стены 400мм выдержит ли монолитное перекрытие
Сборно-монолитное перекрытие: нюансы и особенности
Любой застройщик хотел бы построить надёжное перекрытие в загородном доме за минимальные деньги. Обычно на вопрос, чем будете перекрывать пролёт в двухэтажном каменном коттедже, домовладелец говорит, что ж/б плитами. Или деревянными балками, или, что дороже, заливать монолитное перекрытие из железобтона. Гораздо реже можно услышать, что смонтируют сборно-монолитное перекрытие (СМП). Сказывается меньшая распространённость этой технологии, а также традиционная инертность мышления, присущая отечественному строительному рынку. Большинство людей считает, что обычным плитам, в сочетании «цена-несущая способность-удобство работы строителям и скорость монтажа» нет равных, а СМП стоит слишком дорого, и делать его сложно.
В этой статье мы расскажем, так ли это, и ответим на следующие вопросы:
Особенности сборно-монолитного перекрытия
Чтобы понять, что из себя представляет СМП, достаточно изучить следующую картинку.
Как видно из фото выше, сборно-монолитное перекрытие представляет собой балки заводского изготовления с треугольным арматурным каркасом (т.н. тригоны), смонтированном на бетонном основании. Между балок укладываются блоки газобетонные, которые играют роль несъёмной опалубки.
Поверх блоков также, обязательно с зазором, укладывается арматурная сетка или вяжется каркас с ячейкой 10х10, 15х15 см, из арматуры «восьмерки» или «десятки».
Снизу балки подпираются деревянными опорами или телескопическими стойками, и далее заливается бетон.
После набора бетоном прочности стойки убираются, и ведутся дальнейшие строительные и отделочные работы.
Кажется, что эта технология проигрывает стандартной и всем привычной, когда на стены краном быстро укладываются железобетонные плиты перекрытия. А по степени технологичности, т.е. количеству подготовительных операций, похожа на обычную заливку монолитного перекрытия. Возникает вопрос: в чём же тогда плюсы СМП. Чтобы на него ответить, нужно рассмотреть ключевые особенности плитного и монолитного перекрытия.
Возьмём для примера дом из газобетона. Чтобы смонтировать на такой «коробке» бетонные плиты перекрытия, необходимо залить по периметру стен армопояс, который равномерно перераспределит нагрузку от плит на блоки.
Далее у плит перекрытия заделываются русты, при необходимости плиты анкерятся, а поверх них заливается выравнивающая стяжка, под чистовое покрытие, толщиной около 5 см.
Эта технология давно и хорошо отработана и обычно не вызывает сложностей у строителей. Но плитами сложно или невозможно перекрыть длинные безопорные пролёты в 8, 9, 12 и более метров. Помимо этого, геометрия современных загородных домов далека от простого квадрата или прямоугольника, а стандартная длина обычных плит перекрытия 6 м. Т.е., если в доме есть эркеры, выступы, криволинейные участки, «коробка» имеет сложную конфигурацию, то придётся или резать плиты, или ломать голову, как совместить плиты перекрытия с монолитными участками.
Под лестничный пролёт.
Для монтажа плит нужны хорошие подъездные пути и обеспечение возможности беспрепятственной работы крана, который их будет укладывать. Не на всех загородных участках это возможно.
Теперь пробежимся по монолитному перекрытию. Для его монтажа, в том же газобетонном доме, не требуется заливка отдельного армопояса, т.к. монолитное перекрытие само по себе является диском жесткости, перераспределяющим нагрузку. Но для монолита требуется смонтировать опалубку по всей площади перекрываемого помещения из профлиста или ламинированной фанеры и установить подпорки. Качественно связать пространственный арматурный каркас.
Сделать монолитное перекрытие на длинных пролётах, свыше 7 метров, не всегда рентабельно, т.к. оно получится очень тяжелым, и фактически «съест» само себя.
Ко всему вышесказанному добавим, что при необходимости реконструкции каменного дома, если заказчик хочет заменить старые и прогнившие деревянные перекрытия, сразу отпадает вариант с плитами, а массу монолита может просто не выдержать фундамент и грунтовое основание.
Я построил одноэтажный дом из газобетона с плоской крышей. Перекрытие сборно-монолитное. При его монтаже возникла проблема, как поднять балки с бетонным основанием. Если балку длиной 3500 мм и весом 60 кг можно закинуть вдвоём на стену высотой 3 м, то с балками длиной 6500 мм и весом 110 кг это уже не получится. Нужны помощники, а лучше кран, который придётся брать в аренду.
Этот вариант балок уже устаревший, и некоторые производители предлагают более легкие балки, на основе профиля из оцинкованной стали, на котором смонтирован арматурный каркас.
Т.е. поднять и смонтировать такую балку можно вручную, без использования подъёмной техники.
На конечный вес такой балки также влияет количество прутков дополнительной продольной арматуры. Её диаметр и количество стержней подбирается на основе конструкторского расчёта несущей способности сборно-монолитного перекрытия.
Ещё один плюс СМП — возможность гибко подбирать несущую способность перекрытия в зависимости от предполагаемых эксплуатационных нагрузок.
Заполнителем (несъёмной опалубкой), между металлических балок, могут стать обычные, сравнительно лёгкие рядовые, а не специальные Т-образные, газобетонные, полистиролбетонные, керамзитобетонные блоки, а также блоки из теплой керамики.
Возникает вопрос с пожароопасностью такого варианта перекрытия, но в Европе такой заполнитель часто встречается даже при строительстве многоэтажных домов.
Сборно-монолитное перекрытие обладает меньшим весом, чем монолитное. Это, в свою очередь, снижает нагрузки на стены, фундамент и грунт. Поэтому СМП можно применять при реновации зданий и замене старых и ослабленных перекрытий в жилых домах.
Балки могут быть разной длины, их можно стыковать под углом, соответственно, появляется возможность перекрывать помещения сложной конфигурации.
Добавим, что СПМ обладает высокой несущей способностью. За счёт увеличения высоты сечения балки, использования дополнительной продольной арматуры появляется возможность перекрывать безопорные пролёты длиной до 16 метров.
Ещё одно преимущество сборно-монолитного перекрытия – отпадает необходимость устройства армопояса, т.к. он заливается одновременно с перекрытием, что также упрощает и удешевляет работы. В перекрытие можно сразу замонолитить трубы тёплого пола.
Протянув бетон, по заранее установленным «маякам», сразу получить ровную поверхность, готовую для укладки чистового напольного покрытия.
Сборно-монолитное перекрытие: практическая информация
Хотя СМП нельзя назвать новинкой, а его монтаж по принципу конструктора не вызывает сложностей даже у новичков, у многих пользователей портала появляются вопросы: что использовать в качестве временных подпорок под балки с уложенными блоками: доски, брус или телескопические стойки?
Я думаю, что проще купить куба полтора досок не высшего сорта и пустить их на подпорки, чем брать в аренду стойки на месяц. Доски потом можно использовать на что-то ещё на стропильную систему.
Я много лет профессионально занимаюсь монолитными работами и могу сказать, что металлические телескопические стойки по всем показателям выигрывают у подпорок из досок. Стойки ставятся за несколько минут. Двигая стойку вверх-вниз, достигается миллиметровая точность установки под балками. С досками придётся ловить сантиметры, вбивать клинья, чтобы надёжно упереть их, раскреплять укосинами, потом всё это разбирать, а это потеря времени, а значит и денег.
Стойки ставятся на расстоянии, в среднем, 1.5 м друг от друга. Важный момент: монтируя стойки, сразу думаем, на чём они будут стоять. Для упора нужно прочное основание с хорошей несущей способностью. Если это не утрамбованный грунт или плита фундамента, то существует опасность продавливания стойки, под весом бетона вниз, даже если стойка стоит на прокладке из доски.
При самостоятельном устройстве сборно-монолитного перекрытия нужно обратить внимание на следующий момент — необходимость устройства бетонной диафрагмы.
Бетонная диафрагма — это верхний слой бетона, толщиной около 5 см, расположенный непосредственно над вставками, газобетонными блоками и т.п. и формирующий верхнюю поверхность перекрытия, предназначенную для эксплуатации.
Я сделал сборно-монолитное перекрытие толщиной 200 мм. Заливал только каркас между блоками. Т.е. фактически отлил бетонные балки. Через 20 дней убрал стойки в подвале, на перекрытие между несущих колонн поставил 25 тонн блоков. Отлично всё получилось, ни единой трещинки. Полагаю, что несущая способность такого перекрытия определяется, в первую очередь, правильным арматурным каркасом и маркой бетона. Не думаю, что слой в 5 см поверх блоков сильно её повысит.
Тиберий считает, что в этом случае не получилось сборно-монолитное перекрытие, т.к. в перекрытии работает тавровое сечение. alexxx0677 же смонтировал обычные ж/б балки, между которыми уложены блоки, и только эти балки определяют несущую способность перекрытия. Стяжка поверх блоков придаст жёсткости перекрытию, но не в той мере, как если бы она была залита единым элементом (диафрагмой) с балками.
В случае, если в верх сборно-монолитного перекрытия замоноличиваются трубы теплого пола, то толщина бетонной мембраны перекрытия берётся от 8 до 10 см, в зависимости от типа чистового покрытия (керамическая плитка, ламинат и т.д.). Нужно учитывать, что увеличение толщины бетонной мембраны на 1 см приводит к снижению полезной нагрузки на 25 кг/кв. м. Если мы вместо 5 сделаем толщину диафрагмы в 10 см, то «потеряем» 125 кг/кв. м полезной нагрузки перекрытия.
И в заключении статьи приведём затраты на этот вариант перекрытия. В среднем, 1 кв. м СПМ обходится в +/- 2000 рублей, без учёта цены работы строителей по его монтажу. Стоимость приведена примерно, т.к. в разных регионах могут быть разные цены на балки, бетон, вкладыши, аренду бетононасоса и оплату труда рабочих.
Я делал перекрытия для своего дома. По факту вышло 154 кв. м. Цоколь перекрыл плитами, потратил 290 тыс. руб. Первый этаж перекрыл СМП, потратил 354 тыс. руб. Цены с учётом материала, доставки и работы.
Мне в Ростове залили монолитное перекрытие 10х12 м толщиной 180 мм. На всё про всё потратил 233 тыс. руб. СМП считал, выходило дороже, и делать его толком никто не умеет.
По мнению участника портала Фельдмаршала, сборно-монолитное перекрытие дороже плит перекрытия, но дешевле и менее трудоёмко, чем монолитное, т.к. считать всё надо в комплексе. Т.е., во сколько в итоге обходится всё перекрытие под укладку чистового покрытия, а не только сколько стоит сделать одну плиту перекрытия, без учёта затрат на монтаж-демонтаж опалубки, сложности и скорости работ и аренды тяжелой строительной техники.
Узнать, как добиться существенного повышения несущей способности СМП, а также задать вопрос по особенностям его монтажа можно в теме сборно-монолитное перекрытие.
В видео показываются два варианта балок для сборно-монолитного перекрытия из газобетона.
Основные правила устройства монолитных перекрытий
Самым надежным (но не всегда целесообразным) вариантом междуэтажного перекрытия является монолитное перекрытие. Оно выполняется из бетона и арматуры. О правилах устройства монолитных перекрытий читайте в этой статье. Разбор характеристик видов и применения, устройства монолитных перекрытий.
В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий
Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?
Определение требуемой толщины монолитного перекрытия
Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение – отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм – 150мм.
Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.
НДС перекрытий
Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.
Рассмотрим два случая – свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.
Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).
Разница в моментах Мх.
Разница в моментах Му.
Разница в подборе верхнего армирования по Х.
Разница в подборе верхнего армирования по У.
Разница в подборе нижнего армирования по Х.
Разница в подборе нижнего армирования по У.
Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления – ещё и поворот.
Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.
Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование
Бетон отлично работает на сжатие. Арматура – на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).
Расстояние между арматурными стержнями – это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.
В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть – именно здесь возникают наибольшие напряжения.
Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).
В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила “среза”) воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор – стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.
Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.
Монтаж арматуры перекрытия.
Заливка перекрытия бетоном.
Расчет монолитного перекрытия пример
Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами. Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?
В расчёте приняты следующие нагрузки:
Общий вид расчетной схемы.
Схема деформации плит под нагрузкой.
Подбор верхнего армирования по Х.
Подбор верхнего армирования по У.
Подбор нижнего армирования по Х.
Подбор нижнего армирования по У.
Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:
Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.
Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.
Толщина монолитного перекрытия
В соответствии с выполненными расчетами можно порекомендовать, для устройства монолитных перекрытий, в частных домах толщину перекрытия 150мм, для пролетов до 4,5м и 200мм до 6м. Превышать пролет в 6м нежелательно. Диаметр арматуры зависит не только от нагрузки и пролета, но и от толщины плиты. Устанавливаемая зачастую арматура диаметром 12мм и шагом 200мм сформирует существенный запас. Обычно можно обойтись 8мм при шаге 150мм или 10мм с шагом 200мм. Даже это армирование едва ли будет работать на пределе. Полезная нагрузка принята на уровне 300кг/м2 – в жилье её может сформировать, разве что, крупный шкаф полностью заполненный книгами. Реально действующая нагрузка в жилых домах, как правило, существенно меньше.
Общее требуемое количество арматуры легко определить исходя из усредненного весового коэффициента армирования 80кг/м3. То есть для устройства перекрытия площадью 50м2 при толщине 20см (0,2м) понадобится 50*0,2*80=800кг арматуры (примерно).
При наличии сосредоточенных или более существенных нагрузок и пролетов, применять указанные в данной статье диаметр и шаг арматуры для устройства монолитного перекрытия нельзя. Потребуется расчет для соответствующих значений.