ячеек
  6. Распространение пламени: менее 75,
  7. Образование дыма: Менее 450.
  8. Перед нанесением полиуретана поверхность необходимо тщательно загрунтовать.

КРОВЕЛЬНАЯ ОДНОСЛОЙНАЯ МЕМБРАНА:

Должен быть из ПВХ, пропитанного полиэфирным холстом производства Seaman Corporation или аналогичного производителя.

  • Разрыв языка: минимум 270/250 psi
  • Грейферное растяжение: минимум 1000/950 фунтов на квадратный дюйм
  • Растяжение полосы: минимум 550/500 фунтов на кв. Дюйм
  • Огнестойкость: CFM Title 19 или NFPA 701
  • Ткань должна иметь минимальный вес 28 унций на квадратный ярд.

ИСПОЛНЕНИЕ:

Все материалы должны быть установлены и завершены качественно. Владелец оставляет за собой право в письменной форме направить Торговому Подрядчику удаление и замену за счет Торгового Подрядчика.

.

Радиус кривизны | Монолитно-купольный институт

Изогнутый бетон намного прочнее плоского бетона. Яйцо - один из самых сильных объектов природы. Купольные здания разделяют этот атрибут.

Радиус кривизны - это число, которое используется для определения «плоскостности» купола. По сути, радиус кривизны говорит нам, насколько изогнута кривая (рисунок 1). Чем больше купол, тем меньше изгиб, тем более плоский бетон.

Если на дуге выбраны любые три точки, можно определить центр сферы, которая будет вращаться по дуге (рис. 2).У сферы будет край по дуге.

При построении сплющенного эллипса (рис. 3) радиус кривизны основания может быть довольно небольшим. По мере того как мы поднимаемся над куполом, он все больше и больше сглаживается. Радиус кривизны сплющенного эллипса достигает максимума на самой вершине купола. Другими словами, чем более плоский купол или секция купола, тем больше радиус кривизны. (Примечание: след круглый.)

На рис. 4 показано изменение радиуса кривизны сплющенного эллипса.Обратите внимание, что у основания радиус кривизны R1 наименьший. По изгибу купола к вершине легко увидеть, что радиус R2 больше, а R3 еще больше. Наконец, на самой вершине купола радиус R4 максимален и намного больше, чем R1.

Купол черпает свою силу изогнутой в двух измерениях. Чем круче изгиб, тем он прочнее, как крыло на автомобиле. Крыло имеет значительную кривизну, поэтому, если ребенок встанет на крыло, у него, как правило, нет никаких проблем.С другой стороны, капот автомобиля довольно плоский - у него большой радиус кривизны по сравнению с небольшим радиусом кривизны крыла. Таким образом, вы обнаружите, что для того, чтобы выдержать нагрузку, капот должен иметь под собой дополнительные распорки жесткости. Мы будем называть эти скобы жесткости ребрами жесткости.

Поскольку купол становится более плоским по мере увеличения радиуса кривизны, бетон должен быть толще, чтобы купол сохранял свою прочность. Иногда радиус кривизны становится настолько большим, что купол становится чрезвычайно плоским - настолько плоским, что увеличение толщины бетона добавляет слишком много веса.Таким образом, необходимо ввести лучший способ поддержания прочности купола, чем просто добавление большего количества дюймов бетона.

Ответ - ребра. Ребра позволяют нам делать глубокий разрез кажущейся толщины без увеличения веса. Показанные изображения (рисунки 5 и 6) представляют собой сильно сжатый эллипс. Верхние двадцать футов почти идеально плоские.

Чтобы предотвратить коробление в уплощенной области в верхней части купола, были использованы ребра (рис. 7).

В данном случае можно было использовать более толстый бетон, и это было бы прекрасно, но ребра были использованы для демонстрации их упрочняющих свойств и преимуществ.Ребрышкам требуется немного больше времени, чтобы сформироваться и встать на место, но польза от них велика. Они сделаны из арматуры и проволочной сетки и залиты бетоном. Толщина бетона между ребрами составляет всего 2 1/2 дюйма, чего более чем достаточно, чтобы покрыть расстояние между ребрами. Ребра примерно двенадцать дюймов в глубину; это придает огромную силу этой области купола. Как показано на рисунке 7, ребра не должны заходить в нижнюю часть корпуса.

По мере того, как мы строим купола большего размера, нам нужно будет использовать ребра большего размера.Используя ребра большего размера, мы можем уменьшить большую часть толщины корпуса и, следовательно, большую часть веса корпуса (рис. 8). Ребра - еще одна стрелка в нашем колчане вариантов, которые у нас есть при строительстве куполов.

18 июня 2009 г.

.Монолитный купол

Преимущества: Прочность | Монолитно-купольный институт

Будь то ваш дом, школа ваших детей или какое-либо другое строение, в котором вы и ваши близкие проводите время, ничто не сравнится с осознанием того, что вы находитесь в месте, которое не может быть разрушено большинством природных или техногенных катастроф. Это уверенность, которую предлагают монолитные купола. Поскольку монолитные купола способны противостоять торнадо, ураганам и землетрясениям, они обеспечивают то, что FEMA называет «почти абсолютной защитой».«Они также огнестойкие, устойчивые к гниению и термитам. Эта непревзойденная прочность обеспечивается бетоном и сталью, использованными в конструкции купола, и его округлой формой. Монолитные купола - самые устойчивые к стихийным бедствиям сооружения, которые можно построить по доступной цене.

The Monolithic ™ Dome - это самое устойчивое к стихийным бедствиям здание, которое можно построить по разумной цене. Ветер со скоростью 250 миль в час (используется в FEMA 361) толкает с давлением 300 фунтов на квадратный фут. Если скорость ветра увеличивается до 300 миль в час, давление увеличивается до 404 фунтов на квадратный фут (psf).Скорость ветра 300 миль в час считается максимальной для торнадо. Торнадо силой 5 толкает с силой в 4 раза большей, чем ураган силой 5. Ни одно нормальное здание не выдержит такого давления. Многие монолитные купола похоронены на глубине до 30 футов. Они должны выдерживать давление до 1 тонны на квадратный фут (2000 фунтов на квадратный фут). Дело в том, что купол Monolithic ™ не является плоским, и поэтому максимальный ветер никогда не может столкнуться с более чем небольшой площадью.

.

Основные этапы нанесения торкретбетона на монолитный купол

Чтобы сохранить правильную толщину на протяжении всего процесса нанесения, всегда наносите бетон как можно более равномерно.

Первый уровень

Торкретбетон закладывается в нижней части купола. Сначала следует нанести толстый конический слой торкретбетона по всей окружности купола, у основания, примерно до одного фута высотой. Это гарантирует, что бетон на основании является «хорошим» бетоном, а не торкретбетоном.

Затем на поверхность распыляют слой от 1/2 "до 1" от уровня земли до высоты примерно 6 футов. От 6 футов до верхней трети купола наносится слой 1/2 дюйма. Верхняя треть купола покрывается торкретбетоном от 1/4 до 1/2 дюйма.

Второй уровень

Второй слой обычно наносится на вторые сутки. Начните снова снизу. Наносится до 1-дюймового слоя от уровня земли примерно до 8 футов. От 8 футов до верха затем наносится слой 1/2 дюйма.

Третий уровень

Если погода теплая и бетон быстро схватывается и второй слой наносится в начале дня, третий слой можно наносить во второй половине дня второго.Третий слой является точной копией второго слоя, за исключением того, что купол будет выдерживать больший вес, а слои могут становиться все толще и выше. Если возможно, нанесите не менее 1/4 дюйма на верхнюю часть купола, иначе вам придется распылять только верхнюю часть в последние дни. К третьему дню бетон вокруг основания купола будет достаточно прочным, чтобы выдержать дополнительный бетон, если он необходим для дополнительной толщины.

Четвертый уровень

Четвертый слой повторяет третий. Основание следует обработать для гладкости.Особое внимание следует уделить глубиномерам. Этот слой можно наносить утром, а последний - днем.

Последний слой

Последний слой должен быть относительно тонким (от 1/4 "до 1/2"), чтобы обеспечить гладкую поверхность. Перед нанесением последнего слоя сделайте окончательную проверку глубины. Если к этому времени не будет достигнута необходимая толщина, необходимо при необходимости нанести дополнительные слои.

Финишный слой бетона следует распылять сверху вниз.Кажется, легче сделать красивую отделку, если последний бетонный слой начинается сверху.

Примечание: Очень сложно определить глубину распыляемого бетона во время его нанесения. Чтобы убедиться в правильной толщине, проверьте глубиномеры. Слой толщиной 1 дюйм может выглядеть очень похоже на слой 1/8 дюйма. Чтобы обеспечить равномерное нарастание толщины, необходимо соблюдать равномерную схему распыления. Этот рисунок может варьироваться в зависимости от мастера, но он должен быть постоянным.

Подсказки

Если в любой момент во время укладки бетона наносится такое количество бетона, что Airform проседает, бетон следует немедленно удалить, а Airform вернуть свою нормальную форму.Затем следует нанести меньшее количество бетона.

При съемке арматурного стержня важно использовать хорошие методы распыления торкретбетона: то есть стрелять достаточно близко к стержню и с достаточной силой, чтобы бетон не мог нарастать на лицевой поверхности стержня, а смыкался вокруг него сзади. .

Используйте скребок между слоями, чтобы получить ровную поверхность.

После нанесения окончательного бетона давление воздуха должно быть 2 дюйма на 24 часа.

Январь 2004 г.

.

Сравнительное исследование сейсмического поведения монолитной сборной железобетонной конструкции и монолитной бетонной конструкции

Мы сомневаемся, что монолитная сборная железобетонная конструкция может быть спроектирована как монолитная в зоне с высокой сейсмической интенсивностью. Чтобы решить эту загадку, были спроектированы и испытаны на вибростоле модель монолитной конструкции из сборного железобетона в масштабе 1/5 и модель монолитной конструкции. Был проведен сравнительный анализ между ними, чтобы лучше понять их сейсмическое поведение.Основываясь на результатах экспериментов, характер и механизм разрушения были разными: концентрированное повреждение в соединительной балке, которое затем распространялось на сдвиговые стенки CIPS, а слабые соединения представляли трещины между сборными элементами помимо соединительной балки MPCS. Собственная частота MPCS обладала характерной особенностью слабости связей, которая была изначально больше, чем у CIPS, и быстро уменьшалась после первых волн с PGA 0,035 g. Коэффициенты усиления ускорения представляли тренд изменения под различными волнами землетрясений.Распределение сейсмического отклика имело линейность по высоте моделей в пластической стадии и позже превратилось в нелинейность из-за серьезных повреждений. В целом, MPCS и CIPS имели сходные сейсмические характеристики, за исключением типичных характеристик. И было доказано, что они обладают лучшими сейсмическими характеристиками без обрушения при сильных землетрясениях.

1. Введение

Сборная железобетонная конструкция построена из сборных элементов, изготовленных на заводе, которые широко используются для жилых домов, промышленных зданий и общественных зданий, таких как квартиры, парковки и стадионы.Он обладает высококачественными сборными элементами: скоростью монтажа и свободой архитектурной формы элементов. Однако целостность и безопасность соединений между сборными железобетонными элементами важны для общей конструкции, особенно при землетрясениях. Как известно, конструкция стены на сдвиг является эффективной системой бокового сопротивления для многоэтажных жилых домов [1, 2] в сейсмоопасной зоне.

Сборные элементы стены, работающей на сдвиг, по высоте этажа соединяются, образуя боковую систему сопротивления.Чтобы сохранить надежность горизонтального соединения, используются различные способы соединения продольных арматурных элементов, такие как залитые втулки, последующее натяжение и соединительные муфты [3–7]. Далее, изолированные сдвиговые стенки с различными горизонтальными соединениями были испытаны с учетом контактной поверхности и упомянутого соединения продольной арматуры [8–10]. Вертикальное соединение, расположенное между сборными элементами этажа, было исследовано Vaghei et al. [11]. В настоящее время улучшенная герметизированная муфта представляет собой эффективное соединение продольных арматурных элементов, а монолитное вертикальное соединение между сборными элементами этажа выполняется для повышения их целостности.А именно, вертикальное соединение - это краевые составляющие сдвиговой стенки монолитной конструкции.

Свойства преобладающих соединений сборных элементов и конструкции в целом были определены с помощью псевдостатических испытаний и псевдодинамических испытаний [12–15], в то время как испытания не учитывали влияние продолжительности сейсмических волн. Один из видов сборных стеновых конструкций - крупнопанельное сборное железобетонное здание с тремя одинарными простыми стенами - был испытан Oliva et al. [16], а трехэтажная модельная структура была протестирована Lee et al.[17]. Сейсмические свойства сборной железобетонной конструкции в масштабе 1/4 с резиновыми опорами с высоким демпфированием были изучены Ван и др. [18]. Тем не менее, некоторые отчеты об исследованиях показали, что сборные железобетонные конструкции не обладали превосходными сейсмическими характеристиками во время предыдущего землетрясения из-за отказов сварных и плохо сконструированных соединений [19, 20]. Совершенно очевидно, что необходимы дальнейшие экспериментальные исследования, чтобы заполнить пробел в знаниях о сейсмическом поведении сборных железобетонных конструкций. А крупномасштабные испытания на вибростоле - надежный метод исследования динамической сейсмической реакции сборных железобетонных конструкций.

В этой статье представлена ​​программа сравнительных испытаний на вибростоле, реализованная на двух масштабных 1: 5 моделях 12-этажной конструкции стены со сдвигом, чтобы понять динамический сейсмический отклик сборной железобетонной конструкции. Одна представляет собой монолитную конструкцию (CIPS), а другая - монолитную сборную железобетонную конструкцию (MPCS). Конструкция прототипа была спроектирована с двумя отсеками и двумя пролетами в соответствии с положениями кодекса [21], а конструкция MPCS была спроектирована согласно кодексу [22] и листам чертежей проекта [23].На основе результатов тестирования динамические характеристики двух моделей, такие как частота, коэффициент демпфирования и форма колебаний, оцениваются с помощью теста белого шума. Для сравнения: характер и механизм разрушения, реакция на сейсмические силы, сдвиг яруса, смещение яруса и дрейф между ярусами будут интенсивно изучаться, анализироваться и обсуждаться. Наконец, будет раскрыто всестороннее понимание сейсмических характеристик MPCS и CIPS, особенно реакции MPCS на землетрясение в целом.

2. Экспериментальная программа
2.1. Конструкция модели
2.1.1. Взаимосвязь подобия

В качестве рабочих параметров встряхиваемого стола и состояния подъемника в лаборатории в испытании на вибростоле применялась масштабированная модель. Конструкция прототипа была разработана с соблюдением положений китайского кодекса [21]. Дизайн моделей в уменьшенном масштабе был основан на теореме Пи Бэкингема [24]. Подобные константы геометрии, напряжения и ускорения сначала были определены как 0.2, 0,2 и 1 соответственно [25]. Затем другие параметры были выведены по правилам подобия и сведены в Таблицу 1. У CIPS и MPCS были одинаковые правила подобия. Кроме того, модели были разработаны как упруго-пластические модели для наблюдения за пластическим поведением при сильных землетрясениях [26].


Параметр
Параметр
Геометрия
длина
Физика Нагрузка Динамические характеристики
Модуль упругости Напряжение Коэффициент Пуассона Деформация Масса Массовая плотность Частота Ускорение

Формула
Взаимосвязь 0.2 0,2 0,2 1 1 0,008 1 2,236 1
Примечание Размер контроля Контрольный материал Контрольный тест на встряхивании

Примечание. ; «» Означает структуру модели; «» Означает структуру прототипа.
2.1.2. Материальный дизайн

В соответствии с масштабируемыми параметрами физики, напряжение и модуль упругости материала модели снизились до 20% от таковых для бетона конструкции прототипа. Микробетон был принят в качестве модельного материала для ограничения крупного заполнителя. Шен и др. предложенные керамзит, порошковая угольная зола или пемза в качестве добавок могут снизить модуль упругости микробетона [27]. Итак, гипс смешали с микробетоном. После испытаний модельный материал представлял собой смесь цемент: мелкий заполнитель: крупный заполнитель: вода: гипс = 1: 3.64: 3,64: 0,93: 0,5 (в весовом соотношении). Предел прочности микробетона составил 8,94 МПа, а его модуль упругости - 7,29 ГПа, что соответствует константе подобия 0,2 в отличие от бетона C40. Оцинкованная железная проволока использовалась для замены арматуры по аналогичным правилам внутренних сил [25].

2.1.3. Плоская конструкция

С учетом архитектурного пространства, физических размеров и плоскости соединения сборных элементов многоэтажного дома на практике, модель представляла собой двухпролетную, двухпролетную, двенадцатиэтажную конструкцию стены со сдвигом, которая была регулярной в план и высота.Масштабированные модели CIPS и MPCS имели размер 1800 мм × 1800 мм в плоскости и с постоянной высотой этажа 600 мм. Расстояние пролета составляло 1100 мм и 700 мм по направлению и 900 мм и 900 мм по направлению. Толщина стенки сдвига и соединительной балки составляла 40 мм, а толщина плиты 30 мм. Он содержал три вида соединительных балок с разными пролетами: 500 мм, 300 мм и 160 мм соответственно. На рисунке 1 показан вид моделей сверху.


Модель MPCS включала три типа монтируемых на месте соединений, связывающих сборные элементы, тип «L», тип «T» и тип «+», чтобы сформировать целостную часть в каждом этаже, и три вида сборных железобетонных изделий. бетонные стены со сдвигом (PCSW): PCSW-1, PCSW-2 и PCSW-3.Три соединения представляют собой внешнюю PCSW, соединенную в углу, внешнюю и внутреннюю PCSW, соединенную сбоку, и внутреннюю PCSW, соединенную внутри сборной конструкции. Более того, монолитные соединения соответствовали краевым компонентам поперечной стены модели CIPS, которые были отделены от сборного элемента на заводе, а затем были выполнены из монолитного бетона после установки сборных элементов. А именно, монолитные соединения и PCSW составляли стенку сдвига CIPS.Конструктивные параметры, материалы модели и программа загрузки MPCS были такими же, как и у CIPS. Однако модели были построены по-разному. Детали усиления монтируемых на месте соединений или краевых компонентов и PCSW показаны на рисунке 2.


(a) Усиление соединений CIP
(b) Усиление PCSW
(a) Усиление Соединения CIP
(б) Усиление PCSW
2.2. Детали сборного железобетона и строительства

Конструктивные мероприятия CIPS соответствовали положениям кодекса [21].Модель CIPS была построена с использованием общей строительной техники, включая сборку арматуры, установку шаблона, заливку бетона и техническое обслуживание. Однако сборные элементы изготавливаются на заводе, транспортируются на строительную площадку, поднимаются краном и объединяются вместе с монолитным бетоном, позднее образуя монолитную сборную бетонную конструкцию

.Укладка пруда

Monolithic: качественный продукт

Вкладыши для прудов

Как предотвратить просачивание воды в пруду, канале или водохранилище? Или как предотвратить попадание загрязняющих веществ, таких как нефть, промышленные химикаты и даже мышьяк в подземные воды?

«Вкладыши для пруда - это ответ, при условии, что они изготовлены из качественного материала, изготовлены и установлены надлежащим образом», - говорит Дэвид Саут, президент Monolithic.

Дэвид отмечает, что Monolithic Airforms, одно из подразделений компании, производит облицовку прудов с использованием армированных геомембран из ПВХ (поливинилхлорида) * практически любого размера и необходимой толщины.

Фактически, Monolithic может изготавливать цельную облицовку размером 200 × 400 футов или 80 000 квадратных футов. Даже более крупные детали не являются проблемой при диэлектрической сварке в монолитном исполнении.

«У нас есть завод размером 240 футов на 60 футов и ультрасовременный сварочный аппарат 200 футов RF (радиочастоты), который делает возможным производство больших высококачественных футеровок. Мы концентрируемся на усиленных (усиленных) вкладышах для тяжелых условий эксплуатации ». - говорит Дэвид.

Что касается толщины, Monolithic обычно использует толщину от 22 до 48 мил.Это превышает стандарты Бюро мелиорации США, как указано в Техническом бюллетене PGI 1197.

PGI описывает себя как «некоммерческую торговую организацию, занимающуюся продвижением использования ПВХ с помощью образования и исследований».

В своем бюллетене за март 1996 г. PGI частично заявляет: «Хотя в течение многих лет Бюро использовало 0,25 мм (10 мил), в настоящее время рекомендуемая геомембрана для стандартных применений в подземных каналах составляет 0,50 мм (20 мил). толстый ПВХ ».

Дэвид говорит: «Обычно, чем толще мембрана, тем лучше она выдерживает старение.Более толстые мембраны также лучше сопротивляются разрывам и проколам ».

Тот же Бюллетень PGI, частично цитируемый здесь, соглашается:

Заглубленные геомембраны ПВХ обеспечивают удовлетворительный контроль просачивания в мелиоративных каналах, плотинах и водохранилищах. Эти футеровки являются жизнеспособной альтернативой бетонным и уплотненным земляным покрытиям.

Скорость старения (потери пластификатора) геомембран ПВХ зависит, прежде всего, от следующих факторов:

Источник геомембраны ПВХ - 56-дневные лабораторные испытания на летучесть показывают различия в скорости потери пластификатора среди ПВХ-футеровок от разных производителей.

Толщина ПВХ-мембраны - Результаты 56-дневных лабораторных испытаний на летучесть также показывают, что скорость потери пластификатора обычно снижается с увеличением на толщины геомембраны .

Помимо того, что они доступны в различных размерах и весах, вкладыши для водоёмов с опорой Monolithic обладают высокой устойчивостью к разрывам, проколам и ультрафиолетовым повреждениям; они непористые; безопасен для рыб и растений; гибкий; легко доставить и установить.

За дополнительной информацией обращайтесь в компанию Monolithic: mail @ monolithic.com или 972-483-7423.

Обновлено в феврале 2013 г.


* Геомембрана - это придуманное слово, которое относится к ряду продуктов или материалов, контактирующих с землей или закопанных в землю.

.

Смотрите также