Любое здание возводится с использованием бетона. Для усиления применяют проволочную сетку или арматурный каркас. Распространены монолитные перекрытия, для формирования которых выполняется заливка бетонным раствором опалубки, установленной между несущими опорами.
Для повышения нагрузочной способности нужно усилить бетонную плиту. Для этого выполняется дополнительное армирование плит перекрытий, которое должно соответствовать требованиям проекта. Важно выполнить расчеты с учетом расстояния между стенами, подобрать количество и диаметр армирования.
Что такое армирование монолитной плиты
Распространенным элементом жилых и производственных зданий является монолитное перекрытие, для усиления которого применяют арматуру большого диаметра. Для соединения элементов арматурной решетки или пространственного каркаса не рекомендуют использовать сварку, ослабляющую конструкцию.
Места соединения стержней необходимо связывать отожженной проволокой. Часть монолита, укрепленная арматурой, способна воспринимать значительные нагрузки. Армирование перекрытия – это комплекс мероприятий по усилению бетонной конструкции.
Последовательность действий следующая:
- Вначале разрабатывают проект и выполняют расчет армирования, учитывающий размеры перекрытия, величину действующих усилий. На основании расчетов разрабатывается схема усиления.
- После подготовки щитов опалубку устанавливают между капитальными стенами. При монтаже опалубочной конструкции устанавливают опорные элементы, повышающие нагрузочную способность опалубки.
- Далее нарезают заготовки, связывают каркас и устанавливают в щитовую опалубку. Изготовление и сборку металлоконструкции выполняют согласно предварительно разработанной проектной документации.
- На завершающей стадии осуществляется заливка в опалубку бетонного раствора. После бетонирования уплотняют сформированный бетонный массив. Для нормального набора твердости бетон периодически увлажняют.
При разработке схемы усиления бетонной плиты предусматривается установка дополнительных стальных прутков в проблемных участках:
- в зонах контакта монолитной плиты с опорными колоннами, капитальными стенами и арочными конструкциями;
- в местах сосредоточения усилий, связанных с установкой отопительных приборов, тяжелой мебели или массивного оборудования;
- по контуру выходных проемов на верхние этажи, а также вокруг отверстий для вентиляционных магистралей и дымоотводящих труб;
- в центральной части бетонной плиты, которая является одним из наиболее ослабленных участков перекрытия.
Для предотвращения коррозионных процессов арматурная решетка располагается на специальных подставках внутри бетонного массива, не доходя до поверхности 30-40 мм.
С учетом этого фактора подбираются длины прута и обеспечивается неподвижность силовой конструкции при бетонировании. Владея технологией армирования несложно обеспечить повышенные прочностные свойства бетонного перекрытия, а также его продолжительный ресурс использования.
Как правильно армировать – требования по усилению бетонной плиты
Армирование монолитной плиты перекрытия – ответственный процесс, к выполнению которого предъявляется комплекс требований.
При выполнении работ по формированию усиленной железобетонной конструкции перекрытия соблюдайте следующие рекомендации:
- используйте для соединения стальных прутков вязальную проволоку диаметром 1,2-1,6 мм. Использование электрической сварки недопустимо в связи с нарушением структуры металла в местах соединения;
- обеспечьте требуемую толщину бетонного массива перекрытия по отношению к расстоянию между капитальными стенами. Толщина железобетонной конструкции в 30 раз меньше расстояния между опорами. При этом минимальная толщина плиты составляет не менее 15 см;
- производите укладку элементов металлического каркаса с учетом размеров перекрытия по вертикали. При минимальной толщине плиты укладка арматуры выполняется одним слоем. При толщине больше 15 см выполняйте усиленное армирование двумя слоями;
- используйте для заливки в опалубку бетонную смесь с маркировкой М200 и выше. Бетон данных марок обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, способен воспринимать значительные нагрузки и отличается доступной ценой;
- применяйте для изготовления стальной решетки арматурные прутья диаметром 0,8-1,2 см. При выполнении армирования двумя слоями используйте увеличенный размер сечения металлопрофиля в нижнем ряду. Возможен вариант использования покупной сетки;
- сооружайте опалубочную конструкцию из строганых досок или влагозащищенной фанеры. Тщательно герметизируйте стыковые участки. Для усиления опалубки применяйте деревянные столбы диаметром до 20 см или металлические стойки телескопического типа.
Дополнительное армирование перекрытий – достоинства и слабые стороны
Необходимость усиления бетонных перекрытий связана с характеристиками бетона. Бетонный массив способен воспринимать повышенные сжимающие нагрузки, однако восприимчив к растягивающим усилиям и влиянию изгибающих моментов.
Бетон не способен самостоятельно демпфировать нагрузки и требует дополнительного армирования. Для компенсации растягивающих усилий и сохранения целостности железобетонных конструкций выполняется дополнительное армирование плит перекрытий.
Бетонная плита, прочность которой увеличена за счет дополнительного армирования, – надежная конструкция, отличающаяся рядом достоинств. Основные преимущества:
- продолжительный ресурс эксплуатации. Благодаря увеличенному запасу прочности, срок использования усиленной железобетонной конструкции исчисляется десятилетиями;
- отсутствие стыковых швов, а также гладкая поверхность потолков и полов. Отсутствует необходимость в выполнении дорогих и трудоемких отделочных работ;
- уменьшенная масса монолитной конструкции перекрытия по сравнению с покупными железобетонными панелями. Это значительно снижает нагрузку на фундаментное основание;
- повышенные прочностные характеристики. Сочетание свойств стальной арматуры и бетона позволяет повысить прочность основания и обеспечить его целостность при повышенных нагрузках;
- увеличенная надежность железобетонной конструкции. Устойчивость к воздействию нагрузок, действующих в различных направлениях, достигается за счет армирования. Усиленные перекрытия способны воспринимать от 0,5 до 0,8 т на каждый квадратный метр поверхности;
- пожарная безопасность. Использование негорючих стройматериалов обеспечивает огнестойкость конструкции. Плита способна длительное время сохранять целостность под воздействием повышенной температуры и открытого огня;
- уменьшенный объем затрат по сравнению с использованием для формирования перекрытий стандартных панелей. Расходы на сооружение монолитного перекрытия существенно меньше по сравнению с аналогичной конструкцией сборного типа;
- отсутствие необходимости в использовании специальной грузоподъемной техники и такелажной оснастки. Для формирования монолитной плиты не требуется подъемный кран;
- равномерная передача усилий от монолитной плиты на несущие стены строения или опорные колонны. В результате выравнивания нагрузок снижается вероятность образования трещин.
Среди остальных достоинств следует отметить возможность заливки перекрытия нестандартной конфигурации. Это позволяет возводить строения различного уровня сложности с нестандартной планировкой. Серьезным плюсом является возможность выполнять межэтажные проемы и коммуникационные отверстия на этапе бетонирования.
Наряду с достоинствами имеются также и слабые стороны:
- повышенная трудоемкость выполнения мероприятий по сборке арматурного каркаса;
- увеличенная продолжительность процесса гидратации цемента и, соответственно, набора бетоном эксплуатационной прочности.
Какой используется материал для изготовления усиленных элементов перекрытия
Для формирования усиленных перекрытий необходимы следующие стройматериалы:
- бетонная смесь, изготовленная на основе цемента М300, мелкого песка и среднефракционного щебня;
- стальные прутки с рифленой поверхностью, изготовленные из арматурной стали класса А4.
Также потребуются следующие материалы, инструменты и оборудование:
- отожженная проволока для соединения арматурных стержней;
- специальное приспособление для связывания арматуры;
- влагостойкая фанера или доски для изготовления опалубки;
- оснастка для изгибания арматурных заготовок;
- болгарка или специальные кусачки для резки стержней.
Проект армирования плиты перекрытия
Задача инженерного расчёта арматурного каркаса: обеспечение работоспособности создаваемого перекрытия и предоставление исчерпывающей информации по его изготовлению.
Форма общего проекта железобетонной конструкции нормируется, состоит из ряда обязательных составных частей:
- Спецификация. Представляет собой полный список металлических деталей, необходимых для устройства армирования. В документе указываются характеристики, марки, классы, геометрические и иные параметры арматурных стержней, а также их требуемое количество.
- Чертежи с достаточной и понятной детализацией для определения предназначенного каждому стержню места в арматурном каркасе.
- Указания по размещению армокаркаса в плане создания защитного слоя для защиты металла от коррозии.
- Данные по размещению закладных деталей и расчёты для их изготовления.
Брак при изготовлении
Прежде чем приступить к раскладке арматуры в опалубке, исполнитель изучает проект либо составляет собственную схему устройства каркаса, исходя из собственных навыков и опыта.
Несколько вариантов типичных ошибок:
- Самодеятельные строители чаще ошибаются, стремясь максимально «усилить» конструкцию, это приводит не только к ненужным затратам, но и снижает её качество. Например, при слишком «густой» сетке невозможно максимально уплотнить бетонную смесь.
- Недостаточно прочный каркас под воздействием бетонной смеси может сместиться при укладке.
- Характеристики железобетона снижаются при неточном размещении рабочих арматурных стержней или произвольным изменением марки арматуры.
- Частая ошибка – неправильно подобранная величина защитного слоя арматуры.
Перечисленные ошибки и большой ряд иных возможных дефектов могут стать причиной:
- дополнительных расходов по усилению конструкции;
- ограничений по эксплуатации перекрытия с изменением допустимых нагрузок;
- демонтажа конструкции.
Методы контроля
Достаточно часто при строительстве небольших частных домов проект армирования отсутствует. Застройщик всецело полагается на опыт и знания привлеченных строителей, либо полностью уверен в своих строительных способностях.
Но ошибки случаются, в том числе и у профессионалов, — именно поэтому при возведении значимых объектов составляется документ по «приёмке скрытых работ». К «скрытым» относится и армирование, потому что каркас впоследствии заливается бетонным слоем. Но сам с собой такой акт застройщик не составляет, а нанятые для устройства перекрытия разовые исполнители подобные обязывающие документы не подписывают.
Допустим, что перекрытие получилось достаточно прочным, но сомнения в качестве этой ответственной конструкции имеются.
В этом случае применяются методы неразрушающего контроля, которыми можно проверить:
- марку прочности монолитного перекрытия;
- точное место размещения арматурных стержней и прутов с их параметрами;
- уровень поражения арматуры коррозией;
- однородность бетонного слоя с наличием или отсутствием в нём технологических дефектов.
Что представляет собой армирование плиты перекрытия
- Применение данной технологии дает более широкие возможности в плане планировки внутренних помещений. При этом платформа получается очень прочной. Она без труда выдерживает высокие нагрузки, не подвержена горению и не способствует развитию насекомых, грибков и других болезнетворных бактерий.
- Работы проводятся по определенным правилам. Строительные материалы приобретаются от известных поставщиков, потому как наличие брака недопустимо. Только придерживаясь технологии можно говорить о соответствующей расчетной прочности готовой платформы. В противном случае перекрытие может деформироваться и привести к разрушению не только межэтажной плиты, но и всей постройки.
- Заливка перекрытий осуществляется посредством съемной опалубки, в которой располагают рабочую арматуру. Металлические стержни связываются между собой вязальной проволокой или соединяются сварочным аппаратом.
- Жесткий металлический каркас располагают таким образом, чтобы он оказался полностью утопленным в бетонной массе. Таким образом, арматура максимально примет всю нагрузку на себя, а раствор, в свою очередь, предотвратит поступление кислорода пагубно влияющего на металл.
При составлении схемы армирования плиты перекрытия учитывается монтаж вспомогательной арматуры для усиления участков:
- в центре будущей платформы;
- касания монолита с колоннами, внутренними стенами, арками и т.д.;
- где происходит сосредоточение нагрузок (при установке камина, тяжелого оборудования и пр.);
- соприкосновения перекрытия с отверстиями (выход для лестницы на верхний этаж, проход для вентиляционных или дымоотводных труб и других систем).
Советы по армированию монолитной плиты перекрытия
- Расчет толщины армирования перекрытия зависит от его длины. Если расстояние между несущими опорами равно 5 м, то толщина бетонной платформы должна составлять 170 мм. То есть при вычислениях используется соотношение 1/30. Однако конструкция толщиной менее 150 мм не допускается к эксплуатации.
- При минимальной толщине перекрытия металлические элементы укладываются в один слой. Если этот параметр больше, тогда в два.
- Для раствора используется бетон М200 (не ниже). Такая марка сочетает в себе хорошие характеристики и доступную цену. Класс прочности на сжатие составляет 150 кгс/см.кв.
- Диаметр стальных прутьев варьируется от 8 до 14 мм. При двухслойном расположении металлических стержней диаметр металлопроката нижнего ряда должен быть больше верхнего. Здесь можно использовать сетку в заводском исполнении с ячейками 150х150 мм или 200х200 мм.
- Опалубка сооружается из досок и/или влагостойкой фанеры. Подпорки надежно закрепляются, ведь вес заливаемой конструкции может достигать 300 кг на кв.м. В качестве опорных элементов лучше использовать телескопические стойки-домкраты, позволяющие устанавливать необходимую высоту с высокой точностью. Каждая опора способна выдержать нагрузку до 2-2,5 кг.
Практические рекомендации
На рынке строительных материалов представлено много вариантов готовой сетки для армирования. На первый взгляд – оптимальное решение для быстрого создания армокаркасов перекрытий. Но применение готовых сеток неизбежно приводит к увеличению стыков арматурных полотен, что, в свою очередь, приводит к снижению общей прочности конструкции.
Кроме того, стыковка сеток производится внахлёст, — а это приводит к перерасходу материала и увеличению стоимости перекрытия. Сварка сетки, выполненная в заводских условиях точечным методом, приводит к незначительному, но всё же снижению прочности каркаса.
Реализация арматуры производится на вес, поэтому застройщику нужно научиться пересчитывать материал из мер длины в меры веса. При составлении схемы раскладки арматуры следует учитывать, что максимальная длина выпускаемых промышленностью стержней составляет 11,75 м.
Металл – достаточно дорогой материал. В стремлении удешевить строительство, некоторые застройщики стали использовать композитную арматуру для перекрытий.
