Армирование ребристой плиты перекрытия

ГОСТ на плиты перекрытия

ГОСТ 26434-2015 «Плиты перекрытий железобетонные для жилых зданий» содержит общие технические требования к указанным изделиям, устанавливает параметры, размеры и типы плит. Руководствуясь стандартом, разрабатывают техническую и нормативную документацию.

Типы и размеры плит

Плиты перекрытия подразделяют на многопустотные и сплошные однослойные. Типы многопустотных: 1ПК, 2ПК и ПБ. Все они имеют толщину 220 мм, в изделиях 1ПК и 2ПК имеются круглые пустоты диаметром 159 и 140 мм соответственно. ПБ изготавливаются методом безопалубочного формования, размеры и форма пустот устанавливаются техническими условиями или стандартами.

Сплошные однослойные плиты перекрытия по ГОСТу делятся на 2 типа: 1П толщиной 120 мм и 2П — 160 мм, для изготовления используется только тяжёлый бетон.

В проектном положении ПБ должны опираться по двум сторонам. Для 1П и 2П (для 1ПК и 2ПК — только при условии стендового формования) предусмотрено опирание по двум, трём или четырём сторонам.

При определении конструктивных размеров (длины и ширины) за основу берут координационные и уменьшают их на ширину зазора между смежными изделиями. Помимо этого, ГОСТ на железобетонные плиты содержит таблицу для учёта дополнительных размеров.

Дополнительные размеры, мм

Крупнопанельные здания, в т. ч. при расчетной сейсмичности от 7 до 9 баллов

10 – для ЖБ плит, имеющих координационную ширину до 2400;

Кирпичные, крупноблочные здания, исключая здания при расчетной сейсмичности от 7 до 9 баллов

20 – для ЖБ плит, имеющих координационную ширину более 2400.

Здания с кирпичными, каменными, крупноблочными стенами при расчетной сейсмичности от 7 до 9 баллов

Каркасные здания, в т. ч. при расчетной сейсмичности от 7 до 9 баллов

Условные обозначения

Плиты перекрытия железобетонные для жилых зданий по ГОСТ 26434-2015 маркируются условными обозначениями — буквенно-цифровым индексом, состоящим из нескольких групп. Расшифровка:

• 1-я группа. Тип плиты, конструктивные размеры — толщина в сантиметрах, длина и ширина в дециметрах, округлённые до целого значения.
• 2-я группа. Расчётная нагрузка, выраженная в килопаскалях. Для преднапряженных изделий — класс арматуры. В этой группе может присутствовать буква «Л», указывающая на то, что плита перекрытия изготовлена из лёгкого бетона.
• 3-я группа. Дополнительные свойства и конструктивные особенности, например: расположение и вид закладных деталей, арматурные выпуски, стойкость к сейсмическим воздействиям и агрессивным средам, другое. Особенности конструкции обозначают арабскими цифрами или строчными буквами, условия использования — прописными буквами.

Технические требования

Основной ГОСТ на пустотные плиты перекрытий, а также на сплошные изделия, — 26434-2015. Однако в нём содержатся отсылки к другим стандартам. В зависимости от проектного положения, плита перекрытия предназначена для восприятия расчётных нагрузок 3, 4,5, 6 или 8 килопаскаль.

Рабочие чертежи ЖБИ, применяемых для строительства конкретного объекта, должны содержать полную информацию о конструктивных деталях, включая отверстия, вырезы, выпуски арматуры, закладные. Также на чертежах указывают расход стали и бетона. Проектная организация вправе вносить уточнения.

ГОСТ на плиты перекрытий предписывает определять показатель огнестойкости в соответствии с требованиями, предъявляемыми к зданию. Эта информация содержится в технической и нормативной документации, включая СНиП 21.01-97, и в обязательном порядке вносится в чертежи.

При определении точности линейных размеров руководствуются положениями ГОСТ 26433.0 и ГОСТ 21779. Требования к качеству должны соответствовать ГОСТ 13015.

ГОСТ на железобетонные плиты для каждого типа рекомендует определённые конструкции пола. Для 1ПК, 2П и 1П — плавающий и пустотный, для двух первых типов также беспустотный слоистый и однослойный по стяжке. Для ПБ — пустотный и однослойный (оба варианта по стяжке), для 2ПК подходит только однослойный.

Важный показатель — звукоизоляция перекрытия. Нормативный документ СНиП 23-03-2003 «Защита от шума». В таблице 2 приводятся показатели, которыми следует руководствоваться при определении значений звукоизоляции.

Грамотное армирование монолитной ж/б плиты

Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.

Как правильно армировать конструкцию? При выполнении задачи нужно соблюдать несколько правил. При строительстве частного дома обычно не разрабатывают подробный рабочий проект и не делают сложных расчетов. Из-за небольших нагрузок считаю, что достаточно соблюсти минимальные требования, которые представлены в нормативных документах. Также опытные строители могут заложить арматуру по примеру уже сделанных объектов.

Плита в здании может быть двух типов:

• фундаментная;
• перекрытия.

В общем случае армирование плиты перекрытия и фундаментной не имеет критических отличий. Но важно знать, что в первом случае потребуются стержни большего диаметра. Это вызвано тем, что под элементом фундамента есть упругое основание — земля, которое берет на себя часть нагрузок. А вот схема армирования плиты перекрытия не предполагает дополнительного усиления.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм.
При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

• сплошное;
• ребристое:
• по профлисту.

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

(function(w, d, n, s, t) <
w[n] = w[n] || [];
w[n].push(function() <
Ya.Context.AdvManager.render( <
blockId: “R-A-510923-1”,
renderTo: “yandex_rtb_R-A-510923-1”,
async: true
>);
>);
t = d.getElementsByTagName(“script”)[0];
s = d.createElement(“script”);
s.type = “text/javascript”;
s.src = “//an.yandex.ru/system/context.js”;
s.async = true;
t.parentNode.insertBefore(s, t);
>)(this, this.document, “yandexContextAsyncCallbacks”);

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Перекрытие по профлисту

В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:

• рабочие стержни в ребрах;
• сетка в верхней части.

Армирование плиты перекрытия по профлисту

Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.

В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.

Сплошная плита

Толщина перекрытия чаще всего принимается равной 200 мм. Армирующий каркас в этом случае включает в себя две сетки, расположенные друг над другом. Такие сетки нужно связать из стержней диаметром 10 мм. В середине пролета устанавливают дополнительные пруты усиливающей арматуры в нижней части. Длина такого элемента назначается 400 мм или более. Шаг дополнительных прутов принимают таким же, как шаг основных.

В местах опирания нужно тоже предусмотреть дополнительное армирование. Но располагают его в верхней части. Также по торцам плиты нужны П-образные хомуты, такие же как в фундаментной плите.

Пример армирования плиты перекрытия

Расчет армирования плиты перекрытия по весу для каждого диаметра стоит выполнить до закупки материала. Это позволит избежать перерасхода средств. К полученной цифре прибавляют запас на неучтенные расходы, примерно 5%.

Вязка арматуры монолитной плиты

Для соединения элементов каркаса между собой пользуются двумя способами: сварка и связывание. Лучше вязать арматуру для монолитной плиты, поскольку сварка в условиях строительной площадки может привести к ослаблению конструкции.

Для выполнения работ используют отожженную проволоку, диаметром от 1 до 1,4 мм. Длину заготовок обычно принимают равной 20 см. Существует два типа инструмента для вязания каркасов:

• крючок;
• пистолет.

Второй вариант существенно ускорят процесс, снижает трудоемкость. Но для возведения дома своими руками большую популярность получил крючок. Для выполнения задачи рекомендуется заранее подготовить специальный шаблон по типу верстака. В качестве заготовки используют деревянную доску шириной от 30 до 50 мм и длинной до 3 м. На ней делают отверстия и углубления, которые соответствуют необходимому расположению арматурных прутов.

Пример расчёта и конструирования железобетонной ребристой плиты покрытия

Конструктивные решения

Рассчитать и сконструировать железобетонную ребристую плиту покрытия по следующим исходным данным:

— плита изготовлена из бетона класса В20. Расчётное сопротивление бетона

R_b = 11,5МПа = 1,15кН/см 2 ; R_bt = 0,9МПа = 0,09кН/см 2 ;

— продольная рабочая арматура класса А400. Расчётное сопротивление арматуры

R_s = 355МПа = 35,5кН/см 2 ;

— монтажная арматура из проволоки класса В500. Расчётное сопротивление проволоки R_s = 415МПа = кН/см 2 ; R_sw = 300кН/см 2 ;

— поперечная арматура из класса А240.

Расчётное сопротивление арматуры

R_s = 215МПа = 21,5кН/см 2 ; R_sw = 170МПа = 17,0кН/см 2 ;

— и класса А400 с расчётным сопротивлением R_s = 355 = 35,5кН/см 2 ;

— монтажные петли из арматуры класса А240 с расчётным сопротивлением

R_s = 215МПа = 21,5кН/см 2 .

В целях унификации размеры плиты покрытия принимаем по типовой серии, размеры плиты: ширина b = 1490мм, длина = 4180мм, высота h = 300мм, длина опорных площадок ℓ_оп = 130мм.

Сбор нагрузок

Нагрузки на плиту складываются из постоянных и временных. Подсчёт нагрузок ведём в табличной форме по требованиям СНиП2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».

Рисунок 11 – Многослойная конструкция для расчета нагрузки на ребристую плиту перекрытия

Таблица 5 — Сбор нагрузок на один квадратный метр покрытия

1 Постоянные нагрузки

2 Временные нагрузки

Нагрузка на 1м длины плиты перекрытия собирается с её номинальной ширины:

q = 4,56 * 1,5 = 6,84кН/м. Плиту условно разделяем на 2 элемента: полку и рёбра и расчёт ведём отдельно.

Расчёт полки

Для расчёта вырезаем полосу шириной 1м и рассчитываем как балку на двух опорах.

1 Расчётная схема полки

Расчётная схема полки имеет вид, представленный на рисунке 12.

Рисунок 12 – Расчетная схема полки ребристой плиты покрытия

Расчётную длину ℓ_р полки вычисляем по формуле

где ℓ — длина полки равна ширине плиты;

ℓ_оп – длина опорных площадок (см. п.1.3)

ℓ_р = 1490 – 2 * (130/2) = 1360мм = 1,36м

2 Статический расчёт полки

Изгибающий момент определяем по формуле

М_max = 6,48 * 1,36 2 /8 = 1,5кНм

Расчётное сечение полки имеет прямоугольное сечение (рисунок 13)

Рисунок 13 — Расчетное сечение полки

Ширина b = 1240мм;

Принимаем расстояние от нижнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры а = 15мм.

Находим рабочую высоту сечения по формуле

где h – высота полки сечения

h = 30 – 15 = 15мм = 1,5см

3 Расчёт по нормальным сечениям

1 Определяем расчётный коэффициент А по формуле

А = 150/(1,15 * 124 * 1,5 2 ) = 0,468

2 Устанавливаем граничное значение коэффициента А_R по табл.П.3.8

(Приложения 3) А_R = 0,39. Граничное значение меньше А_R = 0,39 2 ) = 0,168

А_R = 0,390 > А = 0,168 Условие соблюдается.

По табл. П.3.9. (Приложения 3) определяем коэффициент η = 0,908

3 Определяем требуемую площадь монтажной арматуры по формуле

А_s треб. = 150/(0,908 * 2,5 * 41,5) = 1,59см 2

По требуемой площади принимаем монтажную арматуру. Задаёмся количеством стержней 8 Ø 6 В500 С А_s = 2,28см 2 .

Расчёт поперечных рёбер

В целях упрощения расчёта некоторым защемлением поперечных рёбер на опорах пренебрегаем и рассматриваем поперечные рёбра, как свободно опёртые балки пролётом ℓ_р = 1,24м с равномерно распределённой нагрузкой.

1 Расчётная схема поперечного ребра

Рисунок 14 – Расчетное сечение поперечного ребра

Расчётное сечение ребра принимаем таврового сечения с шириной полки, равной расстоянию между осями рёбер, то есть b_ƒ ΄ = 120см, рисунок 14.

b_ƒ ΄ = 1200мм = 120см

Принимаем а = 3 см, тогда рабочая высота сечения h = h – а

h = 14 – 3 = 11см

2 Статический расчёт поперечного ребра

Нагрузка на 1 погонный метр ребра, согласно принятым на чертеже 5 размерам, будет равна расчётной нагрузке от полки и от собственного веса ребра. Вычисляем расчётную нагрузку от собственного веса ребра

q_в = (0,04 + 0,09) /2 × (0,14 — 0,03) × 2500 × 1,1 = 20 кг/м = 200Н/м = 0,2кН/м

Расчётная нагрузка от полки q_п = 4,56 × 1,2 = 5,472 кН/м
Полная расчётная нагрузка будет равна: q = q_в + q_п

q = 0,2 + 5,472 = 5.672 кН/м = 5,7кН/м

Наибольший изгибающий момент вычисляем по формуле 35

М_max = (5,7 × 1,24 2 )/8 = 1,1кНм

а наибольшую поперечную силу по формуле

Q_max = (5,7 ×1,24) / 2 = 3,5 кН

3 Расчёт по нормальным сечениям

3.1 Полагаем, что имеем первый случай расчёта тавровых сечений, когда сжатая зона

3.2 Находим коэффициент А по формуле (33)

А = 110 / (1,15 × 120 × 11 2 ) = 0,0066

3.3 Сравниваем его с граничным значением коэффициента А_R для арматуры В500 (таблица П.3.8. Приложения 3). А_R = 0,376 > А = 0,0066. Условие соблюдается. Продолжаем расчёт.

3.4 По таблице П.3.9 (Приложения 3) определяем значение коэффициента η = 0,995.

3.5 Находим требуемую площадь арматуры по формуле (34).

А_s треб. = 110 /(0,995 × 11 × 43,5) = 0,231см 2

3.6 По требуемой площади принимаем арматуру. Задаёмся количеством стержней и ставим их в поперечных рёбрах 2 Ø 4В500 с А_s = 0,25см 2 .

4 Расчёт по наклонным сечениям

4.1 Проверяем прочность по наклонной полосе между трещинами по формуле

где φ_b1 – коэффициент = 1;

3,5 ≤ 0,3 × 1 × 1,15 × 4 × 11 = 13,2кН

Q_max = 3,5 кН ≤ 13,2 кН. Условие выполняется.

4.2 Назначение поперечных стержней. Диаметр поперечных стержней вычисляется по формуле

где d_s – диаметр рабочей арматуры (п 3.6)

d_sw = 0,25 × 4 = 1мм. Принимаем d_sw = 3см с А_s = 0,071см 2 .

4.3 Назначаем шаг поперечных стержней. На участках, расположенных вблизи опор, принимаем шаг по формуле

s_w = 0,5 × h , но не более 300мм (38)

s_w = 0,5 × 11 = 5,5 см

Принимаем 100мм. Проверяем отношение

s_w /h ́́ יּ = 40мм; b_ƒ יּ = 1490 – 40 = 1450мм; b = 65 × 2 = 130мм;

принимаем расстояние от нижнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры а = 3см, тогда рабочая высота сечения h = h – а = 30 – 3 = 27см.

2 Статический расчёт продольного ребра

Расчётная схема продольного ребра на рисунке 16.

Рисунок 16 – Расчетная схема продольного ребра

ℓ_р = 4180 – 2 (130/2) = 4050мм = 4,05м;

М_max = (6,84 × 4,05 2 )/8 = 14,кНм = 1400кНсм;

Q_max = (6,84 × 4,05)/2 = 13,85кН.

3 Расчёт по нормальным сечениям

3.1Устанавливаем расчётный случай тавровых элементов по формуле

М_ƒ = 1,15 × 145 × 4 (27 – 0,5 × 4) = 16675кНсм =166,75кНм;

М_max = 14кНм ≤ М_ƒ = 166,75кНм. Первый расчётный случай.

3.2Определяем значение коэффициента А по формуле (33)

А = 1400 /(1,15 × 145 × 27 2 ) = 0,012

3.3 Сравниваем полученное значение коэффициента с его граничным значением А_R по табл. П.3.8 (Приложения 3). А_R = 0,390 > А = 0,012.

Условие выполняется, продолжаем расчёт.

3.4 По таблице П.3.9 (Приложения 3) определяем значение коэффициента

η = 0,988 и находим требуемую арматуру по формуле (34)

А_s треб. = 1400 /(0,988 × 27 × 35,5) = 1,48см 2 .

По требуемой площади принимаем арматуру. Задаёмся количеством стержней продольной рабочей растянутой арматуры и ставим её в продольных рёбрах. Принимаем по таблице П.3.7 (Приложения 3) 1 Ø14А400 с А_s = 1,539см 2 . Продольную арматуру объединяем в каркас и ставим в продольные рёбра.

4 Расчёт по наклонным сечениям

4.1Выполняем расчёт прочности по полосе между наклонными сечениями. Проверяем выполнения условия по формуле (36)

Q ≤ 0,3 × 1 × 1,15 × 13 × 27 = 121,1кН;

Q_max = 13,85кН ≤ Q = 121,1кН. Условие выполняется, прочность сжатой зоны между наклонными сечениями обеспечена.

4.2 Назначение поперечных стержней. Диаметр поперечных стержней выполняем по формуле (37)

d_sw = 0,25 × 14 = 3,5см. Назначаем диаметр поперечных стержней 6мм.

4.3 Назначаем шаг поперечных стержней s_w. На участках вблизи опор принимаем шаг s_w = 0,5h = 0,5 × 27 = 13,5см = 135мм. Принимаем шаг 130мм. Проверяем отношение по формуле (5.10)

13/27 0,25 × 0,09 × 13 = 0,29кН/см. Условие выполняется, поперечные стержни учитываем в расчёте.

Назначаем место проверки наклонного сечения, принимая а = h = 27см.

Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в нормальном сечении по формуле (42)

Q_b1 = 2,5 × 0,09 × 13 × 27 = 79,0кН;

Q_b1 = 0,5 ×0,09 × 13 × 27 = 15,8 × 2.5 = 39.5кН 2 ;

Р – вес плиты, кН;

1,6 – коэффициент динамичности

А_s = 1,6 × 1,1 × 30,65/ 3 * 21,5 = 0,872см 2 .

Принимаем по сортаменту арматуры табл. П.3.7 (Приложение 3) 4 петли Ø10А240 с площадью А_s = 3,14см 2 _.

Дата добавления: 2019-01-14 ; просмотров: 5617 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Армирование ребристой плиты покрытия.

Пустотные плиты армируются по периметру и в верхней зоне, они самые легкие и подходят для формирования оснований сложной формы. На строительном рынке они обеспечены наибольшим спросом, во многом благодаря тому, что их можно производить безопалубочным способом и, к тому же, легко перевозить.

Монолитные перекрытия, наоборот, самые тяжелые, в некоторых конструкциях вес на 1 кв. м. достигает 300 кг, поэтому для этих плит используются двухслойные связки и ребра жесткости. Понадобятся также опалубка и опоры, которые можно взять в аренду. Дополнительное усиление требуется по центру и в местах опор, причем арматура кладется внутри основания примерно в середине, так как СНиП подразумевает определенный запас прочности.

Ребристые плиты армируются по одной стороне с учетом особенностей помещения. В частном домостроении укрепляется та сторона, которая будет применяться в качестве потолка или пола. На армированные плиты наносится маркировка последние цифры, которой говорят о возможной допустимой нагрузке.

Армирование плит перекрытия в обязательном порядке предусмотрено в местах длиннее 8 метров и для перекрытий пролетов. В целях укрепления конструкции нужна арматура, она должна быть без видимых следов порчи, трещин, изгибов, разрывов. Арматурные стержни должны быть класса А3, они кладутся внутри опалубки в виде сетки и, скрепляются проволокой в местах пересечения.

Есть несколько правил армирования перекрытий:

расстояние между стержнями не должно быть более 6 см, как правило, размер готовой арматурной ячейки составляет 15х15 см или 20х20 см;

отверстия усиливаются по периметру;

армирование монолитной плиты проводится арматурой 8-14 мм, в условиях самостоятельной работы для возведения частных малоэтажных проектов;

при толщине перекрытия менее 15 см монтаж проводится в один слой, при более толстом основании в два.

При использовании двухслойного армирования, сетка кладется с двух сторон плиты — снизу и сверху. Схемы укрепления могут варьироваться в зависимости от перераспределения нагрузки в помещении, например, в местах опоры колон армирование должно быть плотнее и, при этом, стержни необходимы большего диаметра. Дополнительное усиление производится не сплошной сеткой, а отдельными прутами или связками, они накладываются внахлест не менее 4-х см. Этот метод применять очень удобно, особенно, когда есть необходимость укрепления только своими руками, ведь к специальной технике прибегать не понадобится. Для заливки лучше применить жидкий бетонный раствор, не ниже М-200.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 6

1. Область применения стальных и смешанных каркасов промышленных зданий.

Каркасы производственных зданий могут быть стальными, железобетонными и смешанными. Наиболее экономически и технически целесообразными являются стальные каркасы, но с учетом дефицита стали область их применения часто ограничивается.

В смешанных каркасах — колонны железобетонные, фермы стальные. Смешанные каркасы применяют:

1) при пролете 30 м и более;

2) при использовании подвесного транспорта грузоподъемностью 5 т и более, а также при развитой сетке конвейерного транспорта;

3) при тяжелых условиях эксплуатации (динамические нагрузки или нагрева конструкций до температуры выше 100 ° С);

4) при расчетной сейсмичности 9 баллов и пролете не менее 18 м; сейсмичностью 8 баллов и пролете не менее 24 м, и т.д.

В железобетонных каркасах часть элементов (фонари, ригели фахверка) выполняются из стали, а подкрановые балки — почти всегда из стали (за исключением балок под краны легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью до 32 т).

2. Сплошные подкрановые балки: компоновка сечения.

Компоновка сечения подкрановых балок производится так же, как и обычных. Сначала определяют минимальную высоту балки из условий жесткости, при этом величину предельного относительного прогиба принимают в соответствии с нормами проектирования. Далее вычисляют оптимальную высоту балки по формулам, приведенным в разделе расчета балок. Если проектируется балка симметричного сечения, то требуемый момент сопротивления балки определяют исходя из расчетного сопротивления стали, уменьшенного на 15—25 МПа (150—250 кГ/см2). Это делается потому, что в верхнем поясе возникают дополнительные напряжения от горизонтальных боковых сил, которые потом суммируют с напряжениями от вертикальной нагрузки.

Для кранов среднего режима работы он равен 1,05, а для кранов тяжелого и

особого режимов — 1,07; т — коэффициент условий работы, принимаемый при кранах тяжелого и особого режимов работы равным 0,9; в остальных случаях tn— 1.

Высоту подкрановой балки желательно назначать близкой (несколько меньше) оптимальному значению, определяемому по формуле. Из условия жесткости высота балки должна быть не менее высоты, определяемой по формуле, причем в этой формуле «р=1,2 и предельный прогиб 1/600 для кранов грузоподъемностью не более 50 т и 1/750 при грузоподъемности более 50 т. Высоту подкрановой балки следует назначать кратной 200 мм.

Толщина стенки балки должна быть достаточной для восприятия ею поперечной силы и вертикальных сосредоточенных сил от давления колес кранов. Подбор и компоновку сечения симметричной сплошной подкрановой балки выполняют так же, как подбор и компоновку составной балки балочной клетки.

Для кранов малой грузоподъемности и при пролете /—6 м подкрановые балки могут быть асимметричного сечения с развитым верхним поясом. Необходимо это для восприятия изгибающего момента в горизонтальной плоскости при отсутствии тормозной балки. Для кранов большей грузоподъемности момент в горизонтальной плоскости передается на тормозную балку. Верхняя полка подкрановой балки является одновременно и полкой тормозной балки.

3. Расчет внецентренно нагруженных фундаментов: подбор размеров подошвы.

Требуемые размеры сечения фундамента определяются в зависимости от размеров сечения подкрановой части колонны. Высота фундамента принимается с учетом минимальной глубины заделки колонны Нз, равной

Нз = 0,5 + 0,33∙d, (15.1)

Минимальная толщина дна стакана фундамента должна быть не менее 200 мм, расстояние от торца колонны до дна стакана принимается равным 50 мм. Высота фундамента принимается кратной 300 мм. Минимальная толщина стенок стакана должна быть равной 200 мм. Размеры подошвы фундамента в плане также должны быть кратными 300мм. Минимальная высота первой ступени принимается равной 450 мм, последующих – 300 мм.

Рисунок 15.17 – Конструкция фундамента

Расчет на продавливание плитной части фундамента выполняют из условия

F ≤ Rbt∙bm∙h0,pl, (15.2)

где F – расчетная продавливающая сила;

bm – средний размер проверяемой грани;

h0,pl – рабочая высота плитной части фундамента.

Величина продавливающей силы F принимается равной

где Ао – часть площади основания фундамента, ограниченная нижним основанием рассматриваемой грани пирамиды продавливания и продолжением в плане соответствующих ребер;

рmax – максимальное краевое давление на грунт от расчетной нагрузки.

Ао = 0,5∙b∙(l — lс -2∙h0,pl) – 0,25∙(b – bc — 2∙h0,pl)2.

Средний размер проверяемой грани bm определяется в зависимости от соотношения величин b и bc

— при b – bc › 2∙ h0,pl

bm = bc + h0,pl , (15.4)

— при b – bc ≤ 2∙ h0,pl

bm = 0,5∙(b + bc). (15.5)

где bc – размер сечения подколонника, являющийся верхней стороной рассматриваемой грани пирамиды продавливания,

lс – размер подколонника в плоскости действия изгибающего момента.

Усилия на уровне подошвы фундамента Mf, Nf с учетом нагрузки от веса материала фундамента и грунта , принимая усредненное значение удельного веса этих материалов γmt – 20 кН/м3 вычисляют по формулам

Mf = M + Q∙Hf , (15.6)

где Н – глубина заложения подошвы фундамента от уровня планировки.

Расчет армирования фундамента. Изгибающий момент в сечении, параллельном стороне b, определяем по формуле

М = N∙c2∙(1 + 6∙e0/l — 4∙ e0∙c/l2)/(2∙l), (15.8)

требуемую площадь арматуры на 1 м ширины подошвы фундамента вычисляем по формулам

αm = , (15.9)

Аsl = , (15.10)

где — табличный коэффициент, определяемый в зависимости от величины αm;

изгибающий момент в сечении, параллельном стороне l , вычисляют по формуле

далее рассчитывают арматуру по формулам (15.9), (15.10).

Расчет армирования подколонника. Схема расположения арматуры показана на рисунке 15.1. Изгибающий момент в подколоннике находят в зависимости от соотношения е0 и lс:

Мх = 0,8∙(M + Q∙dp – 0,5∙N∙lc), (15.13)

при lc/2 › e0 › lc/6

Мх = 0,3∙М + Qx∙dp, (15.14)

Рисунок 15 – Расчетная схема подколонника

Требуемую площадь арматуры подколонника Asx определяем по формуле

Asx = , (15.15)

где zi — расстояние от дна подколонника до соответствующей сетки.

Билет №7

Вопрос №1

Размещение колонн в плане при компоновке конструктивной схемы металлического каркаса.

Размещение колонн в плане принимают с учетом технологических, конструктивных и экономических факторов. Оно должно быть увязано с габаритами технологического оборудования, его расположением и направлением грузопотоков. Размеры фундаментов под колонны увязывают с расположением и габаритами подземных сооружений. Колонны располагают так, чтобы вместе с ригелями они образовывали поперечные рамы, т.е. в многопролетных цехах колонны разных рядов устанавливают по одной оси.

Согласно требованиям унификации промышленных зданий, расстояние между колоннами поперек здания (размеры пролетов) назначают в соответствии с укрупненным модулем, кратным 6м (иногда 3м); для производственных зданий l =18,24,30,36м и более. Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) также принимают кратным 6м. Шаг колонн однопролетных зданий а также шаг крайних (наружных) колонн многопролетных зданий обычно не зависит от расположения технологического оборудования и его принимают равным 6 или 12м. Вопрос о назначении шага колонн крайних рядов (6 или 12м) для каждого конкретного случая решается сравнением вариантов. Как правило, для зданий больших пролетов (l≥30м) и значительной высоты (H≥14м) с кранами большой грузоподъемности (Q≥50т) оказывается выгоднее шаг 12м и, наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее оказывается шаг колонн 6м. У торцов зданий колонны обычно смещаются с модульной сетки на 500мм для возможности использования типовых ограждающих плит и панелей с номинальной длиной 6 или 12м. Смещение колонн с разбивочных осей имеет и недостатки, поскольку у торца здания продольные элементы стального каркаса получаются меньшей длины., что приводит к увеличению типоразмеров конструкций.

В многопролетных зданиях шаг внутренних колонн исходя из технологических требований часто принимается увеличенным, но кратным шагу наружных колонн.

При больших размерах здания в плане в элементах каркаса могут возникать большие дополнительные напряжения от изменения температуры. Поэтому в необходимых случаях здание разрезают на отдельные блоки поперечными и продольными температурными швами.

Наиболее распространенный способ устройства поперечных температурных швов заключается в том, что в месте разрезки здания ставят две поперечные рамы (не связанные между собой какими-либо продольными элементами), колонны которых смещают с оси на 500мм в каждую сторону, подобно тому как это делают у торца здания.

Продольные температурные швы решают либо расчленением многопролетной рамы на две (или более) самостоятельные, что связанно с установкой дополнительных колонн, либо с подвижным в поперечном направлении опиранием одного или другого устройства. В первом решении предусматривается дополнительная разбивочная ось на расстоянии 1000 или 500мм от основной. Иногда в зданиях, имеющих ширину, превышающую предельные размеры для температурных блоков, продольную разрезку не делают, предпочитаю некоторое утяжеление рам, необходимое по расчету на температурные воздействия.

В некоторых случаях планировка здания, обусловленная технологическим процессом, требует, чтобы продольные ряды колонн двух пролетов цеха располагались во взаимно перпендикулярных направлениях. При этом также возникает необходимость в дополнительной разбивочной оси. Расстояние между осью продольного ряда колонн одного отсека и осью торца другого отсека, принимается равным 1000мм, а колонны смещаются с оси внутрь на 500мм.

16. Армирование плиты монолитного ребристого перекрытия с плитами, опертыми по контуру

Армирование плит опертых по контуру.АрмируютПОКобычно сетками.Так как ПОК работают в двух направлениях, то и рабочая арматура ставится в двух направлениях. При пролетах плиты более 2,5 м применяют раздельное армирование самостоятельными сетками в пролете и на опорах (над балками). Нижнюю арматуру (у нижней грани плиты) выполняют из двух сеток с одинаковой площадью сечения рабочей арматуры в каждом направлении. При этом одна сетка доводится до опор, а другая размещается в средней части и не доводится до опор на расстояние. Сгущение арматуры к середине пролета соответствует эпюре моментов, а также заметно повышает трещиностойкость плиты, особенно при использовании стержней меньшего диаметра.

Рис. 2. Армирование ПОК в пролете двумя сетками

Надопорная арматура (над балками) также выполняется в виде сеток шириной равной с поперечными рабочими стержнями. Сетки укладываются одна на другую вдоль балок; для экономии арматуры сетки смещаются друг относительно друга согласно. При нецелесообразности армирования плиты цельными сварными сетками можно применять узкие сварные сетки с продольной рабочей арматурой. В пролете сетки укладываются внизу в два слоя во взаимно перпендикулярных направлениях. При этом сетки с более короткими рабочими стержнями укладываются в нижний слой. Верхние (надопорные) сетки укладываются над балками и заходят в пролет на расстояниев каждую сто Многопролетные неразрезные ПОК с рабочей арматурой диаметром до 7мм можно армировать типовыми рулонными сетками. Для этого плиту разбивают в каждом направлении на три полосы: две крайние шириной и среднюю. Рулоны в пролетах укладывают в два слоя, раскатывая их только по средним полосам плит. Надопорную арматуру углов плиты в этом случае можно конструировать в виде квадратных плоских сеток с рабочими стержнями в обоих направлениях. Эти сетки укладывают на пересечении ребер плиты.

17. Работа монолитного ребристого перекрытия с плитами, опертыми по контуру, изгибающие моменты, действующие в плите

Внешняя нагрузка в связи с провисанием плиты пере­мещается и совершает работу, равную произведению ин­тенсивности нагрузки q на объем фигуры перемещения

Из условия равенства работ внешних и внутренних сил Ап=Ам

Дальше пользуясь соотношением между пролетными и опорними моментами, уравнение равенства работ приводять к одному неизвестному, изгибающему моменту

При этом работа изгибающих моментов на соответст­вующих углах поворота

В крайних пролетах

В среднем пролете и над средними опорами

Над вторыми от края опорами

18. Особенности расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов

Под действием продольной сжимающей силы , приложенной с эксцентриситетом , гибкие сжатые элементы с гибкостью , а для прямоугольных сечений с гибкостью начинают изгибаться (рис. 2). Это вызывает перемещение верха колонны, вследствие чего продольная сила действует уже с большим эксцентриситетом . Таким образом, снижается несущая способность элемента посредством увеличения изгибающего момента до величины . Влияние изгиба на несущую способность сжатых элементов необходимо учитывать расчётом по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие свойства бетона и арматуры и наличие трещин в элементе. Из-за сложности такого расчёта нормы допускают расчёт конструкции производить по недеформированной схеме, а расчёт влияния прогиба учитывать при помощи коэффициента η (), который определяют по формуле:

Случай больших эксцентриситетов имеет место, если (рис 11.3а).

Предельные усилия, воспринимаемые бетоном и арматурой:

; ; .

Плечи внутренних пар сил, согласно чертежа на рис. 11.3:

; .

Случай 2 (малых эксцентриситетов), когда ξ >ξR

Этот случай имеет место при загружении элемента с малым экс­центриситетом продольной силы, либо при очень сильной арматуре Аs. Сечение может быть полностью сжато или сжата его большая часть, находящаяся ближе к продольной силе, а остальная часть сечения испытывает относительно слабое растяжение. Расчёт несущей способности, как и для случая 1, производится из условия

где е = е0 + 0,5h -а.

При этом высота сжатой зоны сечения опре­деляется из совместного решения уравнения и линейной зависимости

Схема и чертеж арматуры плиты перекрытия

Монолитное перекрытие стало давно распространенным элементом различных зданий. Для усиления этих бетонных конструкций в строительстве все чаще используют армирование. Арматура плиты перекрытия, которую сегодня выпускает российская промышленность, имеет высокую степень прочности и огнестойкости и может выдержать большие нагрузки.

Выбор материала

В зависимости от сложности и основных характеристик, выделяют несколько видов арматуры. Нужно знать, какую использовать в том или ином случае. Есть жесткая и гибкая арматура. По сечению отличают тяжелую и легкую. Бывает гладкопрофильная или ребристая. Последняя обычно используется с большим количеством бетона при создании цельной монолитной плиты.

Арматуру выпускают крупные металлообрабатывающие предприятия. Первый этап — это приемка стали, которая затем обрабатывается посредством деформации, прокаткой или волочением. Последний способ самый трудоемкий. Более экономичной является прокатка, так как отходы здесь самые минимальные. После очистки арматура нарезается на специальных станках.

Арматура в основном предназначается для усиления бетонных конструкций. Жесткий вид арматуры применяется при сооружении каркасов и уголков. Гибкая используется для изготовления различных сеток, стержней, каркасов. С помощью арматуры конструкция обретает форму и целостность, увеличивается срок эксплуатации, если подбор осуществлен правильно.

Сегодня с активным развитием частного строительства все больше растет популярность арматуры для перекрытия и плоских монолитных плит. При использовании таких строительных материалов важно сделать правильный расчет параметров плиты и диаметра арматуры, нарисовать схему армирования плиты перекрытия. Величина пролета влияет на толщину плиты. Например, при ширине пролета между несущими стенами 6 метров нужно использовать плиту толщиной не меньше 20 см. Если уменьшить слой бетона, увеличится расход металлопроката.

Требования к перекрытиям

Перекрытия — это одни из основных конструктивных элементов зданий, делящих их на этажи. Их назначением является восприятие и передача постоянных и временных нагрузок на стены и колонны, а также изоляция помещений друг от друга и от внешней среды. Перекрытия классифицируются по:

1. Месту расположения: межэтажные, мансардные, надподвальные.
2. Конструкции: балочные (основным несущим элементом являются балки), плитные (несущие плиты и настилы).
3. Несущим элементам: железобетонные, деревянные, стальные.
4. Способу сооружения: монолитные, ребристые и пустотные.

Сборные перекрытия приме­няют в системах каркасной конструкции.

Армировку пустотных и многопустотных плит можно производить без сооружения опалубки, так как они очень легкие. Армирование монолитного перекрытия в силу своей тяжести требует двухслойной связки. Для них будут нужны опалубки и способы дополнительного усиления.

Чертеж армирования плиты перекрытия:

Армирование ребристой плиты перекрытия проводится только с одной из сторон с учетом особенностей здания. При армировании перекрытия в частном доме нужно укреплять ту сторону, которая будет потолком или полом. На магазинных изделиях всегда имеется маркировка, которая указывает на допустимую нагрузку.

Конструкция перекрытий состоит из несущих и изолирующих элементов, пола и потолка. Каждое из перекрытий подвергается силовым воздействиям: собственным весом, массой перегородок и различными инженерно-техническими системами. Эти воздействия создают деформацию и напряжение, которые проявляются в прогибах. Несиловые воздействия тоже существуют. Это хождение людей, падение предметов, громкие разговоры, радио, телевизор и т. д.

К перекрытиям предъявляются следующие требования:

1. Перекрытия должны соответствовать долговечности здания.
2. Обладать высокой степенью огнестойкости.
3. Должны быть удобными в эксплуатации.
4. Не пропускать холод.
5. Обеспечивать достаточную звукоизоляцию.
6. Иметь архитектурную выразительность.
7. Соответствовать экономической целесообразности.

В зависимости от того, для чего предназначено здание, к нему должны предъявляться отдельные требования. Тип конструкции и высота сооружения зависят от размеров межэтажных пролетов и степени нагрузки. Целью архитектора является ограничение величины прогиба перекрытия. Перекрытия жилых домов должны проектироваться с высотой около 300 мм.

Сооружение опалубки

В некоторых случаях плиты перекрытия застройщики армируют своими силами. Подобные решения принимаются, когда у строительного объекта неправильная геометрия. Это дает возможность обойти стандарты и по-своему подойти к некоторым видам работ. Армирование делается по особым правилам. Все материалы покупаются только у надежных компаний, так как брак здесь может стоить жизни людей.

Составляя схему армирования плиты, надо учитывать вспомогательную арматуру, которая будет нужна для усиления отдельных участков:

• в центральной части плиты;
• в местах, где плита будет соприкасаться с колоннами или стенами;
• где больше всего сосредоточены нагрузки (установка камина, тяжелой мебели или бытовой техники).

Перед установкой опалубки неплохо произвести расчеты по специальной компьютерной программе. Точный расчет нужен для равномерного разделения давления на опоры. Продольный шаг для стоек должен быть не менее двух метров с шагом укладки 62 см. Поперечный брус ложится вертикально. Расстояние от стены до стойки должно быть не меньше 25 см. Сначала изготавливается съемная опалубка, где будет располагаться рабочая арматура.

Для ее сооружения обычно применяют материалы, которые можно потом использовать для других целей. Для этого берут обыкновенные обрезные доски. Если нужно обеспечить идеально ровную поверхность, применяют листы ламинированной фанеры с толщиной не менее 25 мм. Но это будет стоить недешево. Гораздо доступнее такой способ: сначала те же доски, а сверху укладывают обычную фанеру.

Все это делается по всему периметру объекта. Если будущая плита будет использоваться в качестве потолка, то боковые доски лучше заменить кирпичом или пеноблоками, высота которых должна соответствовать толщине бетона. После застывания бетона опалубка не ломается, а осторожно демонтируется по частям, чтобы не повредить плиту.

Существует еще одна технология возведения перекрытия по профнастилу, который используется в качестве несъемной опалубки. Требуется меньше арматуры и экономится бетон. Такая заливка в несколько раз увеличивает прочность конструкции.

Армирование и заливка бетоном

После того как плита сформирована, можно укладывать арматурную сетку. Для небольших помещений ее несложно связать самостоятельно. Прутья кладутся по длине, без промежутков. Точки пересечения прутьев, уложенных в виде сетки, связываются проволокой или крепятся с помощью сварки. Для жилого дома при толщине плиты 200 мм шаг арматуры в плите перекрытия должен быть 200 на 200. При использовании сварочного аппарата стержни брать лучше потолще, так как в процессе сваривания часть металла плавится, что может уменьшить несущие способности изделия. Вязку сетки необходимо производить специальным крючком, но здесь нужна определенная сноровка.

Поэтому при строительстве частных домов это делают с помощью пассатижей. Готовые сетки укладываются внахлест и тоже обвязываются проволокой. Иногда для большей прочности кладется еще одна металлическая решетка, но в этом случае их должен разделять слой бетонного раствора. Для приготовления раствора вручную нужно взять три части песка, пять частей гравия или щебня и 20% воды. Плиту нужно заливать быстро, поэтому здесь понадобятся помощники.

Вначале соединяются все сухие компоненты, потом наливается вода. Для перемешивания раствора выгоднее использовать бетономешалку. При заливке используется вибратор, но если его нет, можно применить молоток, которым в процессе заливки равномерно постукивать по сетке и по опалубке. Чтобы не образовывались трещины, надо регулярно по поверхности бетона разбрызгивать воду. Плита будет готова через месяц. Для проверки высыхания надо положить кусок рубероида и оставить на сутки. Если под ним будет сухо, значит, перекрытие готово для эксплуатации.