Сборные железобетонные плиты перекрытия представляют собой важную конструкцию в строительстве дома. В среднем, на плиты, расходуется около 20% от общих затрат на производство здания.
Виды сборных железобетонных плит перекрытий.
Существуют различные виды плит перекрытий.
Шатровые - представляет собой лоток с направленными вниз или вверх ребрами, толщиной 140 - 160 мм. Благодаря такой конструкции и существованию армированного слоя, значительно снижается расход бетона, сохраняя при этом высокие показатели прочности. Такое сборное перекрытие может противостоять деформации. Несколько поперечных ребер обеспечивают дополнительную надежность. К минусам этого вида плит можно отнести небольшую, если сравнить с пустотными плитами, тепло и звукоизоляцию. Очень распространенная П - образная форма используется в строительстве нежилых помещений, таких как гараж или сарай. Применять шатровые плиты для строительства междуэтажных перегородок мы не рекомендуем, потому что они придают потолку не слишком респектабельный вид, да и проведение отделки и установки коммуникаций будет сделать весьма не просто.
Пустотные - внутри этих плит есть параллельные продольные пустоты, обычно круглой формы. Такие сборные железобетонные плиты перекрытия – более распространённые и активно используются при постройке зданий. Пустотные плиты обычно представлены в форме конструкции, с нескольким количеством полостей различного сечения: круглой, полукруглой и овальной формы. Они имеют прекрасные изоляционные характеристики. Данный тип перекрытия в значительной степени, уменьшает нагрузку на фундамент и стены дома.
Сплошные - это перекрытия с отсутствием пустот. Имеют более высокую прочность, но меньшую, по сравнению с пустотными плитами, звуко и теплоизоляцию и больше весят.
Стандартные размеры железобетонных плит.
Обычно, размеры железобетонных плит перекрытий являются важным фактором при планировании постройки будущего здания. Перекрытия, для которых будут использоваться плиты нестандартных форм или размеров, могут иметь весьма высокую цену. Для этого, в конструкции следует учитывать применение стандартных форматов: толщина - 220 мм, ширина 1, 1,2, 1,5 м., длинна от 2,4 до 9 м, кратная 100 мм.
Сборные железобетонные плиты перекрытия - маркировка.
Сборные железобетонные перекрытия имеют маркировку, которая включает буквы и цифры, говорящие, с каким типом изделия мы имеем дело, а также возможную допустимую нагрузку.
Первые цифры у ребристых плит показывают существование специального технического отверстия определенного диаметра. Обычно, в начале стоят цифры 1.2.3. Эти обозначения показывают на то, что используется отверстие размером 40, 70 и 100 см. Многопустотным изделиям свойственна подобная маркировка, только эти цифры означают размер отверстий 159, 140 и 127 мм.
Буквенные сокращения: ПК - пустотные плиты с круглым диаметром. ПНО - облегченное изделие. ПГ ПБ - беспалубная многопустотная, НВ, ВНК, ВНКУ - продукта со значительным количеством пустот. ПГ - серебристые плиты. ПФ, ПВ, ПС - изделия П - образной формы с вентиляционными отверстиями. ПР - обозначаются ребристые плиты. П, ПТВс - наименование сплошных до борных изделий. Если в центре стоит буква О, это обозначает, что у плиты наружность в виде свода. Буква указывает на число опор:Т-3, к-4 опоры.
Преимущества и недостатки сборных железобетонных плит перекрытий.
Заводские железобетонные плиты перекрытия – самый распространенный материал для строительства. Они имеют свои преимущества.
- Низкая цена.
- Скорость установки.
- Долговечность в эксплуатации и надежность.
- Простая сборка – плиты укладываются автокраном при помощи нескольких стропальщиков.
- Шумоизоляция. Уровень шума в плитах снижается пустотами.
К недостаткам можно отнести:
- Меньшая жесткость в сравнении с монолитными перекрытиями.
- Наличие промежутка между плит.
- Необходимость применять грузоподъемной техники.
Монтаж железобетонных плит перекрытия.
Сборные железобетонные плиты перекрытия – это сооружения, которые рассчитаны на определенную нагрузку. Любое подобное перекрытие может функционировать только тогда, когда давление на неё может принять рабочая арматура. В подобных плитах арматура находится исключительно в нижней части плиты и только вдоль нее. Это значит следующее, что перекрытие без вреда может гнуться, исключительно в продольном направлении, также нужно чтобы прогиб плиты был направлен строго вниз.
Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению. Перекрытия в верхней части подвергается сжатию, а в нижней части растяжению. Поэтому в нижнею часть плиты укладывают арматуру, которая сопротивляется растяжению.
Установка плит перекрытия.
1. Классический способ установки.
Железобетонное перекрытие опирается на две стороны, изгибается под весом нагрузки, и рабочий каркас принимает на себя растяжение, если нагрузка не превысит допустимый вес, повреждения не будет.
Опирание железобетонной плиты по двум сторонам.2. Опирание плиты по трем сторонам - одной длинной и двум коротким.
Длинная часть плиты задвигается на стену. Используется, когда по ширине пролета, плиты не умещаются. Установка плит перекрытия таким способом несколько хуже, чем первым способом, но в принципе, он разрешен. Нужно не забывать: панель по длинной части нельзя заводить в стену глубже, чем на высоту железобетонной плиты. Понятие защемления мы рассмотрим далее.
В рассмотренном случае гнется не вся плита, а только свободный край. Тем не менее в работу вступает продольный каркас, который принимает растягивающее напряжения – не по длине плиты, а лишь в ее фрагменте.
Опирание железобетонной плиты по трем сторонам.
Как не стоит устанавливать плиты перекрытия.
1. Установка плит перекрытия по двум длинным сторонам.
Рабочий каркас в плите есть только в продольном направлении. В поперечном же имеется только лишь небольшая сетка, способная принять нагрузку от собственного веса плиты, в период ее монтажа, когда ее поднимают краном. Когда мы устанавливаем сборные железобетонные плиты перекрытия по двум длинным сторонам, то под давлением они будут изгибаться, и просто не будет арматуры в этом направлении, и перекрытие будет разрушаться. Сначала нагрузку может принять сетка, но мы должны помнить, что площадь арматуры этой сетки предназначена, только чтобы выдержать вес самой плиты.
Опирание железобетонной плиты по двум длинным сторонам.
2. Монтаж плит перекрытия с дополнительной опорой в пролете.
Сборные железобетонные плиты используются только как однопролетные. Когда в пролете есть стена или колонна, то плита между опорами гнется вниз, а над опорой появляется выгиб в другую сторону - с затянутой зоной вверху. В верхней части перекрытия нет каркаса, и нам нечем принять растягивающие давление изгиба. Результатом может явиться образование деформаций верхней части перекрытия, как указано на рисунке. Возрастает вероятность появления трещины, в течение времени, что приведет железобетонное перекрытие в аварийное состояние.
Установка железобетонной плиты с дополнительной опорой в пролете.
3.Установка плит перекрытия на две стены с выносом части плиты.
Верхняя часть панели, в данном примере, подвергается растяжению, а арматуры там нет, чтобы принять нагрузку. Чем больше длина у консоли и чем сильнее нагрузка на ней, в частности на краю, тем скорее может наступить разрушение.
Опирание с выносом части железобетонной плиты.
4. Монтаж плиты на колонны.
Устанавливать сборные железобетонные плиты перекрытия не на стены или балки, а непосредственно на колонны категорически не допускается. Каркас в плите работает следующим образом - растянутая арматура может принять напряжение тогда, когда ее концы заведены за опору. В случае когда, под концом арматурного стержня, опоры нет, плита перестает правильно работать.
Плита будет гнуться в продольном направлении и поперечном, что приведет к разрушению плиты.
На опору подаются всего две крайние арматуры, остальные "повисают в воздухе" и не включаются в работу. Это означает, что рабочая арматура в плите уменьшается во много раз, в сравнении с требуемой. Понятно что сборное железобетонное перекрытие будет разрушаться. Наилучшим вариантом решить эту проблему будет установка балок в правильном месте опирания плиты, а именно между близко находящимися колоннами.
Опирание железобетонной плиты по четырем точкам.
5. Защемление сборной плиты перекрытия.
В нашем случае защемление - это заведение плиты на стену более чем, на величину высоты плиты. Защемленная панель функционирует совершенно не так, как шарнирно опирающиеся. Все подобные плиты рассчитаны на шарнирное опирание - когда плита прогибается, как бы поворачиваясь на опоре. В технической документации, по сборным перекрытиям обозначена глубина возможного опирания, которая, по факту должна быть меньше указанной.
Защемление сборной плиты перекрытия.
Посмотрим на изображение. На нем видно, к чему приводит защемление сборных железобетонных перекрытий на опоре. При шарнирном опирании плита просто поворачивается немного на опоре и растягивается в нижней зоне - там и начинает включаться ее нижний каркас.
При защемлении, плита слишком глубоко заведена, и не имеет возможность повернуться, и тогда она изгибается таким образом, когда в центре будет находиться растянутая нижняя часть перекрытия, а у опор верхняя. В этом месте недостаточно арматуры, чтобы принять растягивающие напряжение. Результатом этого, будет образование трещин, которые опасны тем, что они незаметны, так как находятся под полом. Сборные железобетонные плиты перекрытия с течением времени придут в аварийное состояние. Монтаж плит перекрытия нужно осуществлять строго соблюдая правила установки.
Характеристики конструкции
Перекрытия состоят из несущей части, которая передает нагрузку на отдельные опоры либо стенки, и ограждающей, в чей состав входят потолки и полы. По материалу несущей части можно выделить жб (железобетонные) перекрытия, по стальным и деревянным балкам, керамические и армосиликатные. Стоимость полов и перекрытий достигнет 20% от общей стоимости дома. Расход железобетона на перекрытие будет до 60% от общего расхода.
Стоит понимать, что расход на перекрытие должен быть минимальным.
В современном строительстве основным материалом для устройства перекрытий является железобетон. из жб (железобетона) можно разделить на монолитные и сборные, бетонируемые в опалубке. В последнее время для первого этажа применяются лишь монолитные железобетонные перекрытия и сборные. Сборные позволяют перекрыть пролет до 12 м. Говоря о том, какой нужен , следует знать, что расход данного строительного раствора на 1 м² составит 0,223 м³, а стали — 6,5 кг. Данный расход является приблизительным и может несколько отличаться.
Стоит знать, что перекрытия обязательно должны удовлетворять требованиям жесткости, прочности, огнестойкости, долговечности, звуко- и теплоизоляции, если они будут отделять отапливаемые помещения от наружной среды либо от неотапливаемых помещений. Перекрытия в помещениях, в которых будут происходить мокрые процессы, должны быть водонепроницаемыми, а в помещениях, в которых выделяются газы, — газонепроницаемыми.
В загородных домах со стенками из кирпича чаще всего люди отдают предпочтение сборному железобетонному перекрытию с круглыми пустотами. Их длина бывает от 4800 до 6980 мм, ширина — от 1000 до 2400 мм, а высота — 220 мм. Применяются конструкции и с плоскими пустотами длиной 2700-4200 мм с градацией 300 мм, шириной 1200-1500 мм, толщиной 120 и 160 мм.
Панели для первого этажа следует укладывать на слой кладочного свежеуложенного раствора толщиной 10 мм, с заделкой на опоре как минимум на 120 мм. С шагом 2400-3000 мм через одну панель соединяют анкерами диаметром 8-10 мм. Анкеры крепятся к петлям и заводятся в кладку на 250 мм от торца панели. Заканчивать необходимо загибом под углом 90 градусов по горизонтали на 380 мм.
Швы между панелями заполняются цементным раствором. Говоря о том, какой состав должен быть, стоит знать, что это 1:4 по объему. Монтаж панелей осуществляется при помощи автомобильных кранов.
Монтаж перекрытия из жб
Подобные конструкции для первого этажа обладают некоторыми ценными качествами. Главными из них являются долговечность, большая прочность и огнестойкость. Для сокращения числа стыковых сопряжений и монтажных операций при проектировании конструкций элементов сборных перекрытий из жб (железобетона) нужно будет стремиться укрупнять их.
Далее речь пойдет о сборном железобетонном перекрытии. Оно разделяется на 3 основные группы: балочное, крупнопанельное и в виде настилов (плиты). Конструкции в виде настилов будут состоять из плоских либо ребристых элементов одного типа, которые укладываются вплотную. Говоря о том, какой способ соединения здесь нужно использовать, стоит знать, что нужно заполнять промежутки цементным раствором.
Подобные конструкции для первого этажа состоят из несущей части из железобетона, термо- и звукоизоляционного слоя и конструкции пола. Стены и прогоны будут служить опорами для настилов. Самыми распространенными являются пустотелые настилы, имеющие высоту 160 мм, если есть пролет до 4 м, и 220 мм, если есть пролет более 4 м.
В процессе изготовления настилов с вертикальными пустотами расход бетона будет на 15% меньше, чем при круглопустотных настилах. Круглые вертикальные пустоты образуются с помощью вкладышей из труб (вкладыши привариваются к швеллерам). Настилы, которыми можно перекрывать целые комнаты, называются крупными панелями. В данном случае расход будет меньше. Отсутствие стыков в панелях в пределах комнат будет повышать их звукоизоляцию и обеспечит более высокое качество потолочной отделки.
Для того чтобы обеспечить нормативные звукоизолирующие свойства от воздушного шума, однослойные конструкции панельных перекрытий первого этажа, которые выполнены из тяжелого бетона, обязательно должны иметь массу, которая превышает 300 кгс на 1 м².
В процессе устройства перекрытий раздельного типа, в которых применяется звукоизолирующая способность воздушного промежутка между нижней и верхней панелями сборного железобетонного перекрытия, и при устройстве слоистых перекрытий обеспечить звукоизолирующую нормативную способность будет возможно при массе перекрытия менее чем 300 кгс на 1 м².
Междуэтажные крупнопанельные жби (железобетонные) перекрытия по конструкции могут быть со слоистым полом, со слоистым полом и раздельным потолком, раздельного типа (из двух раздельных несущих панелей, с раздельным потолком либо с раздельным полом). Все вышеперечисленные конструкции перекрытий имеют относительно небольшую массу (менее 300 кгс на 1 м²). Нормативная звукоизоляция способна обеспечиваться слоистой конструкцией пола либо наличием воздушной сплошной прослойки в толще.
Панели перекрытий для первого этажа изготавливаются сплошные, пустотные (имеющие круглые пустоты) и шатровые. Однослойная несущая панель представляет собой жб (железобетонную) плиту с нижней поверхностью постоянного сечения, которая готова под окраску, и верхней ровной.
Однослойными сплошными жб (железобетонными) панелями, которые имеют толщину 140 мм, можно перекрывать пролет до 3,6 м. Для того чтобы (порядка 6-6,6 м), следует применять однослойные сплошные железобетонные предварительно напряженные панели, которые имеют толщину 14-16 см, либо керамзито-железобетонные, которые имеют толщину 18 см.
Шатровая панель имеет вид плиты, которая обрамлена по контуру ребрами, обращенными в форме карниза. устраиваются и из плоских железобетонных панелей, имеющих толщину 14-16 см. От того, какой пролет следует перекрывать, будет зависеть тип перекрытия. Максимальный пролет — 12 м.
Монтаж балочной конструкции
Междуэтажные сборные железобетонные конструкции балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между балками. Заполнителем в данном случае будет служить накат из легкобетонной и гипсобетонной плиты, имеющих толщину 80 мм и длину 395 мм, армированных реечными деревянными либо брусковыми каркасами. В чердачных перекрытиях — легкобетонные плиты, которые имеют толщину 90 мм и длину 95 мм, армированными стальными сварными сетками.
Швы в плитах и балках заполняются при помощи цементного раствора и затираются. Цокольные и чердачные перекрытия обязательно необходимо утеплять, а междуэтажные — звукоизолировать. Для этого в плитах следует использовать песчаную либо керамзитовую подсыпку, слоистое покрытие с упругой прокладкой.
Рекомендуется, чтобы звуко- и теплоизоляция в плитах осуществлялась не с помощью увеличения веса строительных конструкций. В связи с тем, что элементы балочных конструкций имеют сравнительно небольшой вес, их достаточно часто применяют в постройках, которые оснащены кранами малой грузоподъемности (порядка 1 т).
В процессе устройства железобетонных балочных перекрытий в санитарных узлах в плитах следует включать гидроизоляционный слой. Поверх настилов либо панелей для этого чаще всего наклеивают 1-2 слоя рубероида на битумной мастике. Балочные перекрытия используются, если нужно перекрыть пролет 3-7,5 м.
Установка монолитных строений
Монолитные конструкции выполняются по предварительно установленной опалубке. Подобные перекрытия на плитах будут служить дополнительным жестким каркасом здания в процессе переноса нагрузки на несущие стенки с пола. Устройство их требует определенного профессионального мастерства. Выполнять необходимо обязательно по проекту под руководством специалиста-строителя.
Изготовление подобных конструкций по месту имеет некоторые преимущества. Для этого не нужно иметь специальный транспорт или какую-либо грузоподъемную технику. Для перемещения и поднятия бетона достаточно иметь средства малой механизации.
Основа монолитных конструкций заложена в плитах Монье. В ней арматура размещается в местах растяжения, имеется ввиду нижняя часть плиты. Обусловливается это тем, что сталь имеет прочность на растяжение в 15 раз большую, чем бетон. Арматурный каркас плиты должен быть расположен на относе от стен опалубки на минимальном расстоянии 3-5 см. Это необходимо для того, чтобы бетон имел возможность заполнить данное пространство.
Пролет, который перекрывается с помощью монолитной плиты, должен иметь длину максимум 3 м. Для трубопроводов сантехнических коммуникаций следует позаботиться об установке металлических либо виниловых гильз, которые имеют внутренний диаметр больше, чем прокладываемый трудопровод. Зазор трубопровода и металлических гильз нужно чеканить просмоленной паклей.
К недостатком подобных монолитных конструкций стоит отнести монтаж деревянной опалубки практически по всей площади дома. Однако это вовсе не значит, что нужно выставлять опалубку всю сразу. Перекрытие можно выполнять отдельными пролетами, при этом перенося опалубку по мере схватывания бетона.
Несущая способность будет обеспечиваться с помощью арматуры. Промежуточные стыки стержней при этом по всей длине нежелательны. С наружной стороны перекрытия минимальный слой бетона должен составлять не менее чем 2 см. Пролет бетонировать необходимо за один рабочий цикл.
Монтаж опалубки
Для устройства монолитного жби перекрытия понадобится выполнить монтаж горизонтальной съемной опалубки.
Подобная опалубка может изготавливаться из деревянных щитов (из обрезанных досок, которые имеют толщину 25-35 мм) либо водостойкой фанеры, которая имеет толщину не менее чем 20 мм. Если щиты опалубки, которые изготовлены из досок, имеют щели, поверх опалубки нужен слой гидроизоляционной пленки. Он будет нужен для того, чтобы жидкий раствор не смог вытекать.
Съемная опалубка должна укладываться по балкам-ригелям, которые будут поддерживаться опорными вертикальными стойками. Стойки могут быть телескопические, изготовленные самостоятельно из кругляка диаметром 8-15 мм и брусьев, либо заводского изготовления.
Опалубка должна устанавливаться без щелей, строго горизонтально. По горизонтальной конструкции укладывают и увязывают при помощи мягкой вязальной проволоки арматуру из стали в виде сетки с ячейками, имеющими размеры 200х200 мм.
Каркас из арматуры
Арматура по опалубке укладывается таким образом, чтобы между ей и опалубкой остался зазор не менее чем 25 мм. Для этого следует использовать стандартные специальные пластмассовые подставки либо изготовить их самостоятельно из дерева, фанеры либо другого материала. Какой материал выбрать — решать каждому. Будет нужен любой из вышеперечисленных.
Наиболее прогрессивные типы сборных железобетонных перекрытий гражданских зданий массового строительства - плит- ныс, несущими элементами которых являются плиты, панели и настилы, выполняемые из обычного тяжелого, силикатного и легкого бетона.
В зависимости от принятых конструктивных решений плиты, панели и настилы опирают двумя, тремя или четырьмя сторонами (концами) на продольные и поперечные стены либо прогоны (ригели). Иногда панели устанавливают четырьмя углами на колонны несущего каркаса здания. Плиты, панели и настилы опирают на кирпичные стены не менее чем на 12 см, на блочные и панельные - на 10, 11, а на поперечные железобетонные несущие панели стен (при платформенных стыках) - на 4-7 см.
Под опоры элементов перекрытий укладывают слой раствора не более 20 мм. Торцы настилов, укладываемых на наружные стены, утепляют теплоизоляционным материалом.
Закладные детали таких перекрытий сваривают с несущими элементами зданий, а также закладывают приваренные к элементам связи в швы каменной кладки. Все швы между элементами перекрытий и «есущих конструкций зданий замоноличи- вают - все это придает зданиям дополнительную пространственную жесткость.
Для звукоизоляции помещений от воздушного звука вес элементов сплошных перекрытий должен быть не меньше 300 кг/м2. Поэтому при использовании в перекрытиях сплошных плоских железобетонных панелей из тяжелого бетона толщиной менее 12 см и многопустотных панелей и настилов их приходится дополнительно изолировать от передачи воздушного звука. Кроме того, для изоляции от ударного звука в перекрытия между несущими элементами и полом укладывают звукоизолирующие прокладки. Этого делать не нужно, если для пола применяется материал с звукоизолирующим слоем.
Конструктивные схемы железобетонных сборных междуэтажных перекрытий из крупноразмерных элементов приведены на рис. 1.
Перекрытие слоистой конструкции состоит из несущих элементов, по которым уложен дополнительный звукоизолирующий, а в необходимых случаях и теплоизолирующий слой. Сверху устраивают чистый пол.
В перекрытии раздельной конструкции несущие элементы пола и потолка разделены воздушной прослойкой, а в перекрытии, приведенном на рис. 1,в, конструкция пола опирается на несущие элементы через звукоизолирующие прокладки.
В некоторых схемах перекрытий раздельной конструкции к несущим элементам с полом снизу подвешивается потолок, иногда вместо подвесного потолка снизу делают самонесущий потолок. И наконец - перекрытие раздельной конструкции может состоять из несущих элементов
Рис. 1. Конструктивные схемы железобетонных сборных междуэтажных перекрытий из крупноразмерных элементов:
а - слоистой конструкции, б - раздельной конструкции из несущих элементов пола и потолка, в - раздельной конструкции с полом, опирающимся через звукоизолирующие прокладки, е - раздельной конструкции с подвесным потолком, д - то же, с самонесущим потолком, е - раздельной конструкции со слоистым полом и подвесным или самонесущим потолком; 1 - несущие железобетонные элементы перекрытий (панели или настилы), 2 - слоистый пол, 3 - воздушная замкнутая прослойка, 4 - чистый пол, 5 - звукоизолирующая прокладка, 6 - звукоизолирующее заполнение, 7 - раздельный пол, 8 - раздельный потолок, 9 - крепление подвесного потолка со слоистым полом и подвешенным или расположенным снизу самонесущим потолком.
В зависимости от величины перекрываемых пролетов настилы имеют высоту 160 (до 4 м) и 220 мм (свыше 4 м).
Многопустотные настилы изготовляют с обычной и предварительно напряженной арматурой. Длина их 2,4-6,4 м, ширина от 0,8 до 2,4 м и даже до 3,6 м, когда ими перекрывают целиком комнаты. В этом случае настилы называют многопустотными панелями.
Заделанные в стены концы многопустотных настилов и панелей могут быть продавлены над пустотами. Поэтому при изготовлении настилов и панелей торцы их с одной стороны усиливают, оставляя в них маленькие отверстия, а с другой стороны заделывают после формования, укладывая на растворе бетонные вкладыши в вырезы, оставляемые в верхней плите над отверстиями.
Рис. 2. Сборные железобетонные многопустотные настилы: а - с круглыми пустотами, б - с вертикальными пустотами, в - усиление и заделка отверстий в торцах настилов; I - бетонный вкладыш
Рис. 3. Сборные железобетонные панели перекрытий: а - сплошные однослойные, б - сплошные двухслойные, в - часторебристая, г - из двух часторебристых скорлуп, О - шатровая
К недостаткам настилов, ширина которых меньше размеров комнаты, относится наличие швов между ними, которые требуют соответствующей заделки и разделки со стороны потолка. Этого недостатка пет у перекрытий, несущими элементами которых являются сборные железобетонные панели размером на комнату. По конструкции панели перекрытий могут быть сплошными однослойными или многослойными, ребристыми, с ребрами, обращенными вниз или вверх, шатровыми и многопустотными.
Сплошные однослойные панели наиболее часто применяют в крупнопанельных и каркасных гражданских зданиях. Их выполняют из обычного тяжелого или легкого бетона с нижней поверхностью, готовой под малярную отделку. Толщина таких панелей в зависимости от пролета и способа опирания 80, 100, 120, 140 и 160 мм.
Сплошные многослойные панели состоят из двух или трех слоев бетона. Нижний слой делают из железобетона, второй - из легкого бетона. При трехслойных панелях по второму слою укладывают еще один слой более прочного неармированного или слабо армированного бетона. Толщина таких панелей 120, 160 и 200 мм.
Рис. 4. Сборные железобетонные настилы для пролетов 9, 12 и 15 м и ребристые плиты перекрытий промышленных зданий: а - ребристый настил пролетом 9 я, б - пастил TT-12, в - рядовая ребристая плита ьчфпной 1,5 м, г—то же, добориая пшриной 0,75 м; 1 - подъемные петли, 2- продольные ребра, 3 - торцовые поперечные ребра
Ребристые железобетонные панели с ребрами, обращенными вверх, делают частореб- ристыми с ребрами в двух направлениях н расстояниями между ними, увязанными с конструкцией пела. Эти расстояния находятся в пределах 40-80 см. Толщина панелей бывает в пределах 2-3 см. Такие панели применяют преимущественно в чердачных перекрытиях. Ребристые железобетонные панели с ребрами, обращенными вниз, чаще используют в перекрытиях с раздельным потолком.
В ряде конструкций домов междуэтажные перекрытия устраивают из двух часторебристых железобетонных в и бропрокатных скорлуп (рис. 106, г). Нижнюю скорлупу укладывают на несущие конструкции зданий ребрами вверх, так что образуется гладкий потолок, верхнюю укладывают ребрами вниз и опирают на нижнюю панель через звукоиз(лирующие прокладки. Эта панель является основанием пола.
Шатровые панели представляют собой плоские железобетонные плиты, обрамленные по всему контуру четырьмя ребрами. Такие панели применяют преимущественно в крупнопанельных зданиях.
В некоторых зданиях сборными железобетонными элементами приходится.перекрывать пролеты в 9, 12 и 15 м. При пролете 9 м применяют ребристый предварительно напряженный настил шириной 1,5 м с высотой ребер 40 см. Для пролетов 12 и 15 м применяют настилы, имеющие в поперечном сечении вид двойного T. Такие настилы представляют собой двухкопсольные плиты с двумя продольными предварительно напряженными ребрами высотой 60 см. Ширина настила 3 м.
В перекрытиях многоэтажных промышленных зданий применяют унифицированные ребристые железобетонные плиты с ребра м и, обращенными вниз, опираемые как на полки тавровых ригелей, так и поверх ригелей прямоугольного сечения. Ширина рядовых плит принята 1,5 м и доборных 0,75 м, длина плит зависит от способа их опирания на ригели. При опирании на полки рилегей длина их 5,65 м, а по верху ригелей - 6,0 м. Высота продольных ребер 40 см, толщина нолки 5 см. Закладные детали плит приваривают к закладным деталям ригелей, а стыки и швы замоноличивают.
В отдельных промышленных и складских зданиях по производственным и санитарно-гигиеническим условиям применяют безбалочные железобетонные перекрытия. Их выполняют сборными, сборно-монолитными и полностью монолитными.
На рис. 108 показана одна из сборных конструкций таких перекрытий. Вертикальными несущими элементами таких перекрытий являются квадратные колонны высотой на этаж с сеткой 6X6 м. В верхней части колонны имеется уширение, на которое опирается полая капитель, надеваемая сверху на колонну.
По продольным и поперечным рядам колонн укладывают междуколоп- ные ребристые плиты шириной 2,4 м, опирая их на капители, и сваривают закладные детали. Образовавшиеся в середине квадратные проемы размером 3,6X3,6 м закрываются плитами с ребрами по контуру, опираемыми на четверти, имеющиеся в ребрах междуколонных плит. Стыки колонн располагаются внутри ка-пители на глубине 30-40 см от верха плит. После установки и раскрепления колонн вышележащего этажа внутренние полости капителей за- моноличнвают бетонной смесью.
Помимо сборных железобетонных перекрытий из крупных элементов - настилов, панелей, ребристых плит, а также безбалочных перекрытий, используют и сборные перекрытия по железобетонным балкам (рис. 109). Такие перекрытия применяют только в малоэтажном строительстве при возведении зданий кранами малой грузоподъемности.
Перекрытие собирают из железобетонных балок таврового сечения, располагая их через 60, 80 и 100 см между осями.
Промежуток между балками в междуэтажных перекрытиях заполняют плоскими легкобетонными или гипсобетонными плитами (накатом) толщиной 8 см и шириной 39,5 см, армированными деревянными реечными или брусковыми каркасами. В чердачных перекрытиях укладывают только легкобетонные плиты толщиной 9 см, армированные стальными арматурными сетками. Вместо плиточного заполнения между балками устанавливают также легкобетонные двухпустотные камни-вкладыши высотой 25 см и шириной 19,5 см.
Рис. 5. Сборное безбалочное железобетонное перекрытие: 1 - колонна, 2 - междуколонная плита, 3 - средняя плита, 4 - капитель
Сборные железобетонные перекрытия в санитарных узлах защищают от проникновения через них влаги гидроизоляционным оклеечным слоем из рубероида на мастике или стяжкой из водонепроницаемого раствора.
Рис. 6. Междуэтажные перекрытия по сборным железобетонным балкам: а -с заполнением плитами, б- то же, камнями-вкладышами; 1 - гиисобетонпые или легкобетонные плиты, 2 - пергамин или беспокровный толь, 3 - засыпка шлаком, 4 - звукоизоляционная прокладка, Л - лага, ‘> – дощатый пол, 7 - затирка раствором, 8 - древесноволокнистая плита, 9 - легкий бетон. 10 - чистый пол, 11 - легкобетонные камни-вкладыши
Рис. 7. Утепление чердачных и падподвальных перекрытий: а - чердачные перекрытия, б - надподвальное перекрытие с чистым полом из линолеума, в - то же, с чистым полом из досок; 1 - многопустотный настил или сплошная панель, 2 - пароизоляция, плитный утеплитель, 4 - шлакоизвсст- ковая корка, 5 -- гипсоцсмгнтнобетонная плита толщиной 60 мм, 6 - легкобетонный брусок сечением 60 X НЮ мм, 7 - дощатый пол, 8 - плитный утеплитель, 9 - линолеум, 10 - лага
При использовании сборных железобетонных перекрытий в качестве чердачных поверх сборных железобетонных элементов (настилов, панелей, плит) устраивают сначала оклеечную паро- изоляцию из одного-двух слоев рулонных материалов (пергамина, беспокровного толя) на мастике, а затем укладывают слой утеплителя (теплоизоляции).
В качестве утеплителя применяют плитные и гибкие теплоизоляционные материалы - минераловатные плиты или войлок, фибролит, плиты из ячеистых (легких) бетонов, а также сыпучие материалы - керамзит, шлак и др. Сверху утеплителя из минерального войлока насыпают слой шлака или песка толщиной 3-4 см, а по другим утеплителям укладывают стяжку из известкового раствора на шлаковом или обычном песке. При балочных перекрытиях и перекрытиях с высокими ребрами, обращенными вверх, кроме того, утепляют и сами балки и ребра, обертывая их минераловатным войлоком или обсыпая сухим термоизоляционным материалом.
В перекрытиях над неотапливаемыми подвалами, подпольями и проездами в первых этажах зданий также укладывают слой утеплителя.
Основным материалом для устройства перекрытия в современном строительстве является железобетон.
Железобетонные перекрытия разделяются на сборные, монтируемые из готовых элементов заводского изготовления, монолитные, бетонируемые в опалубке на месте возводимой конструкции и сборно-монолитные.
До освоения и внедрения в практику строительства сборных конструкций железобетонные перекрытия выполнялись монолитными.
1.3.1.Монолитные перекрытия – неиндустриальны, трудоемки, требуют расхода лесоматериалов на опалубку и большого количества стали. В современном строительстве монолитные перекрытия применяют в случае, когда они являются основным элементом, обеспечивающим пространственную жесткость здания, в зданиях сложной формы (в плане ), а также при значительных динамических нагрузках на перекрытия.
В зависимости от нагрузки пролеты до 3м можно перекрывать гладкой плитой толщиной 60-100мм. При пролетах более 3м устраивают ребристые перекрытия (рис. 9.5), состоящие из плиты (3); главных балок (прогонов) (1); и второстепенных балок (ребер) (2). Расстояние между главными балками от 4 до 6м, а между ребрами при толщине плиты 70-100мм – от 1,5 до 3м. балки многопролетных перекрытий представляют собой неразрезную конструкцию. Опорами главных балок являются колонны (или несущие стены), опорами ребер (второстепенных балок) – главные балки (прогоны).
Для получения гладкого потолка при ребристом перекрытии устраивают штукатурку по стальной сетке, прикрепляемой к ребрам снизу, или крепят листы сухой штукатурки на специальных подвесках, так называемый подвесной потолок. На верхнем этаже гладкий потолок может быть получен устройством монолитного железобетонного перекрытия ребрами вверх. Ребристые перекрытия имеют прямоугольную сетку колонн.
Рис. 9.5. Монолитные железобетонные перекрытия. 1 – главная балка; 2 – второстепенная балка; 3 – плита.
В случае, когда расстояния между колоннами в обоих направлениях перекрываемого помещения одинаковы, перекрытия могут быть кессонного типа , т.е. главные и второстепенные балки имеют одинаковую высоту сечения.
Рис. 9.6. Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия.
В этом случае на потолке образуются прямоугольные или квадратные углубления, по-французски – кессоны. Экономически кессонные перекрытия менее выгодны, чем обычные ребристые, и применение их оправдывается главным образом архитектурными соображениями.
Преимущество монолитных железобетонных перекрытий заключается в эффекте увеличении жесткости благодаря образованию сплошного диска. Минимальная высота плиты сплошного сечения должна составлять 1/35 пролета. Железобетонные однопролетные плиты сплошного сечения экономичны только при пролетах до 4,5м; они же выгодны и в акустическом отношении из-за большой массы.
монолитные железобетонные плиты армируются в одном или двух направлениях стальными сетками. Верхняя арматура краев плиты служит для предохранения ее опорных частей от смятия вышерасположенной нагрузки или для заделки в стену. Верхняя арматура над опорами в неразрезных перекрытиях служит для восприятия растягивающих усилий от отрицательных изгибающих моментов.
В настоящее время достатка бетона полной заводской готовности на строительную площадку осуществляется в автомобилях, что приводит к отсутствию дорогого бетоносмесительного оборудования на строительной площадке, гарантирует качество бетонной смеси, устраняет со строительной площадки источники шума. Монтаж перекрытий из бетона, доставляемого на место работ, стал существенно экономичным благодаря развитию эффективных систем опалубки.
К монолитным перекрытиям можно отнести перекрытия по стальным балкам с монолитным заполнением (рис. 3).
Рис. 9.7. Монолитные перекрытия по стальным балкам: а – ребристые; б – арочные; 1 – стальная балка; 2 – монолитный железобетон; 3 – затирка поверхности.
ПРОБЛЕМА ВЫБОРА
В настоящее время перекрытия в частных домах выполняют из древесины и железобетона. Как деревянные, так и железобетонные перекрытия имеют несколько вариантов решения. Выбор материала перекрытия в первую очередь определяется конструкциями самого здания (например, в домах с деревянными стенами и перекрытия деревянные), а также зависит от назначения перекрытия, возможностей застройщика и особенностей участка строительства.
Например, между первым жилым этажом и неотапливаемым подвалом лучше всего выполнить железобетонное перекрытие, более стойкое к воздействию влаги и удобное в эксплуатации. Между жилым этажом и чердаком будет уместным легкое деревянное перекрытие, не создающее дополнительной нагрузки на стены и фундаменты. В доме с мансардой, в котором перекрытие над первым этажом решено выполнить деревянным, под помещениями с мокрыми режимами (душевая, ванная, санузел), расположенными на этом перекрытии, придется устроить фрагмент железобетонного перекрытия.
На принятие решения могут влиять и условия площадки строительства, в частности, возможность подъезда транспорта и строительной техники. В случаях стесненных условий на небольшом участке лучше отказаться от сборных железобетонных перекрытий, отдав предпочтение решениям, которые можно реализовать с применением ручного труда либо средств малой механизации - лебедок или ручных (электрических) талей.
Выбор материала и конструкции перекрытия также зависит от характеристики грунтов на площадке застройки. Например, если в уровне подошвы фундаментов залегают грунты с невысокой несущей способностью, лучше выполнять перекрытия с небольшим собственным весом - деревянные, которые передают на фундаменты небольшие вертикальные нагрузки.
ДЕРЕВЯННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
Деревянные перекрытия долгое время превалировали в частном строительстве по причине доступности материала. Несущий элемент в конструкции деревянного перекрытия - балки.
В зависимости от особенностей балок деревянные перекрытия можно
условно разделить на следующие виды:
- перекрытия с балками из массива древесины;
- перекрытия с балками составного сечения;
- перекрытия с балками в двух уровнях.
Размеры сечения деревянных балок зависят от пролета (расстояния между опорами, то есть расстояния между несущими стенами) и шага балок в плане. Эти параметры определяет конструктор посредством расчета при проектировании перекрытия. Состав перекрытия и количество его элементов зависит от конструкции пола и способа подшивки потолка.
Доски покрытия пола могут опираться непосредственно на балки перекрытия или на лаги, укладываемые на балки. В первом случае перекрытие слабо защищает от ударного шума, создаваемого при движении людей по перекрытию. Если доски пола настилаются на лаги, то между лагами и балками укладывают звукоизолирующие прокладки.
Конструкция потолка может выполняться из деревянного настила (наката), укладываемого между балками. Накат (в виде щитов или отдельных досок) опирают на черепные бруски, прибиваемые к балкам. Отделку потолка до недавнего времени выполняли из штукатурки по дранке, которая набивалась на нижнюю поверхность наката.
Более прогрессивное решение - подшивка потолка гипсокартонными плитами, которые крепят непосредственно к нижней плоскости несущих балок перекрытия. Это лучше и по противопожарным требованиям, так как два слоя плит обычного потолочного гипсокартона или один слой огнестойкого обеспечит все требования по огнестойкости несущих деревянных конструкций перекрытия.
Перекрытия с разнесенными балками (то есть балки расположены в двух уровнях со сдвигом между собой в плане), наверное, самое подходящее решение: на верхние балки опираются доски пола, а к нижним крепится подшивка потолка. В этом случае отпадает необходимость укладывать лаги под доски пола. Балки здесь применяются меньшего сечения, так на них уменьшается нагрузка. Такое перекрытие не передает звуков ударных шумов, поскольку балки между собой не связаны.
Балки в перекрытиях можно выполнить из массива древесины или применить клееные, сечение которых состоит из нескольких склеенных между собой элементов. Клееные балки имеют большую прочность, чем балки из массива древесины, и способны перекрывать большие пролеты, они менее восприимчивы к влаге (при изменении влажности воздуха не меняют размеров), но стоимость их выше.
Сечение составных балок может решаться в виде тавра или двутавра. Такие балки выполняют из досок толщиной 30-50 мм. На их изготовление древесины по объему тратится меньше, чем на балки из массива, но несущая способность этих балок не ниже.
Сегодня все более популярными становятся готовые деревянные двутавровые балки, в которых горизонтальные элементы выполнены из клееного бруса, а вертикальный - из OSB-плиты.
Варианты сечений балок деревянного перекрытия: а - балка из массива; б - клееная балка; в - балка таврового сечения; г - балка двутаврового сечения; д - готовая двутавровая балка со стопкой из OSB-плиты
Традиционное деревянное перекрытие: 1 - несущие балки; 2 - черепные бруски 50x50 мм; 3 - потолочный настил (щитовой накат); 4 - штукатурка по дранке; 5 - звукоизоляционная прокладка; 6 - лага; 7 - пол из досок; а - шаг балок
Деревянное перекрытие с балками в двух уровнях: 1 - балки пола; 2 - балки потолка; 3 - доски пола; 4 -подшивка потолка из гипсокартона; а - шаг балок
Двутавровые балки со стойкой из OSB-плиты обладают высокой несущей способностью при незначительной массе
Достоинства деревянных перекрытий:
- небольшая масса, что способствует меньшему расходу материалов на устройство фундаментов;
- выполнение всего комплекса работ по устройству перекрытия вручную, включая подачу материала к месту установки;
- быстрый и простой монтаж;
- невысокая стоимость. Недостатки деревянных перекрытий:
- подверженность гниению при постоянном увлажнении, что требует обеспечения хорошей вентиляции конструкций, а также обработки поверхности средствами биологической защиты (антисептиками);
- легкая возгораемость древесины требует обработки поверхности антипиренами (средствами, повышающими огнестойкость) и защиты их от воздействия открытого огня облицовкой или нанесением на их поверхность огнезащитных красок и лаков;
- сложность выполнения перекрытий с большими пролетами (более 6 м), что влечет за собой значительный расход материалов из-за необходимости увеличивать высоту поперечного сечения несущих балок, а значит, и толщину самого перекрытия;
- невозможность выполнения деревянных перекрытий под помещениями с влажным режимом (ванные, душевые, санузлы, прачечные);
- необходимость устройства теплоизоляционного шва в местах примыкания перекрытия к дымоходным каналам от печей, каминов и котлов.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
Железобетонные перекрытия можно разделить на три основных вида:
- перекрытия из сборных железобетонных плит;
- перекрытия из монолитного железобетона;
- комбинированные (сборно-монолитные) перекрытия.
Сборные перекрытия выполняют из многопустотных железобетонных плит заводского изготовления, которые выпускаются в основном с шириной 1,0; 1,2 и 1,5 м. Их толщина - 220 мм. Длина сборных плит различна - от 2,4 м до 9,0 м. Эти плиты очень тяжелые, 1 м2 такой плиты весит около 300 кг. Для устройства этих перекрытий возле дома должно быть свободное пространство, которое требуется не только для подвоза плит автомобильным транспортом, но и для размещения автокрана, с помощью которого плиты укладываются на свое место.
Перекрытия из монолитного железобетона выполняют в виде плоской или, реже, ребристой плиты. Ребра плиты могут выступать вверх или вниз. Для устройства этих перекрытий необходимо устраивать опалубку и выполнять армирование из стальных стержней. Перекрытия с плоской плитой обычно имеют толщину 200 мм при пролете не более 4,5 м (иначе резко увеличивается расход материалов). Такие перекрытия очень тяжелые: 1 м2 весит около 480 кг.
Для выполнения монолитных ребристых плит требуется меньший расход материалов (арматурной стали и бетонной смеси), но опалубка для них выполняется несколько сложнее, что увеличивает трудозатраты на ее изготовление. Но зато такими плитами можно перекрывать пролеты до 6 и более метров. Масса 1 м2 таких перекрытий меньше, чем перекрытий со сплошной плитой толщиной 200 мм (она зависит от пролета плиты и шага балок-ребер). Если у ребристых перекрытий балки-ребра выступают вверх, полы настилать сложнее. Ребристые перекрытия, у которых балки выступают вниз, требуют устройства подвесного потолка.
Комбинированные сборно-монолитные перекрытия выполняют из сборных элементов и монолитного бетона. Они могут иметь разную конструкцию. Один из наиболее простых вариантов-устройство монолитной плиты по несущим металлическим балкам из прокатного профиля - швеллера или двутавра.
Монолитная железобетонная плита в таких перекрытиях может располагаться над балками или опираться на нижние их пояса. При выполнении таких перекрытий можно обойтись без изготовления съемной опалубки, необходимой для укладки бетонной смеси. В этом случае используют несъемную опалубку из стального оцинкованного профилированного листа.
Такая конструкция позволяет выполнить монолитную плиту меньшей толщины, что снижает расход бетона и арматуры. Также нет необходимости в установке и разборке опалубки. Однако такие перекрытия требуют иного подхода к устройству пола или потолка. Кроме того, перекрытиям с применением стальных балок нужна защита от воздействия открытого огня в виде оштукатуривания балок па металлической сетке, облицовки гипсокартонном либо окраской огнезащитными красками.
Монолитные перекрытия: 1 - плоская плита; 2 - ребристая плита с балками, выступающими вниз; 3 - ребристая плита с балками, выступающими вверх; а - шаг балок
Сборно-монолитное перекрытие с плитой по верхнему поясу балок: 1 - монолитная плита; 2 - стальные балки; а - шаг балок
Сборно-монолитное перекрытие с плитой по нижнему поясу балок: 1 - стальные балки; 2 - монолитная плита; 3 - несъемная опалубка из профлиста; 4 - бетон; 5 - армирующая сетка; а - шаг балок
Сборно-монолитное перекрытие Teriva: 1 - балки перекрытия; 2 - пустотелые блоки; 3 - монолитный бетон; а - шаг балок
Достоинства железобетонных перекрытий:
- жесткость перекрытия, повышающая надежность конструкции здания;
- высокая прочность материала, позволяющая воспринимать повышенные нагрузки;
- хорошая огнестойкость, соответствующая всем требованиям действующих противопожарных норм; лучшая, чем у деревянных конструкций, стойкость к влаге.
Недостатки железобетонных перекрытий:
- значительная масса перекрытия, передающего большое усилие на фундаменты, что требует большего расхода материалов на их возведение;
- необходимость устройства монолитных распределительных поясов под опоры перекрытия в стенах, выполненных из материалов с небольшой прочностью (ячеистый бетон, блоки из поризованной керамики);
- продолжительное время устройства перекрытия, которое связанно с выполнением опалубки, устройством армирования, приобретением бетоном необходимой прочности, которая достигается только по истечении 28 дней;
- необходимость выполнения опалубки и временных опор под нее;
- необходимость использования подъемных кранов при выполнении перекрытий из сборных железобетонных плит;
- при выполнении монолитных перекрытий необходимы механизмы для подачи бетона к месту укладки и использование вибраторов для уплотнения бетонной смеси;
- требуется место для подъезда автотранспорта, подвозящего конструкции, бетонную смесь или материалы для ее приготовления.
ЧАСТОРЕБРИСТЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ
Часторебристое железобетонное перекрытие не требует опалубки: пространство между несущими балками заполняется пустотелыми блоками, после чего вся конструкция заливается бетоном
Отдельного упоминания заслуживают часторебристые перекрытия. С конструктивной точки зрения они также представляют собой сборно-монолитные перекрытия. Идея состоит в том, что пространство между балками перекрытия заполняется пустотелыми блоками, после чего вся конструкция заливается сверху слоем бетона. В Европе это наиболее популярный тип перекрытий в частном строительстве.
Балки-прогоны представляют собой железобетонную ленту с сечением 120 х 40 мм, в которую вмонтирован арматурный каркас в виде пространственной фермы. Длина балок - 2,2-8,0 м. Балки укладывают с шагом 600 мм с опорой на несущие стены. Между балками с опорой на их продольные края кладут пустотелые блоки-вкладыши.
Устройство такого перекрытия не требует сплошной опалубки. Временные опоры для балок состоят из досок толщиной 50 мм, уложенных с шагам окопа 600 мм. 1 м2 такого перекрытия весит окало 260 кг, та есть гораздо меньше, чем монолитного или сборного.
Блоки могут выполняться из бетона - изделия отличаются большей массой (22 кг) и более низкой ценой, или из керамзитобетона - эти блоки легче (всего 14 кг), они обеспечивают более высокий уровень тепло- и звукоизоляции, однако цена их выше. Размер блоков - 520x240x210 мм.
Поверх конструкции из балок и блоков укладывают бетон, который заполняет пространства между балками и образует ребристую монолитную плиту толщиной 30 мм. При необходимости поверх блоков раскладывают арматурную сетку.
