Пошаговое армирование плиты перекрытия своими руками

Рубрика: Технические науки

Рассчитываем количество арматуры

Для возведения монолитных основ обычно применяются прутья диаметром не меньше 10 мм. Чтобы рассчитать необходимое количество материала, достаточно знать следующие показатели:

  • Стандартная длина армирующих прутьев составляет 6 м.
  • На стыках стержней перехлест должен составлять не менее 0,4-0,6 м.
  • Арматура с ячейками 15 х 15 или 20 х 20 см, укладывается 2 слоями.

Исходя из этого довольно просто рассчитать сколько материала потребуется. Допустим, мы укладываем плиту высотой 400 мм, длиной 4000 мм и шириной 6000 мм. При этом применяется арматура диаметром 12 мм. В этом случае нам потребуется 500 м прутьев. В горизонтальном армопоясе получится 21 ряд стержней, а в вертикальном – 31.

Более точный объем материала зависит от конкретного проекта. Поэтому для правильного расчета и укладки арматуры в плитный фундамент стоит дополнительно изучить СП 50-101-2004 пункты 5 и 12.5, где перечислены все требования, предъявляемые к сооружениям этого типа.

Дополнительно потребуется приобрести специальную вязальную проволоку, с помощью которой будут скрепляться стрежни армопоясов. Ее объем зависит от количества стыков каркаса. Зная эти данные можно легко рассчитать, сколько проволоки потребуется для работы. Обычно один кусок вязального материала составляет 30 см (для прочности он складывается в 2 раза).

Полезно! Стержни можно сварить, однако такая конструкция будет отличаться меньшей прочностью.

Чаще всего при вязке арматуры для плитного фундамента используется термически обработанная катанка диаметром 1,2 – 1, 4 мм, она подходит для прутьев размером от 8 до 12 мм.

Полезно! Если приобрести более толстую проволоку, то будет очень сложно формировать из нее узлы. Очень тонкая катанка может порваться в процессе вязки нарезанных прутков.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

В принципе здесь все интуитивно понятно. Заполняйте графы исходных данных, не забывая смотреть на представленный рисунок.

Пояснения же здесь требует лишь графа «Запас», которая учитывает запас арматуры на обрезки и нахлест. Обычно для этого хватает 5%, но вы можете установить любое другое значение.

Результат

С таблицей результатов аналогично. В ней отдельно представлены требуемый объем бетона и его стоимость, а также общая длина, масса и стоимость каждой из позиций арматуры в отдельности. В случае с позицией 3 можно еще и количество стержней узнать, но только для типов 1 и 3. Замыкает таблицу графа, где указываются общие затраты на возведение конструкции.

Варианты подсчета нормы

Выполнить расчёт расхода арматуры на куб бетона несложно. Между рядами несущей конструкции при устойчивом грунте (не подверженном плавучести и вспучиванию) расстояние может составлять 20–30 сантиметров. От всех краёв необходимо отступить по 5 сантиметров, чтобы раствор полностью скрывал каркас и защищал от его влияния окружающей среды (от коррозии). Для поперечных полос армирующего каркаса в целях экономии выбирают продукцию наименьшего диаметра и стоимости.

Поведение бетонных конструкций без арматуры под действием нагрузок

Пример проведения расчетов №1 (1 м³)

Расчёт расхода арматуры диаметром 12 миллиметров для горизонтальных рядов:

  • В одном бетонном кубе (то есть в блоке длиной, шириной и высотой по 100 см) поместится 4 продольных ряда (шаг 30).
  • В каждом ряду будет по 4 полосы.
  • Итого: 4*4=16 девяностосантиметровых прутьев (100-2*5).
  • Общая протяжённость армирующих элементов равна 16*90=1440 (14,4 м).

Вычисление расхода арматуры для поперечных горизонтальных и вертикальных элементов, выполненных из материала толщиной 8 мм:

Расчет арматуры для свайного фундамента

  • В одном поперечном сечении поместится по 4 лежачих и стоячих девяностосантиметровых прута (всего 8).
  • Сечение повторяется каждые 0,3 ед., а значит, в одном кубе оно присутствует 4 раза.
  • Итого: 8*4=32 девяностосантиметровых металлопрута, расположенных по ширине в одном кубе бетона.
  • Итоговая протяжённость материала равна 32*90 = 2880 (28,8 м).

Вывод: для укрепления бетонного блока размером 1 м³ понадобится 14,4 двенадцатимиллиметровой и 28,8 метра восьмимиллиметровой арматуры.

Для расчёта общего количества стройматериала, необходимого для укрепления конкретного фундамента, нужно знать его тип и точные размеры.

Читайте также:  Звукоизоляция пола 2 этажа в деревянном доме

Пример проведения расчетов №2 (ленточный образец)

Вычисление количества металлопродукции для укрепления ленточного фундамента шириной 40, периметром 3000 (9*6), высотой 100 сантиметров:

Расчет арматуры

  • В ширине поместится 2 полосы арматуры (шаг — 30 см, толщина — 10 мм).
  • В основании глубиной 1 метр поместится 4 горизонтальных ряда.
  • Итого: 4*2=8 полос, длиной равных периметру опорных частей, то есть 3000 сантиметров.
  • Итоговая протяжённость равна 8*300=24000 (240 м).
  • В поперечном сечении поместится: 4 горизонтальных ряда тридцатисантиметровых прутьев толщиной 6: по формуле (40–2*5) и 2 вертикальных девяностосантиметровых металлопрута (100–2*5).
  • Итого: 4*30+2*90=120+180=300 (3 м) арматуры в одном рассматриваемом отрезке.
  • Периметр основания — 3000, а поперченное сечение будет повторяться каждые 30 см, то есть 3000/30=100 раз.
  • Итоговая протяжённость равна 100*300 = 30000 (300 м).

Вывод: для укрепления ленточного фундамента шириной 40, а глубиной 100 сантиметров для дома 6*9 понадобится 240 десятимиллиметровой и 300 метров шестимиллиметровой металлопродукции.

Схема монтажа фундамента

Процесс армирования

  1. Рассчитываем нагрузку. Перед началом работы проводятся точные расчеты статистической нагрузки для будущей конструкции:
  • действующие – такие как вес плиты, отделочного материала, потолка и стен;
  • временные – например, мебель, люди, оборудование.

Учитывая результаты, выбираем бетон, толщину плиты, необходимое армирование и схему армирования.

  1. Делаем опалубку. В обязательном порядке устанавливается по всей длине плиты. На телескопические стойки крепятся продольные балки и поднимаются на необходимую высоту, после чего монтируются поперечные бруски, и к ним закрепляется фанера. Готовая конструкция выравнивается с помощью нивелира либо уровня.
  2. Изготавливаем каркас. Он мастерится по готовой схеме. Приблизительный размер ячеек 150 на 150 мм или 200 на 200 мм. Продольные участки каркаса должны быть целыми. При нехватке длины арматура выкладывается внахлест на минимальном расстоянии, которое равно 40 мм в диаметре. Арматура между собой не приваривается, для закрепления используется проволока, тогда конструкция выходит подвижной. Дополнительная арматура располагается между слоями каркаса и создается из дополнительных прутьев (длиной от 400 до 1500 мм). Сам каркас должен быть полностью погружен в бетон. Расстояние от опалубки до каркаса – от 20 мм.
  3. Завершающим этапом является заливка. Бетон заливается один раз, лучше пользоваться бетононасосом. После того как смесь залита, ее надо хорошо уплотнить. Чтобы уберечь готовое изделие от появления микротрещин, пару дней нужно увлажнять плиту, разбрызгивая на нее небольшое количество воды. После полного застывания бетона изделие готово к эксплуатации.

В итоге получается надежная постройка, которая без проблем переживет механические нагрузки.

Этап 6: Расчетные допущения

Согласно СНиП 52-01-2003 и СП 52-101-2003 в основе расчета ж/б элементов лежит следующая информация:

  • Сопротивление бетона растяжению принимается нулевым значением. Причиной такого допущения является разница в сопротивлении растяжения между бетоном и арматурой. Значение сопротивления арматуры к таким нагрузкам превосходит бетон приблизительно в 100 раз. В итоге получается, что на растяжении работает только арматура.
  • Сопротивление бетона сжатию принимается значением определенным равномерным распределением по существующей зоне сжатия. В итоге данное сопротивление бетона не должно приниматься более чем расчетное сопротивление Rb.
  • Значение максимального растяжения в арматуре не должно превышать значение расчетного сопротивления Rs..

Чтобы устранить возможность образования эффекта пластического шарнира (где значение изгибающего момента отдалена от нуля, вследствие чего происходит обрушение конструкции) соотношение ξ сжатой зоны бетона «y» расстоянию от центра тяжести арматуры до верха балки h0, ξ=у/ho (6.1) не должно превышать предельное значение ξR.

Для определения предельного значения используется следующая формула:

Формула (6.2) является эмпирической (опирающейся на непосредственное наблюдение) и выведена при проектировании железобетонных конструкций. Значение Rs — это сопротивление арматуры измеряемое в мПа (миллипаскалях). В тоже время, данный этап работ допускает использование таблицы 1.

Значение aR обозначает расстояние от центральной точки поперечного сечения арматуры до нижнего уровня балки. С увеличением этого расстояния (его минимальное значение не должно быть не меньше диаметра самой арматуры и не меньше 10 мм) усиливается сцепление арматуры с бетоном. Однако вместе с этим уменьшается полезное значение h0.

Таблица 1. Граничные значения относительной высоты сжатой зоны бетона:

Класс арматуры A240 A300 A400 A500 B500
Значение ξR 0,612 0,577 0,531 0,493 0,502
Значение aR 0,425 0,411 0,390 0,372 0,376

Если расчеты проводятся недостаточно квалифицированными проектировщиками (грубо говоря — не профессионалами) с целью предостережения, рекомендуется занижать значение сжатой зоны ξR в 1.5 раза.

В нашем случае, а=200 мм.

Если ξξR или же в сжатой зоне отсутствует арматура, для проверки прочности бетона используется следующая формула:

Читайте также:  Армирование монолитной плиты перекрытия своими руками

Смысл данной формулы следующий: поскольку любой момент может быть представлен в виде силы работающей с плечом, то в отношении бетона должно быть применено вышеприведенное условие.

При том же ξξR для проверки прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой используется следующая формула:

Смысл данной формулы следующий: согласно расчету, арматура должна выдерживать нагрузку равную той, что выдерживает бетон. Поскольку как первый, так и последний испытывает действие одинаковой силы с аналогичным плечом.

Данная расчетная схема не является единственной, расчет может быть произведен относительно центра тяжести приведенного сечения. Но стоит заметить, что железобетон является композитным (искусственно созданным сплошным материалом с неоднородным составом) материалом, за счет чего его расчет по предельным напряжениям (при сжимании или растяжении) возникающим в поперечном сечении ж/б балки достаточно непростая задача. В тоже время железобетон в этом не одинок. Разброс прочностных характеристик встречается у таких конструкционных материалов как сталь, алюминий и т.п. Сюда же можно отнести древесину, кирпич, а также полимерные композитные материалы.

Для определения высоты сжатой зоны бетона при отсутствии в ней арматуры используется следующая формула:

Для возможности определения сечения арматуры нужно определить коэффициент am:

Если аm < aR тогда необходимость наличия арматуры в сжатой зоне полностью отпадает. В свою очередь для определения аR используется таблица 1.

В случае отсутствия арматуры в сжатой зоне, для определения сечения арматуры используется следующая формула:

Монолитные перекрытия схема армирования

Схемы армирования могут иметь различия (зависят от вида используемых плит), но принцип армирования для любого способа один и тот же: вся нагрузка идет сверху и равномерно распределяется по всей площади. То есть, верхняя арматура получает сжимающую нагрузку, а основной рабочей является – нижняя, которая также переносит растягивающие нагрузки.

Структура армированного монолитного перекрытия: верхняя и нижняя часть плиты со стержнями, специальные подставки из катанки и армирование, главной задачей которого является перераспределение нагрузки.

Как правило, для соединения арматуры принято использовать один из представленных видов стыков:

Стыки внахлест (не используется сварка, размер профиля составляет – до 40 мм): прямые концы стержней; концы с загибами, а также прямые концы с приваркой.

Различные механические соединения или сварка: (используется сварочное соединение, размер профиля составляет – до 40 мм); применяются разного рода изделия для стыковки (муфты и т.д.)

Используя гнутую арматуру (угол изгиба не более 180 градусов) следует учитывать, что минимальный диаметр загиба должен иметь такие размеры, которые бы не смогли нарушить структуру бетона: разрушение и раскалывание материала как в месте загиба, так и внутри бетона.

Перекрытия можно подразделить на балочные, а также имеющие направленность действия в обе стороны (одно и многопролетные, а также так называемые – неразрезные). Перекрытия называют балочными в том случае если усилие, действующее в одном направлении, имеет незначительные показатели, в отличии от усилия, действующего в обратном направлении. К таким перекрытиям относятся: плоские прямоугольной формы плиты, опертые с двух сторон и имеющие равномерную нагрузку, а также изделия, которые защемлены с нескольких сторон при соотношении пролетов, которые имеют значения размеров больше определенного.

К перекрытиям действие которых основывается на работе в обоих направлениях относятся имеющие разнообразную форму плиты (кольцевые, с прямоугольной, круглой формой), а также плиты без балочных перекрытий опертые на точки.

Для того чтобы армировать монолитные перекрытия, как правило используются: вязанная арматура, а также специально предназначенные сварные сетки (стандартный вариант). Вязанная арматура, а именно диаметр ее прута составляет не мене 6 мм, сварной – не менее 3 мм. В тех случаях, когда толщина плиты составляет меньше чем 15 см, необходимые значения расстояния между стержнями (их осями) как внизу, так и над опорой должны составлять не больше 20 см. Если же толщина больше чем 15 см – следует учесть, что расстояние должно быть не больше чем 40 см.

При выборе материала для армированного монолитного перекрытия следует обратить внимание на то, что плиты могут значительно различаться по своей структуре. Наиболее популярными на сегодняшний день являются пустотные плиты, основными их достоинствами являются: легкий вес и удобство транспортировки и монтажа

Читайте также:  Как утеплить пол в деревянном доме снизу, не вскрывая пол

Заметим, что пустоты данного материала могут быть самой разнообразной формы: вертикальные, а также в форме овала или круга. Изготавливаются такие плиты из тяжелого бетона (класс: В15 и В20). Для продольной арматуры используется сталь (маркировка АIIIв).

Благодаря широкому разнообразию плит и их характеристикам можно подобрать необходимый материал для качественного армированного монолитного перекрытия с учетом всех нюансов: назначения, климатических условий, а также природных особенностей местности в котором и будет возведено строение.

Как правильно вязать арматуру для монолитной плиты – общие сведения

Существует принципиальная разница между плитами бетонными и железобетонными, используемыми в строительной сфере. Последние способны воспринимать значительные нагрузки за счет усиления бетонного массива с помощью арматурной решетки.

Плитный фундамент – важный элемент здания, состоящий из следующих составных частей:

  • песчано-щебеночной подушки, демпфирующей реакцию грунта;
  • марочного бетона, изготовленного по стандартной рецептуре;
  • силовой решетки, для изготовления которой можно взять арматурные стержни.

Надежность и долговечность фундаментной основы определяется качеством изготовления плиты, верхней части которой приходится воспринимать вес строения, а нижней – компенсировать реакцию почвы.

Для монолитной плиты вязка арматуры гораздо проще, чем для ленточного фундамента

Как правильно вязать арматуру для монолитной плиты – общие сведения

Расположенная внутри бетонного массива силовая решетка из стальной арматуры выполняет ряд серьезных задач:

  • обеспечивает запас прочности фундамента;
  • предотвращает разрушение плиты и образование трещин;
  • воспринимает сжимающие нагрузки и изгибающие моменты.

Цельная плита представляет собой плавающий фундамент, обеспечивающий целостность строения при подвижках грунта. Конструкция обеспечивает устойчивость зданий на проблемных почвах при условии правильной вязки элементов арматурной решетки и использовании качественного выполнении вязальных работ следует руководствоваться требованиями государственного стандарта, а также строительных норм и правил, регламентирующих особенности вязки.

Остановимся более детально на требованиях, предъявляемых к арматурной решетке и нюансах вязки:

  • для изготовления решетки используют ребристые прутья, обеспечивающие повышенное сцепление элементов;
  • формируют два яруса силовых решеток, соединенных между собой вертикальными прутьями при толщине бетона 15 см и более;
  • выполняют однослойное армирование решеткой с ячейками квадратного сечения размером от 20х20 см до 40х40 см при толщине плиты менее 15 см;
  • используют для жесткого соединения элементов арматурного каркаса отожженную проволоку, предназначенную для вязания арматуры.

Отвечая на вопрос об особенностях правильной вязки арматурных элементов, предназначенных для усиления монолитного фундамента, специалисты рекомендуют использовать следующие методы вязки:

Вязка арматуры начинается с покупки металла, количество которого сначала необходимо вычислить с минимально возможным запасом

  • ручной, обеспечивающие надежную фиксацию при минимальных затратах. Для соединения прутков необходимо приложить значительные усилия при выполнении работ кусачками или с помощью вязального крючка;
  • полуавтоматический, позволяющий выполнять увеличенный объем работ за счет применения специального реверсивного устройства. Вращение крючка происходит в результате возвратно-поступательного перемещения корпуса;
  • автоматический, предназначенный для ускоренной вязки арматуры на крупных промышленных объектах. Применение специального пистолета для вязания или шуруповерта с насадкой обеспечивает повышенную эффективность работ.

Выбор инструмента для вязания осуществляется индивидуально в зависимости от объема выполняемых работ:

Как правильно вязать арматуру для монолитной плиты – общие сведения
  • для разовой сборки арматурной решетки подойдет вязальный крючок или реверсивное устройство;
  • при изготовлении арматурных каркасов в промышленных масштабах следует использовать автоматический пистолет.

При выполнении работ следует соблюдать ряд правил:

  • для обеспечения прочного соединения стержней правильно использовать вязальную проволоку с диаметром поперечного сечения 0,8-1,4 мм;
  • соединение отдельных стержней следует производить проволокой в участках их взаимного пересечения;
  • при закручивании проволоки следует прилагать усилие, обеспечивающее жесткую фиксацию арматурных стержней

Технология изготовление решеток способом связывания превосходит метод сварки арматуры, при котором возникает локальный перегрев и значительно снижается прочность.

Проведение расчетов

Прежде чем начинать работы, необходимо выполнить расчет армирования монолитной плиты перекрытия. При этом можно учесть площадь постройки, которая в примере будет равна 6 x 6 м. Здесь учитываются поперечные стены.

Проведение расчетов

Толщина плиты будет равна 160 мм. Сечение перекрытия с учетом стальной арматуры равно 14 см2. В основе конструкции будет лежать бетон марки В200. При этом расчет армирования плиты перекрытия будет выглядеть следующим образом: Rb = 117 кг/см2, Rbin = 14,3 кг/см2, Eb = 3,1*10 ‘5 кг/см. Используемая арматура соответствует классу А-500С. Дальнейшие расчеты таковы: Rs = 4500 kg/cm2, E2 = 5,5*10 ‘5 кг/см. Если же использовать в работе арматуру из стеклопластика класса АКП-СП, расчеты будут выглядеть по-другому: Rs = 12 000 кг/см2, E = 5,5*10 ‘5 кг/см.