Як розрахувати монолітне перекриття: розрахунок прольоту

Багатоповерхові будівлі в наш час проектуються з використанням уніфікованих габаритних схем, причому основним типом перекриттів є збірні перекриття. Застосування монолітних плит необхідно тоді, коли з яких-небудь причин необхідно відступити від уніфікованих габаритних схем. Приміром, якщо за архітектурним або технологічним вимогам передбачаються особливі характеристики будівлі (висота поверхів, величина навантаження, складність обрисів у плані).

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

У сфері проектування багатоповерхових споруд склалася думка про неиндустриальности монолітних залізобетонних плит.

Однак із застосуванням інвентарної щитової опалубки і при належній механізації роботи монолітне перекриття стає індустріальним і вимагає менших грошових вкладень (економія електроенергії).

Їх перевага полягає в більшій жорсткості на відміну від уніфікованих конструкцій (причиною тому є міцний зв’язок елементів плити), внаслідок цього монолітні плити часто є більш економічними (через відсутність зварних стиків і меншої витрати матеріалу). Головним мінусом такого перекриття є складність робіт в холодну пору року.

Розрахунок монолітного перекриття: звернутися за допомогою або здолати самому?

Не викликає сумнівів, що оптимальним варіантом будівництва монолітної плити є його проведення в повній відповідності з планом. Розрахунок конструкції, який проводиться фахівцями, має деякі переваги:

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

  1. Монолітне перекриття має необхідну несучу здатність.
  2. Кількість і сортамент арматури, товщина і марка бетонного перекриття, які застосовуються в конструкції за розрахунком професіоналів, вважаються оптимальними, що дає можливість обійти непотрібний надлишок матеріалів та надмірні витрати праці.
  3. Розроблена фахівцями програма будівництва дозволяє встановити монолітну плиту не тільки на стіни, але також і на окремо взяті колони, що у багато разів розширює свободу планування будинку. Причому армування конструкції в місцях її зіткнення з колонами багато в чому відрізняється від армування звичайного перекриття, оскільки в таких ділянках потрібно встановлювати допоміжні стрижні арматури підсилення.
  4. У проекті проведений чіткий розрахунок всіх обсягів робіт, що значно допомагає полегшити пристрій конструкції тоді, коли з метою виконання робіт ви вирішите звернутися в будівельну компанію або до приватної бригаді.

Але що робити в тому випадку, якщо ви з якоїсь причини не можете звернутися до подібного роду фахівцям? Спробувати самостійно розрахувати пристрій і армування перекриття? Звичайно, ви можете зробити таку спробу, але навряд чи зможете здійснити задумане без наявності спеціальної освіти та навичок. Плюс до того, що при таких спробах від усвідомлення того факту, що осягнути такий розрахунок «бравої кавалерійської атаки» не виходить, багато піддаються паніці і зневіри.

Але не треба впадати у відчай, адже ви будуєте свій власний будинок, а не торговельно-розважального центру з приміщеннями розміром 12 на 24 м, тому для пристрою перекриттів в приватному будинку можна вдатися до стандартного рішення. А за консультацією до фахівців вам варто звертатися в тих випадках, якщо ви вирішите зробити ваше житло з поруч з монолітних колон і несучого перекриття, або ж у тому випадку, коли проліт перекриття буде перевищувати 7 м.

Ребристі монолітні плити є системою перехресних балок – основних і другорядних, – які з’єднуються монолітно між собою і поверху об’єднує їх плитою.

Типи монолітних перекриттів

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

Виділяють балкові і безбалочні системи плит. Балковий тип характеризується наявністю ригелів, які розташовуються або поперек будови, або хрест-навхрест. Безбалочное монолітне перекриття не має виступаючих ребер. Як показує практика, доцільніше застосовувати поперечне розташування ригелів. Але все-таки остаточний варіант залежить від призначення споруджуваного монолітного перекриття, напрямком у приміщеннях технологічних потоків, характером розміщення навантажень, методом пристрою жорсткості каркасу можна розмістити великогабаритне обладнання на ригелях конструкції безпосередньо на окремий ригель навантаження знижується. При влаштуванні монолітної конструкції балки і ригелі стають одним цілим з плитами.

Цікаве по темі:  Як правильно пофарбувати стелю водоемульсійною фарбою?

У безбалочного типу монолітного перекриття відсутні виступаючі ребра ригелів. Замість них виступають ділянки плит 0,2-0,3 від місця, де знаходиться проліт. Їм відведена роль плитних плоских ригелів, які працюють між колонами в проліт за схемою балок. З-за цього виключається пристрій отворів і прорізів у ділянках междуколонных плит монолітного перекриття, в цій якості може застосовуватися серединна частина монолітної плити. Приймаються монолітні конструкції товщиною, яка приблизно дорівнює 1/32 самого великого прольоту, і якщо проліт не перевищує 6 м, простіше виготовляти плити монолітного перекриття плоскими.

Ребристі монолітні перекриття

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

Ребристі монолітні конструкції, у яких є балочні плити, що складаються з головних балок , другорядних балок і плити, яка об’єднується з балками в одне монолітне ціле. Основні балки мають наголос на колони і можуть розташовуватися в поперечному або поздовжньому напрямку. Приймається проліт головних балок в межах від 6 до 8 м. Висота головних балок приймається рівним 1/8-1/15 величини, якою володіє проліт, а ширина – ½ значення висоти. У другорядних балок монолітної конструкції проліт дорівнює 5-7 м, і встановлюється крок другорядних балок від 1,5 до 3 м. Від призначення монолітного перекриття залежить значення товщини плити, але воно має бути не менше 60 мм. Якщо передбачаються значні навантаження, то товщину плити можна збільшити до 120 мм.

Плити перекриття працюють в короткому напрямку, спираючись при цьому на головні і другорядні балки. Під час спорудження ребристе монолітне перекриття вимагає чималих витрат матеріалу і робочої сили, з цієї причини найчастіше їх замінюють монолітним перекриттям по профнастилу.

Безбалочный тип монолітного перекриття

В основі безбалочной монолітної конструкції лежить суцільна плита, яка спирається на колони. У такому типі перекриття порівняно з ребристим типом спрощується пристрій опалубки. Можна надавати різноманітні архітектурні форми монолітним капітелів. Товщина плити приймається в межах від 1/30 до 1/35 більшого прольоту. Безбалочні перекриття дають можливість використовувати обсяг перекриття і є економічно вигіднішим, якщо проліт не більше 6 м з квадратною сіткою колон і рівномірно розподіленими важкими навантаженнями на монолітне перекриття. Безбалочный тип монолітного перекриття більш затребуваний в промисловому і житловому будівництві в разі влаштування гладкого стелі.

Зведення монолітного перекриття із профнастилу

Проектуючи монолітне перекриття із профнастилу, потрібно дотримувати правила і вимоги СНиП II-23-81 «Сталеві конструкції» і СНиП 2.03.01-84 «Бетонні і залізобетонні конструкції».

Монолітні плити з профнастилу використовуються при будівництві багатоповерхових громадських та виробничих будівель з широким діапазоном навантажень, якщо проліт і кроки конструкцій нестандартні, великій кількості отворів і прорізів, під час реконструкції будівель і зведення робочих майданчиків. Плити монолітного перекриття, мають один проліт, із зовнішньою арматурою у формі сталевого профільованого настилу, відкритої знизу, володіють вогнестійкістю в межах 30 хв, нерозрізні плити конструкції, у яких є не один проліт, з розташованою по всій довжині прольоту верхній арматурою – 45 хв і більше.

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

Використовуваний в якості арматури профнастил повинен мати захисне покриття (оцинкування або будь-яке інше), яке зможе забезпечити йому стійкість до корозійних процесів. Для влаштування монолітного перекриття, яке виконується з профнастилу, можливе застосування важких бетонів на дрібнозернистому або звичайному заповнювачі, а їх клас по міцності на стиск повинна бути не нижче В15. Сталеві прогони робляться зварними з прокатної листової або профільної сталі або ж з прокатних двотаврів.

Цікаве по темі:  Гипсокартоный стеля своїми руками: алгоритм монтажу

В основі такого перекриття лежить монолітна залізобетонна плита, яка бетонується з профнастилу і застосовується у ролі зовнішньої арматури після набору бетоном необхідної міцності. Перекриття може спиратися на залізобетонні або сталеві прогони, а також на бетонні або цегляні стіни. Проліт плити вибирається в діапазоні від 1,5 до 6 м. Можливий більший проліт при зведенні тимчасових опор на час бетонування і набору міцності. Профільовані листи слід стикувати по довжині впритул на прогонах, без нахлесту. По ширині профнастил стикується з допомогою напуску бічних граней. В цілях місцевого або загального посилення монолітного перекриття виробляється установка допоміжної арматури у формі окремих стержнів, сіток і каркасів.

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

Товщина бетонної полиці монолітної плити над профільованими листами визначається через розрахунок деформації і міцності, а також дотримуючись техніко-економічних міркувань. Її значення не повинно бути менше 30 мм, а у разі відсутності бетонної стяжки в конструкціях підлоги – не менше 50 мм. Листи профнастилу направляють широкими гофрами вниз. Якщо впоперек настилу розмір отвору не перевищує значення в 500 мм, тоді необхідно посилення монолітної конструкції у вигляді установки в примикають до отвору гофри поздовжніх стрижнів арматури, які заводяться за осі прогонів, або ж у формі поперечних стержнів, які будуть облямовувати отвір, заводячи їх на два-три гофра за межі підрізування з кожної сторони. Якщо величина отвору поперек гофр профнастилу перевищує 500 мм, то необхідно передбачати в конструкції перекриття по контуру отвору допоміжні компоненти балочної клітини, які переносять навантаження з ослабленого ділянки з отвором на прогони.

На етапі зведення сталевий профнастил є несучою конструкцією. Здійснюючи розрахунок, дізнаються його жорсткість і міцність як для тонкостінного сталевого згинаного елемента, який працює на навантаження від своєї маси настилу, маси бетону та монтажних навантажень, які включають в себе масу робітників та обладнання в процесі будівництва монолітного перекриття. Під час експлуатації несучою конструкцією виступає монолітна залізобетонна плита перекриття, в якій профільовані листи застосовуються в якості зовнішньої робочої арматури.

Опора монолітного перекриття із профнастилу

В залежності від схеми розрахунку, при опорі монолітної плити можна використовувати не одне рішення. У будівлі, стіни яких складаються з монолітного залізобетону або цегли, плити з наступним замонолічуванням опорної ділянки спираються на стіни. На опорі влаштовується закладна деталь у формі металевого куточка, до неї кріпиться дюбелями профнастил.

Програма армування монолітного перекриття

Етап армування монолітних перекриттів є дуже відповідальним при зведенні будинку. Від правильності його виконання залежить не тільки несуча здатність споруди, але і її вартість.

Армування монолітного перекриття проводиться в два шари. Як підстави застосовуються стрижні арматури А-500С 10 мм діаметром, яка кладеться з кроком 200 мм як у верхньому, так і нижньому шарі. За допомогою в’язального дроту 1,2-1,5 мм діаметром стрижні арматури з’єднуються в сітки; вони легко зв’язуються один з одним за допомогою спеціального гачка. Арматурна сітка повинна не доходити своїми торцями до вертикальної опалубки по площині перекриття на відстань 20-25 мм

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

Зробити дві основні арматурні сітки – лише частина справи. Наступною стадією буде виконання армування плити, тобто розміщення сіток на необхідну відстань по висоті. Відштовхуючись від того, що арматурна сітка повинна захищатися шаром бетону 20 мм товщиною, по вертикалі відстань між шарами арматури повинно бути 105-125 мм. Для цього робляться спеціальні фіксатори з арматури діаметром 10 мм. Опорні нижні частини і верхня горизонтальна полку фіксатора мають довжину по 350 мм. Розрахунок довжини вертикальних частин роблять залежно від товщини перекриття, так що вони становлять від 105 до 125 мм.

Цікаве по темі:  Красиві стелі у вітальні, які притягують погляд

Зробити такі фіксатори з арматури, як і інші деталі армування монолітного перекриття, неважко за допомогою згинального пристосування, яке можна зробити самостійно. Розміщуються фіксатори поділу верхнього і нижнього шару арматури з кроком 1×1 м, кожен новий ряд в шаховому порядку від попереднього. Причому фіксатор встановлюється під кутом 10-15 градусів по відношенню до головних стержнів арматурного каркаса.

Розрахунок міцності монолітної плити перекриття

Провести розрахунок перекриття допоможе спеціальна комп’ютерна програма, але вона не може враховувати абсолютно всіх нюансів, таких як характеристики арматури і бетону. У будь-якому випадку потрібно безпосередню участь проектувальника. Якщо не провести для монолітного перекриття професійний розрахунок, воно ризикує бути недостатньо міцним або непомірно дорогим.

Однак якщо ви вирішили взяти все в свої руки і не звертатися до фахівців, то нижче можете ознайомитися з тим, як правильно розрахувати монолітне перекриття.

Як правило, прочностный розрахунок монолітного перекриття зводиться до зіставленню двох факторів:

Как рассчитать монолитное перекрытие: расчет пролета

  1. Навантажень, які діють на плиті.
  2. Міцності армованих перерізів плити.

Перше значення повинно бути менше другого.

Спершу розберемося, як розрахувати навантаження на монолітне перекриття.

Маємо наступні постійні:

Власний вагу підлоги, товщина якого 50-100 мм (стяжка, наприклад) – 2,2 т/м2 × 1,2 = 2,64 т/м3 (якщо підлога 50 мм – 110 кг/м3).

Свою вагу з комплектом надійності по навантаженню 205 т/м3 × 1,2 = 2,75 т/м3 (якщо плита 200 мм – 550 кг/м3).

Наведемо перегородки з цегли до площі перекриття. Вага одного погонного метра перегородки, висота якої 3 м: 0,12 м × 1,2 × 1,8 т/м3 × 3 м = 0,78 т/м. При кроці перегородок, приміром, 4 м виходить приблизно 0,78/4 = 0,2 т/м2, отримаємо вага перегородок, рівний 300 кг/м2.

Розрахунок тимчасової навантаження: 150 × 1,3 = 195 кг/м2.

Розрахунок повної (максимальний рівень) навантаження виглядає так: 550+110+300+195=1150 кг/м2.

Таким чином, для ескізних розрахунків приймемо навантаження, рівну 1,2 т/м2.

Далі необхідний розрахунок моментних зусиль у перерізах перекриття. Моментних – тому що на 95% згинальні моменти визначають армування згинальних плит. Які переріз зазнають навантаження? Ділянка центру плити (середина прольоту).

Згинальні моменти в квадратної плити в кожному напрямку А і В приблизно можуть бути обчислені як Ма=Mb = ql^2/23. Можна розрахувати кілька значень для окремих випадків:

Плита в плані 4 × 4 м – Ма=Mb = 0,8 т/м.

Плита в плані 5 × 5 м – Ма=Mb = 1,3 т/м.

Плита в плані 6 × 6 м – Ма=Mb = 1,9 т/м.