Пустотные

При постройке домов с несколькими этажами или чердаком требуется применять перекрытия.

Чаще всего для этого используются пустотные бетонные плиты, так как они имеют более низкую массу, чем сплошные, но при этом не уступают в прочности.

Также их иногда применяют в качестве опорных перегородок. Главное их отличие от сплошных бетонных плит – это круглые (полукруглые) или овальные пустоты, которые располагаются вдоль всего перекрытия.

Что такое пустотелые плиты?

Пустотное бетонное перекрытие – это железобетонная (ЖБ), реже просто бетонная плита, внутри которой находятся пустотки, которые позволяют облегчить общую массу конструкции без потери прочности.

Данные конструкции чаще всего применяются при постройке домов из камня или железобетона. Их используют в качестве межэтажных перекрытий, а также разделяют с их помощью жилые помещения с чердаком или цокольным пространством (например, подвалом).

Снижение общего веса за счет пустот позволяет более оптимально распределить вес постройки на фундамент и стены, что дает возможность возведения домов в несколько этажей. Также такие плиты помогают сэкономить средства, так как из-за меньшего расхода материала их стоимость немного ниже, чем у сплошных аналогов.

Пустоты в плитах упрощают организацию водопровода, канализации, а также электричества, что также облегчает и ускоряет строительные работы.

Особенности железобетонной конструкции и фото

Пустотелая железобетонная плита чаще всего имеет прямоугольную форму с круглыми сквозными отверстиями, которые могут быть овальными полукруглыми, а иногда квадратными (очень редко). В зависимости от назначения, а также производителя пустоты могут иметь сложную форму (6-ти или восьмигранник, замочная скважина (груша).

Особенностью конструкции является то, что при ее изготовлении используется бетон, в состав которого входит портландцемент не хуже, чем марки М300, а также стальной арматуры А3 или А4. Металлические пруты могут находиться как в обычном, так и напряженном состоянии.

Еще одной особенностью многопустотных панелей является то, что чаще всего они имеют правильную геометрическую форму (параллелепипед) с ровными плоскими гранями. Продольные полости, которые находятся в торцевой части улучшают тепло- и звукоизоляцию.

На фото схема пустотной плиты перекрытия в разрезе:

Разновидности таких плит перекрытий

Существуют несколько разновидностей пустотных плит, которые отличаются между собой по технологии производства, а также самой конструкцией:

1. ПК — железобетонная конструкция, которая применяется для постройки жилых и административных многоэтажных домов. Их используют в качестве перекрытий между этажами. Главной особенностью является наличие напряженной арматуры, которая укладывается как вдоль, так и в поперек. Изготавливается опалубочным методом. Внутренние пустоты предназначены для прокладки труб или других коммуникаций. Стандартная толщина у ПК – 220 мм.
2. ПБ – аналог предыдущего образца, но в данном случае плита ПБ не имеет трещин поверхностного натяжения, а также поперечной арматуры. Это позволяет резать такую плиту под углом в 45° или вдоль пустот. Такая особенность позволяет делать более нестандартные конструкции. Изготавливается безопалубочным методом, на специализированных конвейерах.
3. ПНО (плита настила облегченная) – обладает на 20% меньшим весом, чем конструкция ПК аналогичной длинны и ширины. Применяется для перекрытий жилых и коммерческих построек, но не предназначена для установки в домах, где предполагается большая нагрузка на горизонтальные опоры.

   От своего более тяжелого прародителя отличается меньшей толщиной (160 мм), а также тем, что делается из более прочного бетона с нагруженной арматурой. Это позволяет выдерживать нагрузку, которая не сильно уступает ПК аналогу. Из-за небольшого шага между отверстиями и арматурой данные плиты можно резать под нужный размер.

4. НВ, НВК, НВКУ, 4НВК – это разновидности одной конструкции под названием «Настил внутренний». Первые две модели изготавливаются из бетона марки B40(М500), а остальные из более крепкого В45. Также между собой они отличаются количеством рядов (р) арматуры:
   • НВ – 1 р;
   • НВК и НВКУ – 2 р;
   • 4НВК – 4 р.

Все виды плит широко распространены при постройке зданий в настоящее время, а актуальность выбора одной из них зависит от количества этажей, массы строения, сложности самой конструкции, а также затрачиваемыми средствами.

Еще больше информации о железобетонных пустотных плитах перекрытий в статье по ссылке.

Требования ГОСТу, СНиПу

Для пустотных плит ПК и ПБ существует стандарт ГОСТ 9561-91 (9561-2016). В нем указаны диаметр отверстий, ширина, толщина, а также длина для конструкций, которые опираются на 2-4 стороны.

Например, для стандартной плиты 1ПК с толщиной в 22 см и размером отверстия в 15,9 см указано, что ее длина может составлять от 240 до 660 см, а ширина от 1 до 3,6 м.

В соответствии с ГОСТ 13015-2012 изделия должны состоять из бетона, который соответствует нормам, указанным в ГОСТ 7473, а также выдерживать все требуемые проверки по прочности, жесткости и трещиностойкости, установленные в рабочей документации. В этом ГОСТе указаны пределы прочности, огнестойкости, размеры антикоррозионных покрытий, а также тепло- и звукопроводимости.

В СНиП 2.08.01-85 (строительные нормы и правила для жилых зданий) указаны основные положения по количеству опираемых сторон, а также глубине заведения. Последняя чаще всего равна 120 мм, но в зависимости от постройки и размера плит может составлять от 60 до 150 мм.

Характеристики и параметры

В зависимости от модели плиты, а также ее размера она может отличаться по различным параметрам, например, несущей способности, нагрузке и расстоянию между пустотами.

Размеры

Стандартная ПК плита может иметь длину от 1 до 12 метров, а ширину от 1(0,98) до 3,6 м в зависимости от ее предназначения. Толщина обычных конструкций 1-3ПК составляет 220 мм, а у 4-6ПК может достигать от 260 до 300 мм.

О размерах подробнее тут.

Вес

Масса пустотной бетонной плиты зависит на прямую от ее размера, использованного бетона, а также толщины арматуры и может изменяться от 500кг до 5 тонн.

Полная статья о массе конструкции здесь.

Нагрузки

Нагрузка на плиты рассчитывается с учетом типа давления и назначения конструкции. Предметы мебели, перегородки, тепло- или шумоизоляция, а также бытовые приборы относятся к статической нагрузке, которая действует постоянно. Стандартная плита выдерживает около 0,68 т/м².

Перестановка мебели, передвижение людей и изменение положения подвижных конструкций относятся к временным динамическим нагрузкам, а ПК плита способна выдерживать до 0,5 т/м² такого давления. Предельная величина давления чаще всего составляет 0,8 тонн в секунду/м².

Для того, чтобы определить сколько должна составлять предельная нагрузка, можно воспользоваться онлайн калькулятором или формулой, которая представлена ниже:

1. Для примера возьмем плиту ПБ 65-12-8, масса которой составляет 2,5 т. Требуется определить ее площадь, поэтому перемножаем длину на ширину: 6,5х1,2=7,8 м².
2. Далее требуется высчитать допустимую нагрузку плиты с учетом ее веса и предельных значений: 0,8-(2,5/7,8)=0,8-0,321=0,479 т/м². Таким образом можно рассчитать запас допустимых нагрузок.

Более полная информация в статье по ссылке.

Расстояние между пустотами

Расстояние между центрами пустот указанно в ГОСТ 9561-91 и для стандартных плит 1ПК должно составлять 185 мм при размере отверстия от 159 мм.

Из этого можно понять, что в самой узкой точке расстояние между краями будет около 25 мм.

В зависимости от типа плиты и ее ТТХ пустоты могут иметь меньший или больший размер отверстий, а из-за этого будет меняться ширина бетонного пространства между ними.

Упругость

Модуль упругости пустотных плит зависит от выбранного типа бетона, а также от того, в каком состоянии находится арматура (напряжена или нет) и ее толщины. В соответствии с СНиП 2.01.07-85 допустимый показатель прогиба перекрытия не должен превышать 60 мм.

Огнестойкость

Огнеупорность бетонных плит перекрытия зависит от:

• типа использованного бетона,
• нагрузки;
• наличия изолирующих материалов (покрытие пола, потолка);
• толщины и прочности арматуры;
• формы самого перекрытия.

Расчет предельной огнестойкости можно произвести с помощью калькуляторов или пособия по расчету огнесохранности железобетонных конструкций из тяжелого бетона (СТО 36554501-006-2006).

Как делают: процесс производства

Для производства железобетонных пустотных плит перекрытия используется 2 основных метода изготовления:

• опалубочный;
• безопалубочный.

В первом случае используется каркас из арматуры и металлической сетки, который укладывается в специальную форму. Далее на специальные крепления внутри «скелета» укладываются легкие трубы, которые потом будет легко достать.

После этого каркас заливается бетоном. Для того, чтобы выдавить лишний воздух и сформировать ровную поверхность резервуары устанавливают на специальные вибрационные машины. Когда плита окончательно сформируется ее накрывают теплоизоляционным полотном и производят термическую обработку паром температурой 120 °С, а также давлением в 0,8 МПа. Температура среды поддерживается в пределах 65°С в течение 12-18 часов.

По окончанию термообработки требуется дать плите «настояться», чтобы снять лишнее напряжение и улучшить сцепление арматуры и бетона. После этого нужно обрезать концы арматурных прядей и проволоки, за которые с помощью домкрата в момент формирования каркаса производилось напряжение металлической конструкции. Через 2 часа после этого теплоизоляционное полотно требуется снять с плиты.

В случае безопалубочного метода процесс изготовления более сложен, так как для формирования изделия используются специализированные конвейерные устройства, на которых формируется одна сплошная длинная плита, которая после всех процедур обрезается до нужного размера.

Инструкция по монтажу

Главным правилом при установке пустотных железобетонных плит является соблюдение расчетов, которые должны быть указаны в чертежах.

Площадь, на которую опирается перекрытие влияет на качество и прочность строения:

• если поверхности для укладки будет недостаточно, то под давлением произойдет деформация стены;
• в случае большой площади опоры увеличится теплоотдача от стен к плитам, что приведет к потере энергоэффективности.

Минимальная глубина опоры зависит от материала стены:

• кирпич – 9 см;
• газо- и пенобетон – 15 см;
• стальной каркас – 7,5 см.

В процессе монтажа перекрытий на кирпич и газо-/пенобетон рекомендуется делать армированный пояс для того, чтобы стены не деформировались под давлением, а также не разошлись в разные стороны.

Последовательность установки пустотных плит выглядит следующим образом:

1. Подготовка стен с последующим нанесением раствора в те места, которые буду считаться рабочей поверхностью.
2. Установка погрузочных крюков в специальные крепления на поверхности плиты (строповка). Далее конструкцию требуется поднять и уложить на несущие стены с учетом глубины опора.
3. Заполнить пустоты и стыки между пустотной плитой раствором (в том случае, если стыки небольшие) или бетоном с армирующими прутами (при большом остаточном пространстве).

Для повышения прочности можно связать все плиты в одну монолитную конструкцию. Для этого требуется все продольные и поперечные швы между перекрытиями связать бетоном и арматурой, а снаружи сделать армопояс, толщина которого может составлять от 45 мм.

Усиление

Чаще всего усиление пустотных плит производиться для их восстановления. Если арматура начинает ржаветь, то она увеличивается в объеме и разрушает бетон вокруг нее. Поэтому процедура усиления выполняется в момент реконструкции здания, во время ремонтных работ или в процессе надстройки дополнительных этажей.

Для того, чтобы избежать обрушения панели во время усиления требуется:

1. Установить распорки, которые должны снизить давление на плиту. Для этого можно использовать металлические трубы, швеллера или деревянный брус с большим диаметром.

   Между опорами нужно установить клинья и деревянные прокладки, чтобы потом не было проблем с демонтажем опор.

2. Зачистить место, в котором будут проводиться работы по укреплению от пола (стяжки), штукатурки, краски или других отделочных материалов. Если произошло разрушение бетона, то очистить арматуру и ближайшую поверхность от коррозии. Убрать из места стыка старого и нового бетона всю пыль.

Укрепление плит требует дополнительного расчета предельного допустимого веса, так как этот процесс чаще всего выполняется с применением арматурной сетки с ячейкой 150х150 мм или более и бетонной стяжки.

Такая процедура увеличит общий вес конструкции. В процессе укрепления используется специальная торкрет пушка, которая под высоким давлением наслаивает бетон на металлический каркас.

Также существует несколько современных методов усиления:

• углекомпозитные ленты, которые подходят для любого типа строения. Путем наслаивания этого материала увеличивается параметр прочности;
• метод Hilti – это усиление с помощью анкерных стержней и химического состава.

Пробивка отверстий

В пустотных плитах не рекомендуется делать отверстия без тщательного расчета. С помощью алмазного сверления допускается пробивка одного ребра (не крайнего) с размером отверстия не более 150 мм (при учете диаметра пустот плиты в 159 мм). Данная процедура снизит полезную нагрузку плиты с 0,8 до 0,6 т/м².

Отверстие требуется делать так, чтобы не нарушить целостность арматуры (попасть в пространство между ними). Не рекомендуется использовать для пробивки отверстий крупные перфораторы.

Дефекты

Самые распространенные дефекты у железобетонных пустотных плит – это наличие трещин. Их разделяют на несколько разновидностей, например, продольные трещины между пустотами по верхним и нижним ребрам полок рекомендуется заделывать бетоном, который требуется залить в трещины.

При появлении трещин вдоль арматуры или диагональных пустот следует заделывать их бетоном и производить перерасчет прочности и несущей способности. В некоторых случаях при появлении дефектов можно аккуратно срезать ту часть, в которой они находятся. В случае появления серьезных разрушений рекомендуется делать усиление конструкции.

Плюсы и минусы

Железобетонные пустотные плиты имеют множество преимуществ:

• уменьшение веса без существенного снижения прочности;
• повышение шумо- и теплоизоляционных свойств;
• ускорение монтажа перекрытий, за счет того, что можно использовать не крупноразмерный кран, а автомобиль с подъемным механизмом;
• использование пустот для прокладки инженерных коммуникаций;
• сейсмическая устойчивость (8-9 баллов);
• плоская поверхность, которая позволяет выполнять отделочные работы.

К недостаткам можно отнести:

• требование к дополнительным расчетам прочности;
• увеличение стоимости строительства из-за того, что без грузоподъемной техники такие перекрытия установить невозможно.

Заключение

Бетонные пустотные плиты перекрытия – это хорошая альтернатива аналогам, так как она имеет меньший вес. Это позволяет снизить время и затраты средств на фундамент, сами плиты и укрепление стен. Также такие перекрытия помогают улучшить шумоизоляцию и снизить энергопотребление для отопления помещений.