Калькулятор по расчету монолитной плиты перекрытия

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Советы профессионалов

Специалисты рекомендуют заранее подходить к расчетам необходимого количество материалов для строительства фундамента, при этом учитывая все особенности почвы конкретного участка. Например, пучинистая почва обладает характерной чертой – подъёмами и спадами в зависимости от сезонных изменений. Если забыть про этот нюанс, через некоторое время основание станет испытывать запредельные силовые нагрузки, появятся трещины и основание начнет лопаться. Также рекомендуется связывать арматуру проволок – это придаст ей большей подвижности. Таким образом, застывшая бетонная смесь даже при сильных деформациях грунта, сможет сохранить нужную структуру и не приведет к образованию микротрещин.

Сборно-монолитные перекрытия

В малоэтажном строительстве представляет интерес решение перекрытия в сборно-монолитной технологии с применением блоков перекрытия из ячеистых бетонов, предложенные компанией YTONG. Достоинством разработанного способа является то, что здесь нет необходимости использовать тяжёлую технику: монтаж производится вручную или с использованием малой механизации.

Сборную часть перекрытия представляют балки особой конструкции — несущая часть перекрытия. Нижняя часть балок – железобетонная с сечением 120×40 мм. В балки вмонтированы и выпущены из них арматурные стержни. Каждая группа стержней — это рёбра четырёхугольной пирамиды с вершиной в верхней части. Высота выпусков – 160 мм. Таким образом, общая высота балок составляет 200 мм.

Конструкция сборно-монолитного перекрытия с применением ячеистых блоков перекрытия: а – вид балки перекрытия; б – схема и параметры балки; в – сечение конструкции перекрытия, перпендикулярное к оси балок; г — то же, параллельно балкам; 1 — стеновой ячеистый блок; 2 – конструкция пола; 3 – бетон; 4 – арматурная сетка; 5 – арматура балки; 6 – блок перекрытия; 7— монолитный железобетонный пояс; 8 — балка перекрытия; 9 — зона опоры блока перекрытия (не менее 40 мм); 10 – теплоизоляция.

Балки устанавливаются с шагом 680 мм — под размер блоков-вкладышей перекрытия.

Для опирания и примыкания балок в стенах по всему периметру перекрываемого помещения изготавливается железобетонный монолитный пояс. Если требуется, с внешней стороны пояса закладывается утеплитель.

Межбалочное пространство – ограждающая часть перекрытия – заполняется Т-образными блоками-вкладышами, укладываемыми между балками. Блоки заходят в стены на величину не менее чем 20 мм.

Монолитную часть перекрытия представляет бетон толщиной слоя не менее 50 мм. Бетон обязательно армируется проволочными сетками, толщина проволоки 5 мм, ячейки сеток – 100х 100 мм. Сетки укладываются на блоки по всей перекрываемой площади. Таким образом, общая толщина конструкции перекрытия составит 250 мм.

По монолитной железобетонной плите устраивается пол этажа, а снизу конструкция отделывается каким-либо материалом.

Несколько слов о последовательности действий возведения перекрытия. Монтаж перекрытия включает в себя три этапа.

Первый этап. Сначала на стены (при стеновом несущем остове) или на ригели (при каркасном остове) монтируются железобетонные балки. На время монтажа и бетонирования балки должны иметь промежуточные временные опоры: это могут быть или инвентарные телескопические стойки, или, если невозможно их приобрести, – деревянные стойки. В случае применения деревянных стоек необходимо обеспечить жёсткость конструкции, воспользовавшись диагонально прибитыми между ними досками.

На опоры укладываются балки и заделываются в стены.

Второй этап. На смонтированные балки вручную укладываются Т-образные блоки-вкладыши в продольном направлении балок. Высота блоков 200 мм. Блоки хорошо поддаются распиливанию; этим можно воспользоваться, подкорректировав их размер, если пролёт не кратен целому числу блоков. Крайние блоки опираются непосредственно на стены или на ригели в каркасной системе. Полученная конструкция играет роль несъёмной опалубки, по которой приступают к следующему этапу.

Какими ещё бывают плиты?

• Однослойные сплошные — известны увеличенной толщиной. Обозначаются как 1П, либо 2П, в зависимости от конкретных размеров. Перекрывают разные конструкции.
• Многопустотные — внутри у них – крупные каналы, имеющие диаметр в 159, либо 140 миллиметров. Максимальная толщина монолитного перекрытия доходит до 220. Аббревиатура изделия будет выглядеть как ПБ, если оно изготовлено путём формования, без применения опалубки. Вес значения не имеет.

Только тяжёлые бетоны используются для разновидностей, у которых стоит цифра 2 в маркировке перед буквой.

• Канальные — в эту группу входят модели из железобетона, имеющие обозначение БЖ, В, ПТП, ТП. Чаще всего используются там, где прокладываются коммуникационные линии. Что касается габаритов для расчёта, то они следующие. Высота – 5-16 сантиметров, ширина – в пределах 0,4-1,3 м. Длина составляет 0,6-3,2 м. Вес выбирается заказчиком. С диаметром поступают так же.
• Реконструкционные, реставрационные — главная особенность – меньший вес. Это позволяет снизить нагрузку. При производстве используются лёгкие разновидности бетонов, при этом у каждого состава в конкретном случае имеется своя специфика. Ширина – стандартная, до 40 сантиметров. Длина – от 1,2 до 3,6 сантиметров. Толщина – в пределах 9-15 см.
• Для перекрытия камер — такие изделия позволяют защищать шахты, каналы и тому подобные объекты. Теплопроводность у них соответствует стандартам.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

• при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз;
• при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m₂ = 0.49*m₁.

Далее, для нахождения общего момента значения m₁ и m₂ необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m₁. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η₁, η₂ и ξ₁, ξ₂. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

• Fa1 = 3.845 кв. см;
• Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

• продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, S_сеч. – 3.93 кв. см;
• поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, S_сеч. – 2.01 кв.см.

https://youtube.com/watch?v=toZzxjPh_FM%3F

2021 stylekrov.ru

Схемы армирования

При армировании фундамента по основной ширине прутья должны укладываться с сохранением одинакового размера ячейки по всей площади плиты. В среднем шаг сетки составляет около 20-40 см, с увеличением массы здания сокращается расстояние между отдельными прутьями. Для сетки, заложенной под кирпичным зданием, следует взять минимальное расстояние в 200 мм, тогда как для более легких каркасных и деревянных домов достаточно сетки с максимальным шагом, что требует меньшего количества арматуры. Вне зависимости от конфигурации сетки арматурного каркаса, необходимо следить за тем, чтобы расстояние между прутками не превышало толщину плиты на 150% и больше.

Как правило, не имеет значения, какую использовать арматуру для сооружения нижнего и верхнего слоя – и в том, и в другом случае применяются одинаковые прутки. Однако если в наличии имеются прутки разных размеров, то более толстые укладываются под плитный фундамент в нижнем слое, так как наиболее напряжение создается именно там.

В местах, в которых плита подвергается максимальному продавливанию (к примеру, под станами) шаг сетки необходимо уменьшить. Насколько густой должна быть сетка в проблемных зонах определяют соответствующие расчеты, однако в среднем ее шаг уменьшают в два раза. Для обеспечения дополнительного усиления плиточного фундамента его каркас объединяют армированной подвальной стеной, для чего в соответствующих местах делают выпуск стержней.

Фрагмент монолитного ребристого перекрытия (а) и сетка разбивки на плитные и балочные элементы (б)

1 — плита; 2, 3 — второстепенные и главные балки; 4 — колонны; 5 — плитный элемент; б — балочный элемент таврового сечения

Размерность создаваемой конечноэлементной сетки определяется общей размерностью задачи (количество конечных элементов и узлов в общей про­странственной схеме), геометрическими размерами конструкции и конфигура­цией (размеры в плане, регулярность структуры несущей системы, наличие криволинейных элементов и т.д.). В регулярных структурах снижается трудо­емкость на стадии формирования расчетной модели и в процессе анализа полу­ченных результатов. Следует помнить, что геометрия расчетной схемы форми­руется по осям элементов. Соответственно усилия в зонах узловых сопряжений определяются по фактическим пролетам и являются несколько завышенными. Вместе с тем в реальной системе на внутренние усилия по линиям сопряжений элементов существенное влияние оказывают габариты конструкций, что необ­ходимо учитывать при конструировании армирования сечений.

Нагрузки на перекрытия задаются по реальной схеме их приложения в конструкции. Нагрузки от собственного веса конструкции учитываются заданием объемной массы материала. Нагрузки от оборудования, в зависи­мости от характера взаимодействия с перекрытием, принимаются в виде сосредоточенных, линейных или равномерно распределенных. Нагрузки от снегового покрова задают как равномерно распределенные с учетом изме­нения интенсивности в местах расположения снеговых мешков. Темпера­турные воздействия задают с помощью перепада температуры для всей конструкции, ее части по длине или сечению. Ветровая нагрузка чаще всего представляется в виде горизонтальной сосредоточенной силы в уровне пе­рекрытий.

Расчет по прочности элементов перекрытий на основе метода конеч­ных элементов в общем случае производят как линейных (балочные эле­менты) и плоскостных элементов на действие усилий в этих элементах, по­лученных из пространственного статического расчета несущей конструк­тивной системы в целом.

Расчетными усилиями для линейных элементов являются Nx, NY, Qz, Мх и Му ,приложенные на границе элемента, для плитных — совместное дейст­вие изгибающих моментов Мх и Му в направлении взаимно перпендику­лярных осей X и Y и крутящих моментов Мху, приложенных по боковым сторонам плоского выделенного элемента, на действие поперечных сил Qx и Qy , приложенных по боковым сторонам плоского элемента (рис. ниже).

Расчет сечения железобетонной балки

Правильно рассчитать железобетонные балки получится, если учитывать основные параметры самого изделия и всей конструкции. К числу базовых показателей, на основе которых выполняют расчет, относят габариты и сечение продукции. Алгоритм расчета железобетонной балки следующий:

• замеры пролета;
• определение прочности;
• подсчет высоты элемента из бетона;
• определение максимального момента;
• вычисление нагрузки на ЖБ балку перекрытия.

Эти параметры определят, какие железобетонные балки подходят для конкретной ситуации. Прямоугольные элементы применяют чаще, подбирая их сечение с учетом числа этажей.

Порядок расчета фундамента

Для того чтобы правильно рассчитать толщину всех элементов фундамента под строительство дома, необходимо действовать поэтапно, и первое с чем необходимо определиться — это песчаная подушка.

Функция песчаной подушки состоит в том, что она оберегает основание от воздействия на него излишней влаги и подземных вод, а также песок, прессуясь, создает крепкий почвенный слой.

1. По общим строительным нормам, под монолитную плиту фундамента всегда делается песчаная подушка. Чтобы произвести расчет ее высоты, нужно учитывать следующие особенности:
   • Ее высота может колебаться в размерах от 15 до 60 сантиметров, и будет зависеть это от глубины промерзания почвы на данном земельном участке, где происходит строительство дома, типов и глубины расположенных почв, которые тут преобладают, и наличие подземных вод;
   • Песок необходимо хорошо утрамбовать, для этого его необходимо поливать. Это может забрать несколько миллиметров или сантиметров в качестве усадки;
   • Некоторые специалисты также рекомендуют поверх песка насыпать слой щебня мелкой фракции, толщина которого не должна превышать 5-10 сантиметров от общей высоты песчаной подушки. Исходя из этого, можно прийти к такому выводу. В местах, где глубина промерзания грунта высокая (более одного метра), имеются подземные воды, а почвы нестойкие и подвергаются постоянному пучению, то толщина песчаной подушки должна быть до 60 сантиметров. В местах с меньшей глубиной замерзания почвы, отсутствия грунтовых вод, и наличия плотных слоев земли, можно сделать подушку от 20 до 30 сантиметров. Имея данные размеры можно произвести расчет количества необходимого материала.
2. Следующий этап это расчет количества арматуры, которая понадобится для создания армирования бетона, чтобы основание было жестким и долговечным. Общие правила по определению количества арматуры на квадратуру описаны в данном разделе. Стоит отметить, что такая сетка должна быть выполнена в два слоя. Расстояние между ними составляет не более 50 миллиметров. То есть основание будет состоять из двух секций арматурной сетки.
3. Далее производим расчет плиты, минимальная толщина плиты должна составлять не менее 150 миллиметров, но размер может быть увеличен если глубина промерзания почвы более 1 метра. По общим правилам бетон должен не только залить слои армирующей сетки, но и выступать за них по 50 миллиметров как вверху, так и внизу. Плюс в общие параметры фундамента добавится песчаная подушка.

Устройство монолитной плиты в разрезе

Разберем как производится расчет материалов для плиты 8 на 8 метров. Армирование будем производить с шагом 20 сантиметров, пруты диаметром 14 в два слоя, для вертикальных стержней 8 миллиметров, шаг такой же. Используемые бетон для плиты берем класса В20 (по прочности соответствует марке М250), на подготовку класса B7,5. Толщину плиты возьмем 25 см.

• Бетон для плиты В20: 8,2 х 8,2 = 67,24 м²;
• Рассчитаем кубатуру, то есть объем необходимого бетона: 67,24 м² х 0,25 м = 16,81 м³;
• Расход количества материала для армирования с учетом обеспечения защитного слоя плиты: 8200 — 60 = 8140 миллиметров длина стержня. Из расчета шага в 20 см, рассчитаем их кол-во для 1 направления делим 8200 на 200 = 41 штука х 2 стороны = 82 штука х 2 слоя всей плиты = 164 стержня;
• Высчитаем общую длину: 164 х 8,14 = 1334,96 метра. Масса 1 метра арматуры 14 диаметра равняется 1,2 килограмма. Таким образом масса всего рабочего армирования: 1334,96 метра x 1,2 = 1601,252 килограмма;
• Перейдем к вертикальным стержням арматуры, ее длина будет равняться разнице 25 см и 6 см = 19 см. Возьмем шаг в 40 сантиметров, получаем 21 шт х 21 шт = 441 единица, массу получаем из выражения 441 х 0,19 х 0,395 = 33,1 кг;
• Расход бетона класса B7,5 для подготовки считаем как: 8,2 х 8,2 х 0,05 (заданная толщина) = 3,3 метра³
• Геотекстиль и гидроизоляцию плиты считаем, как площадь плиты добавив немного запаса: 67,24 метра²
• Песчаную подушку считаем перемножением сторон плиты и высоты подушки с учетом того, что он выходит за ее границы на 0,1 метр с каждой стороны, то есть 8,4 х 8,4 х 0,5 = 32,5 куба песка.

Отметим, что для двухэтажных домов из газобетона (газосиликата), каркасных и гаражей (из кирпича) толщина плиты будет составлять 20-25 сантиметров. Для болея тяжелых построек, а так же двухэтажных домов из кирпича, бетона, бруса толщину необходимо брать 25-30 см. Для легких сооружений, например гаражей, беседок достаточно брать толщину плиты фундамента в 10-15 сантиметров.

Армирование фундамента толщиной в 10-15 см производится в один слой сетками, толщиной 20-30 см производится в два слоя (объемное).

Характеристики монолитной плиты

Реальная длина плиты может отличаться от расчетного значения пролета, которым принято считать расстояние между стенами, выступающими в виде опор. Стены выполняют функцию поддержки плиты. Таким образом, пролет – это размер помещения в длину и в ширину. Для его измерения можно использовать простую рулетку, с помощью которой можно измерить расстояние между стенами. При этом реальное значение длины монолитной плиты должно быть обязательно больше. В качестве опор для плиты выступают стены, материалом для которых может послужить распространенный кирпич или шлакоблок, камень, керамзитобетон, газо- или пенобетон. Необходимо учитывать прочность стен, которые должны выдерживать массу плиты. В случае с камнем, шлакоблоком и кирпичом можно не сомневаться в несущей способности, тогда как пенобетонные конструкции должны быть рассчитаны на определенную массу. Для примера произведем расчет однопролетной схемы перекрытия с опорой на две стены, расстояние между которыми составляет 5000 мм.

Геометрические размеры толщины и ширины плиты задаются. Как правило, наиболее часто в загородном строительстве применяют плиты толщиной 0,1 м с условной шириной равной одному метру. Принимаем за основу конструкцию с армированием плиты перекрытия при помощи арматуры марки А400 при заливке бетона В20. В дальнейшем плита при расчете рассматривается как балка.

монолитной плиты

Данные длявыполнения проекта

Назначаем предварительно следующиезначения геометрических размеровэлементов перекрытий:

высота и ширина поперечного сечениявторостепенных балок:

высота и ширина поперечного сеченияглавных балок:

Толщина плиты 8 см (80мм)

1.1 Расчетные пролеты

топлита балочного типа

Рис. 1.1 Конструктивная схема монолитногоребристого перекрытия

1 – главная балка;2 – второстепенная балка; условнаяполоса шириной 1 м для расчета плиты

1.2 Сбор нагрузкок

Для расчета плиты в плане перекрытияусловно выделяем полосу шириной 1 м (рис1.1). Плита будет работать как неразрезнаябалка, опорами которой служат второстепеннаябалка и наружные кирпичные стены. Приэтом нагрузка на 1 м плиты будет равнанагрузке на 1м2перекрытия. Подсчетнагрузок на плиту дан в таблице 1.1

Таблица на 1 м2 плитымонолитного перекрытия

С учетом коэффициента надежности поназначению здания расчетная нагрузкана 1 м плиты:

Определим изгибающие моменты с учетомперераспределения усилий:

в средних пролетах и на средних опорах

в первом пролете и на первой промежуточнойопоре:

Определение типа опирания балки

В зависимости от типа опирания (см. Устройство буронабивных свай) выбирается метод расчета. Рассмотрим основные типы опор железобетонных балок на несущие конструкции.

Шарнирный тип опирания.

Таковым считается случай, когда в проектное положение устанавливают предварительно изготовленную железобетонную балку.

Причем конструкцией не предусмотрены никакие закладные детали для последующего жесткого соединения с конструктивными элементами здания. Как правило при таком типе опирания ширина плоскости опирания на несущие конструкции (стены, колонны) не превышает 20см.

Жестко защемленная балка.

Чтобы считать балку жестко защемленной на концах, условия должны быть следующими: балка бетонируется одновременно с прилегающими конструкциями в составе монолитной стены, в ее конструкции имеются закладные детали для последующего жесткого соединения с остальными конструктивными элементами.

При бетонировании создает монолитные узлы соединений конструкций.

Многопролетное опирание.

При необходимости перекрыть несколько последовательно расположенных пролетов опирание балки выполняется на несколько опорных конструкций (колонны, простенки между окон).

Такое опирание рассчитывается как многопролетное в случае, если опоры шарнирные). Если опоры жесткие, то расчет ведется по каждому отдельному пролету, как по самостоятельной балке.

Консольное опирание.

Речь о таком типе опирания ведется, когда один или оба конца балки не имеют опор, а так же при отступе опор от концов на некоторое расстояние (свес с опоры).

Например: часть плиты перекрытия выпущена за пределы стены в виде козырька. Такую плиту можно рассматривать балкой с консольной опорой.

Сборное плитное перекрытие

В мало­этажном домостроении применяют готовые плиты перекрытий в основном трёх типов: ПК (с круглыми пустотами), ПБ (многопустотные безопалубочного формования) и ПНО (плиты настила облегчённые). Плиты ПК и ПБ выпускают толщиной 220 мм, при этом вторые отличаются более точной геометрией и лучшим качеством поверхности (их подвергают черновой шлифовке). Плиты ПНО, толщиной 160 мм, считаются оптимальными для частного строительства, так как меньше нагружают стены и фундамент, упрощают утепление кромочной зоны перекрытия и при этом по прочности (несущей способности) лишь незначительно уступают плитам типов ПК и ПБ. Заводы предлагают изделия десятков типоразмеров, хотя наиболее распространены плиты шириной 100, 120, 150 см, длина которых варьируется от 2,4 до 9 м с шагом 10 см (но это не значит, что пролёт величиной 9 м можно перекрыть без дополнительных опор).

Ширина опорной площадки для плит в стенах из кирпича должна составлять не менее 100 мм. При монтаже плиты укладывают на слой раствора. Если на пустотах отсутствуют заводские заглушки, следует заделать отверстия по торцам плит.