Все, что нужно знать об армировании бетонной плиты перекрытия

Армирование перекрытия – это строительный комплекс процедур, направленный на усиление прочности бетонной конструкции.

После чего такие плиты, установленные на кирпичных стенах или из других строительных камней, выполняют функции горизонтальных ребер жесткости, тем самым гарантируя сооружению устойчивость.

В таких зданиях устанавливают перекрытия из сборных либо монолитных конструкций. Железобетонные изделия могут выпускаться ребристыми, сплошными или пустотелыми. Они обладают ровной рабочей поверхностью и четкой геометрией.

Для соединения частей арматурного каркаса не допускается применять сварку, которая ослабляет конструкцию. Стержни связывают вязальной отожженной проволокой.

Необходимость армировки

Все армированные перекрытия без исключения являются железобетонными и соединяют в себе свойства как бетона, так и металла. Это касается и монолитных конструкций, которые создают прямо на строительном объекте, так и готовых многопустотных и ребристых модификаций. В этом сочетании бетон способен выдерживать сжимающие нагрузки, а армированный каркас растягивающие.

Все плиты перекрытия, установленные на стенах работают на излом. Этот фактор учитывается при расчете габаритов, как самой плиты, так и армокаркаса. Расчет проводится специалистами согласно требованиям СНИП.

При этом особое внимание уделяется тому, чтобы армостержни при связке каркаса были неразрывными. Когда технически невозможно установить стержни без соединений, то выдерживают размер нахлеста не меньше 40хД, где Д – диаметр стержней.

Специалистами рекомендовано применять горячекатаную арматуру «А3» Д от 8 до 14 мм. Методы установки армированного каркаса зависят от конструкции плит: монолитные, пустотные, ребристые и многопустотные.

Эти перекрытия модификаций ПК/ПБ и являются наиболее востребованными изделиям ЖБИ и отличаются:

• сравнительно невысокой ценой;
• долговечностью;
• оптимальными производственными параметрами и универсальностью, благодаря чему устанавливаются на объектах как жилого, так и промышленного назначения.

При том, что пустотные плиты имеют много разновидностей, по характеристикам они практически схожи, а вот по принципу армирования имеют отличия, что является ключевым моментом при их выборе.

Исходя от протяженности готового изделия армированные конструкции бывает 2 видов:

• сеточные для конструкций протяженностью не выше 4.5 м;
• предварительно напряженные для конструкций более 4.5 м.

Сеточная модель предполагает применение ряда матриц верхнюю из железной армопроволоки Д=4 мм, нижнюю повышенной прочностью из проволоки Д=12 мм и дополнительно усиливающую вертикальные укрепления торцевых участков перекрытий.

Вертикальные сетки, предназначенные для обеспечения продольной жесткости, упрочнения торцов, на которые воздействуют выше установленные стеновые конструкции. Это создает преимущества такого варианта, способного улучшить параметры сопротивления при изгибающих нагрузках и повышает стойкость к значительным боковым перегрузкам.

Традиционную армировку выполняют с применением 2-х сеток из проволоки: верхняя марки ВР-1В, а усиленная нижняя из класса АIII. Для армированных плит ПБ применяют наиболее прочные виды бетонов выше М-400. Несмотря на то, что данный фактор влияет на цену перекрытий, большинство застройщиков считают тем не менее это не так существенным, как повышение прочностных характеристик дома.

Эти плиты перекрытия, представляют собой железобетонные изделия П-образной формы, размеры которых определяются проектной документацией, назначением конструкций и другими конструктивными факторами. Они довольно широко используются в качестве перекрытий промышленных, производственных и жилых зданий.

В современном домостроительстве особенно популярными размеры ребристых плит по ГОСТ являются:

1. 6*1,5;
2. 12*1,5;
3. 18*3;
4. 6*3;
5. 12*3.

Форма их и размеры определяются особенностями проектной документации и государственными нормативами. Ребристые плиты по балкам выполнены монолитными и считаются наиболее экономичным, чем сплошные монолитные перекрытия, установленные между 2 стенами или монолитные плиты, опирающиеся по контуру на все 4-е стены.

Ребристые модификации являются наиболее легкими, а это означает, что уменьшается общая нагрузка на стеновые конструкции и на фундамент, в итоге они могут быть выполненными из более легких и дешевых стройматериалов. В результате этого себестоимость домостроительства будет существенно ниже.

Главными конструктивными преимуществами ребристых плит перекрытия ЖБИ является неуязвимость по отношению к таким факторам:

• вибрационным воздействиям;
• статистическим и динамическим нагрузкам;
• коррозионным процессам;
• деформационным процессам;
• точечным перегрузкам;
• температурным перепадам;
• климатическому негативному воздействию.

К недостаткам ребристых плит перекрытия застройщики относят необходимость установки более сложной опалубки и высокий объем отделочных работ, для создания ровных потолков.

Базовые размеры таких перекрытий подбирают, отталкиваясь от места упора. Расчеты должны проводится профессионалами, чтобы исключить даже самые малые ошибки проектирования. В противном случае они могут вызвать ослабление прочностных характеристик дома и преждевременное разрушение здания.

В этих перекрытиях ЖБИ панели должны иметь сходную толщину по всей площади. Этот размер определяют по расчету, базирующегося на нормах СНиП к предельно-допустимым прогибам и прочим необходимым требованиям для создания условий безопасной эксплуатации объекта.

Как правило, при применении в строительной модели капителей с изломом либо с надкапительными разновидностями выполняют подсчет размера отталкиваясь от наибольшего положительного момента, а в других вариантах он выполняется по максимальному отрицательному.

Толщина перекрытий в присутствии надкапительной плиты определяется протяженностью пролета с нормативным соотношением не меньше 1:36 для стандартной марки бетонного раствора и 1:30 для легкого.

При условии применения капители без плиты, оно соответственно для стандартного и легкого бетона должно приниматься, как 1:32 и 1:27. На случай, когда панель будет тоньше, то ее нужно диагностировать на прогиб, который обязан не превышать государственные нормативы.

По сути процесс армирования, как и безбалочной, и балочной конструкции не очень различается. Наиболее важное из них то, что над балочными видами арматурный слой конструкции размещается в высокой части, в области отрицательного момента, а в остальных зонах в нижней.

Такой же принцип укрепления применяют и в балочных конструкциях, в пролетах у них арматурные стержни находятся снизу, а над колоннами сверху. Армирование прутками выполняют таким же образом, как и при балочном монтаже перпендикулярно друг другу.

Безбалочная монолитная плита осуществляет функция упругой пластины, а, следовательно, в произвольном ее участке на площади действуют не одно только стандартные, но и касательные усилия, которые также требуется учитывать при выполнении проверочных расчетов.

Виды

При армировании плит ЖБИ не менее важно выдержать нормативы по продольному и поперечному армированию.

В соответствии с базовым нормативом для бетонных и железобетонных конструкций СП 52-101, изданного в 2003 году между осями продольных стержней устанавливается 200 мм, для конструкций с высотой поперечного сечения h менее 150 мм и 400 мм при h более 150 мм. В этих случаях бетон будет эффективно вовлечен в работу, а напряжения и деформации будут размещены равномерно.

Пример расчета для однопролетной плиты перекрытия h до 150 мм. Согласно нормативам армирование 1 м ширины такой конструкции потребует площадь арматуры не менее 3.43 см2.

По справочным таблицам выбирают количество стержней, которые способны обесчестить такой показатель:

• 1 ед., Д= 16 мм;
• 2 ед., Д= 16 мм;
• 3 ед., Д=14 мм;
• 4 ед., Д= 12 мм;
• 5 ед., Д=10 мм;
• 7 ед., Д= 8 мм.

Чем в большей степени равномерно будут распределены стержни, тем более точно работа в реальности конструкции станет соответствовать расчетной схеме. Применение 5 единиц арматуры Д= 10 мм сможет гарантировать не только наиболее равномерное рассредоточение напряжений, но и максимально результативное содействие бетона в работе конструкции.

Поперечное армирование производят беря в основу расчет противодействию всем возникающим напряжениям, задавшись целью минимизировать формирования трещин, сохранить размещение продольной арматуры в проектном расположении и защитить конструкцию от бокового выпучивания.

Поперечную арматуру устанавливают практически на всех плитах ЖБИ, она не помешает даже в том случае, когда ее установка не требуется по расчету, поскольку она окажет влияние на более равномерное распределение нагрузки по сечениях перекрытий.

Согласно СП 52-101 минимальный диаметр поперечной арматуры в усиливающих каркасах установлен 6 мм. В ЖБИ плитах толщиной свыше 150 мм, где расчетная поперечная нагрузка воспринимается не только бетоном, такая арматура устанавливается с шагом не менее 300 мм.

В монолитных и часторебристых плитах высотой до 300 мм, где расчетная поперечная сила принимается исключительно бетоном, поперечные стержни не устанавливают. В ребристых плитах с высотой более 300 мм, поперечная арматура устанавливается до 500 мм.

При выполнении армированного каркаса стержни арматуры отгибают с радиусом не меньше 10Д, а сами изгибаемые участки должны иметь длину не менее 20 Д в растянутой форме и 10Д в сжатой. Они должны завершаться крюками, при этом угол отгиба положено выполнять 45 градусов.

В плитах, которые могут иметь крутящие моменты, например, в перемычках внешних стен, когда нагрузка воздействует не в центре тяжести сечения, поперечная арматура обязана создавать самостоятельный контур. В зонах возможного продавливания плит максимально возможный шаг 300 мм.

Принципы монтажа

Выполнение расчета армирования ЖБ плит перекрытия и последующее ее установка в опалубку должно строго выполняться по государственным нормам и правилам.

Основные правила армирования плит перекрытия:

• для конструкций длинной более 8 м должна применяться только сетка из напряженной арматуры с высокими показателями прочности;
• сварные армосетки выполняются с применением стержней от 8 до 14 мм, с расстоянием между ними не выше 60 см;
• соотношение толщины к длине плиты не должно превышать 1 к 30;
• для перекрытий толщиной до 150 мм достаточно установки одной сетки;
• чертеж или схема перекрытий должна показывать точки усиления армокаркаса.
• поперечное и продольное усиление конструкции должно быть выполнено в ее середине и дополнительно в зонах ее касания с опорами.

Дополнительно арматуру размещают около отверстий технологического назначения.

Как произвести расчет?

Расчет армирования выполняется инженерами с помощью применения специальных формул и справочных таблиц, а также программных комплексов, если такие работы выполняются проектными организациями.

Это очень ответственный процесс, поскольку даже незначительные ошибки в нем, приводят к разрушению плит, когда арматура достигнет своего предела прочности под воздействием сил растяжения или текучести.

Толщину арматуры рассчитывают по формулам:

В ходе расчета потребуется определить не только Д стержней, но и процент армирования поперечного контура продольной арматурой, который выполняют по 2-м противоположным углам, расположенных по диагонали прямоугольника.

Дополнительное армирование определяют по следующим формулам:

По справочным таблицам СНиП можно установить сопротивление растяжению для стержней А400 Rs=3600 кгс/см2, а для бетона B20 Rb=117 кгс/см2.

Используя формулы и таблицы можно установить, что армирования 1 п. м. потребуется 5 стержней с Д= 14 мм и с ячейкой 20 см. В этом случае площадь арматурного сечения равняется 7.69 см2. При высоте плиты 140 мм, потребуется не менее 4 стержней Д= 16 мм.

Материалы для работы

В качестве арматурного усиления для перекрытий применяют как правило железные стержни класса А 400/500С. Это периодический профиль горячекатаного проката с Д= 8 16 мм.

По той причине, что плита преимущественно функционирует на излом, базовой считается нижерасположенная арматура, которая в процессе эксплуатации будет вытягиваться.

В местах сопряжения плит с опорами ситуация несколько иная. Тут на верхнюю арматуру точно также будет оказывать влияние значительные напряжения, поэтому ее дополнительно усиливают с поперечными элементами А240С/А240 с гладкой рабочей плоскостью.

Кроме арматуры для создания двухслойной армированной формы применяют поддерживающие армокаркасы фиксаторы «Змейка». Они помогают в самые сжатые временные сроки осуществить двухрядное упрочнение горизонтальной плоскости, при этом соблюдаются все требуемые качественные характеристики плиты перекрытия ЖБИ и обеспечивается гарантия точности пространственного месторасположения рабочих арматурных плоскостей.

Такие конструкции применяются для создания армированного каркаса плит перекрытия толщиной от 120 до 250 мм. При их использовании снижение трудозатрат на монтаж достигает 30-50 %, а экономия металла на 20-40%.

Как правильно армировать?

Для того чтобы армированная плита перекрытия соответствовала своему назначению и нормативным характеристикам, исполнитель должен в точности соблюдать технологию армирования. От этого будет зависеть длительность срока эксплуатации и выносливость дома. Недооценка этого требования способно спровоцировать серьезные сложности в эксплуатации объекта, и не только вызвать необходимость серьезных ремонтных работ, но даже привести к демонтажу объекта.

Армирование такой конструкции легче проводить в заводских условиях, но можно осуществить и самостоятельно. Для этого потребуется знать и выполнять технологическую карту армирования плит перекрытия. Она будет зависеть от ее модификации: пустотные, ребристые или капителей безбалочных бетонных конструкций.

В основном армирование таких перекрытий проводят из стали А3/А4. Для этого армокаркас сваривают из проволоки либо арматуры стержневого типа, очень редко в особых условиях с применением утолщенных канатов, впрочем, последний вариант не применяется в индивидуальном домостроительстве.

Наполнение таких конструкций выполняется тяжелыми бетонами. Если работы выполняются самостоятельно очень важно исполнителю использовать материалы, приобретенные у проверенных продавцов с сертификатами качества и в точности соответствовать этапам технологической карты производства монолитных плит перекрытия.

Основные этапы производства пустотных плит перекрытия:

1. Стальную арматуру Д=10-12 мм скручивают вязальной проволокой по схеме. Предварительно выполняют усиление конструкции на следующих участках: по центру плиты, если предполагается прижимание ее к внутренним стенкам, аркам и колоннам либо при монтаже пожароопасного котельного и отопительного оборудования: каминов, дымоходов и вентиляционных каналов.
2. Толщина плиты должна соответствовать соотношению толщина/длина, как 1 к 30, но не менее 150 мм для опор на расстоянии до 5 м и 170 мм для опор, расположенных свыше 5 м.
3. Сетки укладывают в 2 слоя, расстояние между ними закрепляется фиксаторами Змейка.
4. Для заливки конструкции перекрытия используют бетонный раствор М200-М300 с прочностью не менее 150 кгс/см2.
5. Вначале выполняют опалубку по контуру плиты перекрытия из второсортной доски 150х25 мм, создавая пустотную форму, по чертежам.
6. Устанавливают поперечные бруски на промежутке 600-800 мм, по горизонтальному уровню, выравнивая их телескопическими стойками либо подпорками, установленными вертикально.
7. Поверх на армокаркас герметично выкладывают доски или фанерные листы, следят за тем, чтобы между ними не было щелей.
8. Стержни обвязываются проволокой, они выкладываются без разрывов с нахлестом в точках соединения не меньше 500 мм.
9. Поперечные стержни скрепляют проволокой с применением специализированного крючка.
10. Полученный стальной армокаркас устанавливают на фиксирующие прокладки или битые кусочки камня, поддерживая уровень 30-50 мм.
11. Вторая сетка вяжется с использованием поперечных разделителей типа Змейка.
12. Расположение каркаса в бетонном растворе подразумевает сплошное покрытие железных частей раствором с запасом не менее 30 мм.
13. В ходе уплотнения бетона, его смачивают водой методом распыления. Срок полного затвердевания смеси не менее 28 дней.

Эти конструкции чаще всего выполняют в заводских условиях, но также можно выполнить самостоятельно, имея соответствующие чертежи, расчеты и технологическую карту производства работ.

Для армирования таких перекрытий применяют арматуру А 400/500С горячекатаного проката с периодическим профилем Д от 8 до 16 мм либо традиционной стальной арматуры. Для крайних пролетов принимается армирование 1 м ширины плиты с помощью 5 стержней.

Каркас выполняют из опалубочной доски 150х25 мм, создавая ребристую форму, по чертежам. Далее устанавливают поперечные бруски с шагом 600-800 мм, по горизонтальному уровню, выравнивая их телескопическими стойками либо подпорками вертикально. Сверху на каркас герметично располагают доски или фанерные листы, следят за тем, чтобы между ними не было щелей.

Для прочной анкеровки плит, вся продольная арматура заводится за внешний срез крайних опорных стен не меньше чем на 5Д. Если отсутствует поперечная арматура и не меньше 10 Д при присутствии поперечных арматурных связей. До промежуточных опор выпуски нижнего армирования заводят в сжатую нижнюю зону сечения на расстояние не менее чем на 12Д. На практике, например, если Д=10 мм, то такой параметр должен быть не менее 1.2 м

Поскольку на последних опорах перекрытие частично будет ущемлено вышерасположенной стенкой, то на приопорных местах последних опор аналогично предусмотрено верхнее армирование для погашения отрицательного изгибающего момента. Стержни такого усиления чаще всего располагают длиной примерно 1.10 длины пролета, учитывая это расстояние от границы опоры.

Для данного типа армирования применяют в основном кольцевое, двухпутное либо четырехпутное:

1. Кольцевой способ выполняется путем укладки арматуры в виде концентрированных колец.
2. Двухпутный метод представляет армоконструкцию, в которой расположении стержней выполнено в перпендикулярных направлениях, точно также. как расположены колоны.
3. Четырехпутное усиление это не только перпендикулярное размещение арматуры, но и диагональная их укладка.

Плита, расположенная между колоннами, находится под воздействием положительного момента, которое направлено к наклонному участку и отрицательного в направлении пролетного. Поэтому для таких плит в центре надколонной полосы усиление проходит снизу, а на перпендикулярной сверху.

Для наибольшей прочности конструкции применяют больший диаметр арматуры, а не подпорки, поскольку их и капители трудно соединять. Прутки укладываются в опалубку и связывают между собой при помощи, отожженной податливой вязальной проволоки.

По окончании соединения армосеток их веерно разводят по высоте. которая для 6 м пролета должна находится в пределах от 180 до 200 мм. Разрыв между двумя слоями сеток установлен от 100 до 125 мм. Для этого применяют фиксаторы заводского или самодельного изготовления.

Например, их можно выполнить из фрагментов арматуры Д=10 мм. Их изгибают в конфигурацию буквы «Л» и располагают с промежутком в 1 м, а в местах, где требуется усиление, промежуток сокращают до 0.4 м. В основном, это центр участка сопряжения с опорами и зоны с максимальной нагрузкой.

Узел опирания – это пространство соединения перекрытия с несущей стеной. От точности его исполнения в значительной степени будет зависеть выносливость и высокая прочность постройки. Плита закрепляется на стенках с использованием жесткого армосоединения и бетона.

При формировании узлов опирания потребуется соблюдать такие требования:

1. Торцевая грань перекрытия не должна примыкать к кладке впритык, безусловно должен оставаться технологический воздушный просвет, который уплотняется утеплителем, чтобы не создавались «мостики холода».
2. Арматура защитного стенового пояса соединяется сваркой с арматурой перекрытий, вследствие чего формируется прочное, долговечное и жесткое соединение.
3. Число и месторасположение узлов исключительно зависит от типа размещения плит на несущей стенке.
4. Для плит, опирающихся по 2-м сторонам, узлы оборудуются на поперечных стенках где расположены узкие стороны перекрытия.
5. В том случае, когда установка выполняется по 3-м или по 4-м сторонам, узлы опирания располагают на сторонах плит, как поперечно, так и продольно. После завершения выполнения узлов сопряжения, швы тщательным образом уплотняют и герметизируют для предупреждения теплопотерь и попадания влаги.

Последствия нарушения технологии

Неправильное армирование в плитах перекрытия приводит к серьезным, а порой и к непоправимым дефектам возведенного здания.

Наиболее часто встречающиеся дефекты плит перекрытия:

1. На тонких участках плит, особенно ребристых модификаций, армосетка имеет очень низкий защитный бетонный слой, иногда она даже просматривается снизу. При эксплуатации ее во влажных или иных агрессивных условиях, протекает стремительная коррозия стальных элементов армокаркаса, что приводит к существенному снижению прочностных характеристик плит перекрытия.
2. Когда плиту выливают в сильно изношенной опалубке, происходит процесс внешнего расширения поверхности, поэтому при укладке такие конструкции плотно уложить невозможно. Проектное число плит не помещается в пролете.

   Такие перекрытия постепенно перемещаются от своего проектного местоположения, а их ребра выпадают из зоны закладных деталей, размещенных сверху стропильных конструкций, после чего они не могут быть надежно закреплены на поверхности этажа. Такие закрепленные плиты создают условия повышенной аварийности для любого здания.

3. Недопустимые отколы торцевой поверхности перекрытий, оголение арматуры приводит к нарушению технологии анкеровки арматуры на опорах и способны привести к разрушению плиты по наклонному сечению.

   Подобное функционирование плит технологически не возможно, поскольку арматурная непрерывность продольных и поперечных ребер не способны обеспечить их работоспособность. Устраняют такой дефект уменьшением высоты торцевых ребер где-то на 20 мм, что не приведет к ухудшению условий прочности при замоноличивании монтажа перекрытий с ригелями.

4. Недопустимое проделывание застройщиком дополнительных отверстий в плитах, которые не предусмотрены проектными решениями. Такое нарушения часто встречается при укладке нетиповых плит в зоне прокладки инженерных внутридомовых сетей. Подобные деформированные конструкции могут полностью утратить свою несущую способность.

Кроме ошибок, допущенных при производстве ЖБИ перекрытий, не менее опасные нарушения встречаются при выполнении монтажно-строительных работ.

Основные нарушения, допущенные строителями при установке армированных плит перекрытия:

• Сдвиг конструкций вдоль/поперек плановых проектных осей;
• отсутствие или плохое качество сварных соединений закладных элементов плит с закладными частями ригелей;
• ошибки в процессе замоноличивания межплиточных швов;
• перегруженность плит в ходе монтажно-строительных работ строительными материалами и оборудованием;
• создание непроектных значительных технологических проемов в перекрытиях;
• значительный объем снега, во время выполнения монтажных работ;
• установка дефектных конструкций со сколами бетона в опорных узлах, сквозными углублениями и низкой прочностью бетона.

Заключение

Современное строительство трудно представить себе без применения армированных плит перекрытий, особенно при возведении многоэтажных зданий. Заводское изготовление плит считается экономически выгодным, а инновационные технологии обеспечивают выпуск таких конструкций для различных условий эксплуатации и с разными типоразмерами.

Применение стальной арматуры в ходе изготовления этих важных конструкций значительно повышает их эксплуатационные свойства и придает зданию дополнительную прочность и выносливость по отношению к разнообразным видам внешнего воздействия, тем самыми значительно продлевают сроки эксплуатации строительного объекта.