Бетонные и железобетонные

Перекрытия из бетона – одни из самых прочных и надежных, с их помощью создаются высотные здания, постройки, выдерживающие мощные нагрузки.

Установка таких конструкций не занимает много времени, результат выдерживает длительный срок эксплуатации.

Разберемся, что значит это понятие — бетонные и железобетонные перекрытия, какие особенности у них есть, как правильно использовать их при строительстве.

Содержание

Что значит это понятие?
- Сфера применения
Разновидности бетонных и жб конструкций
- Сборные плиты
- Монолитные перекрытия
Конструкция
Требования по ГОСТу
Характеристики и параметры
Расчет
Технология монтажа
- Резка плит и создание отверстий своими руками
Усиление
Цены
Заключение

Что значит это понятие?

Железобетон начал использоваться в Европе и США примерно в одно время, впервые в строительстве он появился около 150 лет назад. В России этот материал для покрытий по металлическим балкам стали применять с 1886 года, а в 1911 году были созданы первые нормативные документы по железобетонным конструкциям и сооружениям.

Активное распространение железобетонных строительных элементов и повсеместное применение началось после войны 1941-1945 гг, когда потребовалось срочное восстановление городов и промышленности после разрушений. Опыт, накопленный за столетие, сегодня используется для создания инновационных систем перекрытий с применением ЖБК.

Для создания бетонных и железобетонных перекрытий используется:

цемент;
вода;
песок;
щебень;
арматура.

Для дополнительной прочности могут добавляться различные смеси. Перекрытие – это ограждающая внутренняя конструкция, разделяющая этажи в здании. Эти строительные элементы отличаются по назначению на цокольные, междуэтажные и чердачные. Также могут иметь разные формы.

Железобетонные и бетонные перекрытия могут создаваться на производстве по типовым параметрам или в частном порядке, заливаться при строительстве дома.

К преимуществам бетонных и жби относят:

Высокая прочность, несущие способности.
Форма и толщина перекрытий может быть любой. Допускается создание конструкций по индивидуальному проекту. В широких помещениях потребуется установка балок для дополнительной прочности.
Конструкция может простоять несколько столетий, если за зданием производится должный уход. Первые 50 лет бетон только набирает прочность.
Монолитные перекрытия не имеют швов и стыков. Отделочные работы проводятся проще и менее затратны.
Железобетонная конструкция огнеупорная. В некоторых случаях способна защитить от пожара нижние или верхние этажи.
Отличная шумоизоляция.
Скорость устройства и относительная экономичность постройки.

Недостатки:

Тяжелый вес перекрытий оказывает высокое давление на остальные конструктивные элементы строения. Они должны быть выполнены либо из также из бетона, либо из соответствующих по прочности материалов.
Для установки готовых плит потребуется специальная техника. Сам процесс должен происходить под наблюдением специалистов и с участием квалифицированных рабочих.
При минусовой температуре, от -5 градусов и ниже, заливка перекрытий усложняется. Нужно переносить сроки строительства или использовать смеси, препятствующие замерзанию воды в бетоне.

Сфера применения

Применяют бетонные и ж/б перекрытия в частном и коммерческом строительстве, также изготавливаются в промышленных масштабах для возведения многоэтажных домов. Уместны при возведении строений из того же материала, для домов высотой более 2 этажей, а также если на здание планируется большая нагрузка.

Разновидности бетонных и жб конструкций

Есть несколько типов бетонных перекрытий, отличаются они по типу поверхности и по способам монтажа.

Подробная статья о разновидностях бетонных перекрытий здесь.

Сборные плиты

Изготавливаются на производстве, в свою очередь делятся на два типа. Вязаные перекрытия создают с применением тонкой двухмиллиметровой проволоки. Процесс изготовления ее трудоемкий. Второй тип, сварные конструкции, создают с применением электрической или газовой сварки прямой арматуры.

Сборные перекрытия:

отличаются по размерам;
могут быть массой от 0,5 до 2 тонн.

Производятся элементы с малоразмерным заполнением, а также полностью покрывающие площадь помещения. Особый вид сборных перекрытий – многопустотные.

Внутри них полое пространство, разделенное на части, в основе конструкции каркас из железной арматуры. Выпускаются они поэлементно, каждая конструкция небольшой ширины. Перекрытие нужной площади собирается из нескольких частей.

Подробнее о сборных перекрытиях в этой статье.

Монолитные перекрытия

Они заливаются непосредственно в процессе строительства на участке. Выделяют несколько разновидностей, в зависимости от внешнего вида и конструкции:

Безбалочные применяют для площади менее 3 кв метров.
Балочные для тех помещений, где площадь больше 3 кв метров.

Для поддержки плит используются балки разного типа, они образуют еще 16 типов перекрытий, среди которых есть самые распространенные.

Ребристые представляют собой соединение прямых балок и плит, применяются если площадь помещения не превышает 6 кв м. Для кессонных перекрытий используют балки с углублениями (кессонами), элементы входят друг в друга и жестко соединяются с плитами.

Больше информации о бетонных монолитных перекрытиях здесь.

Конструкция

Железобетонные и бетонные перекрытия встречаются в строительстве чаще всего. Вызвано это доступностью материала, его отличными несущими способностями и возможностью самостоятельного изготовления.

В процессе производства есть особенности конструкций, которые необходимо учесть:

Плита, предназначенная для перекрытия фундамента, имеет большее сечение, чем обычные межэтажные конструктивные элементы.
Производится разнонаправленное армирование. Оно улучшает несущие свойства плит, особенно на изгиб.
В опорных точках плит устанавливают армированный пояс. Он предотвращает растрескивание бетона под высокой нагрузкой.
Чтобы перевозить плиты было удобно, и транспортировка производилась быстро, на поверхность монтируются петли из металлических прутьев.

Прочность перекрытий зависит от марки бетона, который используется для их создания. Самые популярные – М200, М300, прочность не менее В-22,5.

Требования по ГОСТу

К каждому виду перекрытий есть свои требования, подробнее с ними можно ознакомиться в соответствующих нормативных документах. Разберем основные нормы.

Сборное плитное перекрытие:

стандартная толщина плиты 2,2 м;
длина от 2,4 до 6,8 м;
ширина от 1,2 до 1,5 м;
масса 0,9 – 2,5 тонны;
перед тем как укладывать фундаментное перекрытие, потребуется ровное основание, допустимое отклонение не более 5 см;
при создании перекрытий между этажами, если стены сделаны из иных материалов, потребуется сформировать армопояс;
гидроизоляция плит проводится с помощью битума или густого цементного раствора, которым закрывают пустоты на торцах элементов, глубина слоя 10-15 см, допускается добавление утеплителя;
на опоры плита ложится короткими сторонами, глубина опирания зависит от материала основания: для кирпичных стен – не менее 12,5 см, на бетон 6-7 см, на блоки 12-15 см, максимально возможная глубина опирания – 20 см;
при монтаже с поверхностью основания используется соединительный раствор ЦПС 100, им же заделывают швы между плитами.

Монолитные плиты перекрытий рассчитываются в процессе создания проекта здания. Стандартные требования:

Толщина плиты зависит от величины самого большого пролета, типовое соотношение 1:30, минимальная толщина 15 см, если пролет менее 6 м – толщина около 20 см в среднем.
Для залития используют опалубку из фанеры, толщина 20 мм, покрывается пленкой для простоты распалубки в дальнейшем.
Армирование производится материалом, который подбирается индивидуально для каждого проекта. Разновидности металлических элементов для создания каркаса железобетонных перекрытий:
1. Bp – проволока высокой прочности для скрепления арматуры;
2. A-IV, А-V, A-VI – пруток горячекатаный;
3. Ат-IV, Ат-VI, Ат-V – пруток с высокой прочностью;
4. К-7 – арматурный канат высокопрочный.
Соединение арматуры производится только на жесткую фиксацию, сварка не допускается.
Заливка производится бетонной смесью высокого качества от М200 и выше, в несколько слоев для соблюдения норм прочности, с утрамбовкой.

Проектирование и контроль за производством конструктивных элементов строения из бетона и ж/б регламентируется основным СНиП 52-01.2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Документы, описывающие требования к перекрытиям:

ГОСТ 26434-2015. Плиты перекрытий железобетонные для жилых зданий.
ГОСТ 9561-2016. Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений.
ГОСТ 34028-2016. Прокат арматурный для железобетонных конструкций.
ГОСТ 3282-74. Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Здесь требования по проволоке для скрепления арматуры.
ГОСТ 10922-2012. Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций.
ГОСТ 23279-2012. Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий.
ГОСТ 14098-2014. Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций.
ГОСТ 25192-2012, 10180-2012 и 10181-2000. Бетоны. Здесь указываются стандарты по бетонным смесям для перекрытий в том числе.
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.

Характеристики и параметры

Многопустотные и монолитные плиты перекрытий изготавливают в разных размерах, параметры их отображаются в маркировке. На боковую сторону готовых плит наносятся цифры и буквы:

Первая цифра – это толщина перекрытия. 1 – 10 см, 2 – 12 см, 3 – 14 см, 4 – 16 см, 5 – 18 см, 6 – 20 см.
Первые две-три буквы обозначают тип плиты. ПБ – полнотелые бетонные, ПК – пустотные, НВ, НВК и 4НВК – ребристые.
Следующая буква означает количество сторон опирания : Т – три стороны, К – четыре.
Первые две цифры – длина плиты. Обозначается в дециметрах.
Вторые две цифры – ширина плиты. Обозначается в сантиметрах, как правило, больше на 1-2 единицы, чем реальные параметры.
Остальные цифры – нагрузка на которую рассчитана плита.
Последующая цифро-буквенная комбинация указывает на дополнительные параметры (класс конструкции, наличие петель и пр.).

Способ опирания конструкции также обозначается в маркировке:

1П-6П – перекрытие имеет на 4 опорные стороны;
3ПТ-6ПТ – 3 стороны;
2ПД-6ПД – 2 стороны.

Некоторые плиты имеют продольные и поперечные отверстия для проведения проводки и трубопровода. Эти характеристики указываются в сопровождающих документах.

Масса плиты определяет способ монтажа, возможные варианты варьируются от 960 до 4820 кг. Чаще всего для установки перекрытий требуется кран грузоподъемностью до 5 тонн.

Вес плиты может изменяться из-за внешних обстоятельств. Например, если конструкция намокнет под дождем.

Несущие способности покрытия зависят от его геометрических параметров и состава. Значения колеблются от 800 до 1450 кгс/кв м. Также этот параметр имеет отношение к марке бетона, например, М400 выдерживает давление 400 кг на кубометр.

Армируют плиты металлическими прутьями А3 или А4. Они должны быть покрыты антикоррозийным составом и выдерживать перепады температур от -40 до +50 градусов.

Дополнительная информация о характеристиках в этой статье.

Расчет

Расчет бетонных и железобетонных перекрытий проводится на основе параметров, регламентируемых СНиП 2.01.07-85. Порядок расчета:

определение параметров будущего перекрытия, выбор марки бетона, вид арматуры или вариант готовой плиты;
определение нагрузки на будущую конструкцию;
рассчитать предельный изгибающий момент;
выбрать оптимальное сечение арматуры.

Самостоятельно производить расчет плит перекрытия не рекомендуется. Эту работу поручают профессионалам, также есть онлайн калькуляторы.

Как рассчитать плиты перекрытия, рассмотрим пошагово.

Расчетная длина

Это расстояние между двумя самыми удаленными стенами. Плита перекрытия может опираться на две стены или на три (однопролетная конструкция и многопролетная). Крепиться она может жестко или фиксироваться на шарнирах. Толщина перекрытия равна 1:30 пролета, в среднем 20 см. Рассчитаем плиту на жестком креплении.

Сначала вычисли один метр конструкции. Высота плиты в формуле обозначается h, длина b. Возьмем для примера параметры 10 см и 100 см соответственно. В расчетах используют следующие формулы:

Вычисление нагрузки

Проще всего посчитать этот параметр для квадратной плиты, где заранее известна будущая нагрузка на каждую сторону. Часть веса будет давить на перекрытие постоянно (например, мебель и техника), другой вес периодически. При расчетах учитываются также статические и динамические нагрузки. Расчет плиты определяет общую распределительную нагрузку.

На видео представлено подробное описание оптимальной нагрузки на плиту. Расчет проводится на изгиб. При расчете нагрузки имеет важное значение материал, из которого сделаны опорные стены. Поэтому плиту рассчитывают не только исходя из нагрузки на нее, но и с учетом собственного веса. В жилом доме перекрытие рассчитывается с определением распределительной нагрузки. Для нее установлено значение: q1=400 кг/кв м.

Сама плита весит порядка 250 кг/кв м, плюс отделка пола стяжкой и чистовой ремонт – еще 100 кг/кв м. Всего 750 кг/кв м. Необходимо также учесть, что основное напряжение на изгиб приходится на центр плиты.

Выбор класса бетона

Так как бетонная масса – это не однородная субстанция, ее параметры текучести, прочности и другие, могут сильно отличаться. Поэтому монолитное перекрытие рассчитывают по поперечному сечению. В расчет также берется класс арматуры. Сопротивление арматуры определяет сопротивление бетона, поскольку она по сути работает на растяжение.

Подбор сечения арматуры

Прочность бетона зависит от предела прочности арматуры. И обратная ситуация – если прочность бетона уменьшается, снижается несущая способность армированных прутьев. Специалисты используют следующие формулы:

Площадь сечения плиты рассчитывают по диагонали. Дополнительное армирование делает конструкцию прочнее, что тоже надо учитывать:

Чтобы рассчитать арматуру по контуру, нужно делать это последовательно. Для расчетов берется определенная площадь. После, чтобы рассчитать сечение плиты, потребуется два шага. Используют формирование внешнего и внутреннего контура.

Исходя из СНиП 2.03.01-84:

сопротивление Rs для арматуры А400 равно 3600 кгс/кв см (355 МПа);
сопротивление Rb бетона В20 117 кгс/кв см (11,5 МПа).

В итоге, по исследуемым данным, на 1 метр погонный плиты перекрытия:

потребуется 5 прутов арматуры сечением 14 мм и ячейкой 20 см;
площадь сечения арматуры 7,69 кв см.

Чтобы нивелировать изгиб потребуется толщина плиты 13-14 см. В этом случае арматуры потребуется 4-5 прутов, 16 мм сечением.

Информация о типе бетона, типе арматуры и ее сечении дает гарантию надежности будущей конструкции.

План

План перекрытий – это документ с чертежами и расчетами, который составляется для создания конструкции из нескольких плит. Он может включать сразу несколько разновидностей железобетонных и бетонных конструкций для разного типа помещений. Чаще всего изменения касаются нижнего этажа и подвальных помещений, но могут также присутствовать между этажей.

Самостоятельно разрабатывать план категорически не рекомендуется. Расчеты и чертежи проводятся силами профессиональных архитекторов, знающих свойства бетона. Неправильно составленный план перекрытий может стать причиной обрушения строения.

Технология монтажа

Для укладки плит перекрытий потребуется автомобильный кран и такелажная оснастка. Фиксируются элементы с помощью анкеров и раствора цемента. Также используют:

лом;
кувалду;
строительные леса, уровень, отвес;
мастерок.

При помощи крана плита поднимается на нужный уровень и опирается на несущие стены. Предварительно поверхность покрывается цементным раствором.

Порядок действий:

Проверить геометрию стен. Если выявлены неровности, компенсировать их с помощью цементного раствора.
На опоры положить соединительную смесь для плит перекрытий. Толщина слоя 20-30 мм.
Поднять плиту краном на стропах, ломом установить ее в нужное положение. Проверить пятно контакта и опустить конструкцию на ее место.
Отсоединить стропы. Панель фиксируется анкерами, между ними должно быть расстояние 1,8-2 метра.
Между собой панели также фиксируются на цементный раствор.

В процессе монтажа требуется фиксировать горизонталь поверхности перекрытия, между собой сборные плиты должны сходиться идеально. Чтобы добиться этого допускается использование дополнительного крепления – монтажных петель.

Резка плит и создание отверстий своими руками

Изменение параметров плиты с помощью резки может понадобиться в случае, когда конструкция не совпадает по размерам с пролетом. Также резка нужна, если требуется просверлить в элементе люк или отверстие.

Запрещается резать плиты длиной более 4,5 метров или оснащенных анкерами на торцах. В целом резка плохо отражается на технических характеристиках плиты, поэтому рекомендуется заранее просчитывать нужные размеры.

Осуществлять резку лучше на том же заводе, где были заказаны плиты. Так меньше шансов повредить армированную структуру конструкции. Если принято решение осуществить процесс своими руками, сделать это нужно пока плита находится на земле.

Для резки бетонных и железобетонных плит используют только алмазный диск. Болгарка или дисковая пила с ним безопасны для рабочего, так как обычный диск может лопнуть при соприкосновении с бетоном.

Есть 2 вида резки:

Поперечная. Плиту положить на ровную поверхность, обозначить мелом линию отреза. Первым разрезается бетон до арматуры, разбивается кувалдой. Арматуру при этом ударять нельзя. После очистить конструкцию от бетона и аккуратно отрезать арматурные прутья. После пустоты залить бетоном, чтобы поверхность получилась ровной.
Продольная. Выполняется только по пустотам, место должно быть выбрано верно. Также по разметке распиливается бетон, после обивается, далее срезают арматурные прутья и заполняют пустоты.
Отверстие. По разметке срезается верхний слой. Обивается бетон, удаляют ребра. Далее аккуратно срезается арматура и отверстие выравнивается бетоном.

Усиление

Усиление перекрытий из бетона может потребоваться, когда появились:

коррозии арматуры;
механические повреждений плиты от кислот, щелочей
в результате смещения здания.

Также процедура выполняется если здание проходит подготовку к большей нагрузке, чем была запланирована при строительстве.

Как проводят подготовку к усилению:

Диагностика. Проводится изучение текущего состояния плиты, проверка на дефекты и деформации.
Зачистка. Удаляются отделочные материалы, бетонная крошка, разрушенные элементы. После плита дезинфицируется.
Устранение дефекта. Если усиление потребовалось после нарушения целостности конструкции, перед укреплением нужно устранить его причину. Расколы заполняют свежим бетоном и проводят утрамбовку, проводится антикоррозийная обработка и антисептическая.

Для устранения трещин рекомендуется брать саморасширяющийся цемент, который не дает усадки.

Технологию усиления выбирают в соответствии с типом конструкции:

Многопустотные плиты восстанавливают путем заполнения пустых пространств внутри. Над пустотами делают борозды шириной около 10 см, продуваются поверхности. Пустоты заливаются бетоном, формируется армирующий каркас.
Монолитные плиты чаще всего укрепляют еще одной плитой поверх старой. Если нагрузку на опоры повышать нельзя, усиление проводят с помощью металлических уголков. Их предварительно обезжиривают и заводят под ребро плиты.
Ребристые перекрытия можно поддержать колоннами или применяется шпренгельная арматура по диагонали плиты.

Самым прогрессивным считается способ усиления углеволокном. Этот материал прочнее металлической арматуры и не подвержен коррозии, что делает его долговечным. Углеродная лента монтируется на саму плиту.

Цены

Стоимость перекрытий и днищ зависит от их состава, количества конструктивных элементов (некоторые продаются отдельно, другие набором с балками и креплением). Также плиты могут иметь утеплитель и отличаются размерами.

Монолитное перекрытие под ключ стоит около 3500 руб/кв метр или 16000 за куб. метр.
Стоимость сборных плит зависит от их размеров. Многопустотные плиты в среднем стоят около 4000 за шт.
Работы по установке таких перекрытий может разнится от 3200 до 9000 руб/куб метр, зависит от города и исполнителя.

Подробнее о ценах читайте по ссылке.

Заключение

Бетонные и железобетонные плиты перекрытий – лидеры по популярности, используются как в частном строительстве, так и многоэтажных зданиях различного назначения. Расчет и монтаж плит должен проходить при участии и под постоянным контролем специалистов.