Запас прочности плиты перекрытия

Технические характеристики пустотных плит перекрытия

Возведение многоэтажных зданий связано не только с разработкой проекта и определением места строительства. Важный момент – правильно выбрать железобетонные конструкции, к которым относятся пустотелые плиты перекрытия. Они используются в качестве связующих элементов при формировании межэтажной основы в постройках сборного типа и сборно-монолитных зданиях.

Повышенная несущая способность железобетонных элементов обеспечивает устойчивость возводимых строений. Перекрытия пустотные усиливаются предварительно напряженными стальными прутьями, эффективно поглощают шумы, обеспечивают надежную теплоизоляцию, обладают повышенной стойкостью к воздействию влаги и температуры.

Применяя плиты пустотные в строительной отрасли важно знать их эксплуатационные характеристики, конструктивные отличия, особенности изготовления, а также уметь расшифровать маркировку пустотной панели и выбрать плиту перекрытия в соответствии с действующей нагрузкой. Остановимся подробно на этих особенностях.

Плиты перекрытия пустотные давно стали самым распространенным способом монтажа этой системы

Пустотелые плиты перекрытия – изготовление и конструкция

Панели перекрытия изготавливаются предприятиями по производству железобетона по различной технологии:

• безопалубочным путем на специальном оборудовании с применением вибрационной трамбовки. На автоматизированной линии формируются панели пустотные, размеры которых определяются индивидуально путем резки непрерывно перемещающегося бетонного массива. В зависимости от требований клиента определяется длина, на которую разрезается пустотка. Габарит продукции, маркируемой ПБ, не превышает 12 м;
• путем заливки бетонной смесью стационарно расположенной металлической опалубки длиной до 9 метров. В форме закреплены предварительно напряженные арматурные прутья и стальная сетка. Залитая бетонным раствором конструкция, находящаяся в каркасе, подвергается виброуплотнению и тепловой обработке в пропарочных камерах. Извлечение плиты и дальнейшее перемещение производится с помощью строповочных проушин. Стройматериал обозначается индексом ПК.

Элементы перекрытия пустотные конструктивно представляют собой железобетонный параллелепипед с полостями круглого сечения, выполненными параллельно продольной оси.

Наличие цилиндрических полостей повышает эксплуатационные характеристики:

• положительно влияет на прочностные характеристики;
• улучшает теплоизоляционные характеристики;
• облегчает процесс прокладки инженерных коммуникаций;
• снижает степень воздействия внешних шумов.

Плиты перекрытия пустотные выпускаются в широкой номенклатуре, но их параметры достаточно жестко нормируются стандартами и строительными нормами

Пустотная панель производится из бетонного раствора тяжелых марок (М300–М400), усиливается стальной сеткой и специальной арматурой класса А3-А4, отличающейся повышенной устойчивостью к коррозионным процессам.

Пустотные плиты перекрытия – характеристика

Основными качествами облегченных пустотелых элементов являются:

• повышенные прочностные характеристики;
• уменьшенный по сравнению с полнотелыми конструкциями вес;
• приемлемая цена;
• высокая степень надежности;
• теплоизоляционные свойства;
• надежная звукоизоляция;
• стойкость к воздействию огня.

Высокие эксплуатационные характеристики продукции с цилиндрическими полостями способствуют росту их популярности при возведении многоэтажных зданий.

Маркировка пустотных плит перекрытия – расшифровка аббревиатуры

Вся продукция, выпускаемая предприятиями железобетонных изделий, маркируется согласно требованиям стандарта. Это позволяет заказчикам и проектировщикам по маркировке определить необходимые параметры.

Маркировка стандартизована, например, ПБ 12-10-8

Например, продукция с маркировкой ПК 23.15-8 расшифровывается следующим образом:

• ПК – обозначает плиту перекрытия с круглыми каналами, произведенную методом заливки в опалубку;
• 23 – округленный размер изделия длиной 2280 мм, выраженный в дециметрах;
• 15 – соответствует ширине, равной 1490 мм с округлением до дециметров;
• 8 – допускаемая нагрузка на поверхность, соответствующая для данного стройматериала 800 кгс/м2, не учитывающая собственную массу.

Аналогичным образом можно расшифровать пустотную панель с обозначением ПБ 72.15-12,5:

• ПБ – соответствует панели с цилиндрическими полостями, изготовленной безопалубочным методом;
• 72 – округленный до дециметров размер изделия длиной 7180 мм;
• 15 – соответствует ширине 1490 мм, округленной до дециметров;
• 12,5 – нагрузка на поверхность, соответствующая для данного изделия 1250 кгс/м2, не учитывающая собственную массу.

Размеры бетонных плит перекрытия

Предназначенные для формирования межэтажного перекрытия плиты изготавливаются согласно действующему стандарту.

На схеме видно, что основными геометрическими параметрами являются длина L, ширина B и высота H

Нормативным документом регламентируются следующие параметры:

• длина изделия, составляющая 1,68–12 м;
• ширина панели 0,98–1,48 м;
• толщина плиты, равная 22 см;
• диаметр цилиндрических полостей, находящихся в интервале 11,4–15,9 см;
• марка бетона, из которого изготовлена строительная продукция М200–М400;
• расход бетона, а также стальной арматуры для изготовления продукции;
• масса конструкции 0,75–5 т;
• величина расчетного усилия, выраженного в кгс/м2 800–

В зависимости от требований заказчика и области применения длина, ширина, толщина, а также диаметр каналов могут изменяться. Соответствие изделий требованиям государственного стандарта, соблюдение технологии изготовления являются гарантией надежности продукции, применяемой для формирования межэтажных оснований.

Какую нагрузку выдерживает плита перекрытия

Несущая способность пустотных плит перекрытия определяется стандартом, обеспечивается конструкцией изделия, применяемыми при изготовлении материалами, соблюдением технологических требований.

Чтобы определить, какую конструкцию перекрытия монтировать в доме, необходимо провести предварительный расчет, который, прежде всего, опирается на величину нагрузок

Элементы межэтажной основы с цилиндрическими каналами воспринимают следующие виды усилий:

• постоянно действующие с верхней и нижней части статические нагрузки. Они создаются напольным покрытием, массой стяжки, элементами утепления, весом подвесного потолка, межкомнатных перегородок, колонн, мебели, осветительных приборов;
• динамические усилия переменного характера, которые создаются перемещающимися по поверхности межэтажного основания людьми, домашними животными и подвижными элементами интерьера (мебелью и предметами на роликоопорах).

По площади приложения действующие усилия делятся следующим образом:

• локальные или точечные, создаваемые подвешенным к потолку оборудованием или установленными колоннами;
• распределенные, которая создается подвешенным навесным оборудованием, например, подвесным потолком или установленной на пол мебелью и предметами интерьера.

Довольно часто воздействие распределенных и точечных усилий осуществляется комплексно.

Плиты, усиление которых было нарушено, не смогут выдерживать большую нагрузку

Расчет максимальной нагрузки, которую способна выдержать бетонная панель, выполняют следующим образом:

1. Разрабатывают детальную схему строения, учитывающую количество опорных элементов и особенности их размещения.
2. Рассчитывают общую массу конструкций и элементов, воздействующих на несущую поверхность.
3. Определяют действующие нагрузки путем деления суммарных усилий на количество межэтажных панелей.

При выполнении расчетов в обязательном порядке учитывают массу:

• межкомнатных перегородок;
• цементной стяжки;
• материалов для утепления;
• напольного покрытия;
• мебели и оборудования.

На примере опорной конструкции с маркировкой ПК 23.15-8 (габаритом 1490х2280 мм, массой 1180 кг), допускаемая нагрузка на которую составляет 800 кгс/м2, рассмотрим алгоритм расчета:

1. Определяем площадь основы путем перемножения габаритов 1,49 м х 2,28 м = 3,4 м2.
2. Вычисляем действующую на квадратный метр основания нагрузку 1180:3,4=347 кг.
3. Отнимаем от допускаемого стандартом усилия собственную массу 800-347=453 кг.
4. Суммируем действующий на квадратный метр площади общий вес цементной стяжки, напольного покрытия, мебели, перегородок и людей (допустим, 250 кг).
5. Сравниваем результат с ранее полученным значением 453-250=103 кг.
6. Разница в 103 кг свидетельствует о достаточном запасе прочности на квадратный метр площади основания.

Основным правилом надежного устройства плит перекрытия, которое должен содержать чертеж, считается точное соблюдение параметров опоры на стены

Большинство выпускаемых панелей рассчитаны на восприятие стандартной нагрузки, равной 800 кг/м2. Указанное значение является оптимальным для большинства жилых помещений. Однако, при необходимости, можно использовать изделия, способные воспринимать на квадратный метр поверхности нагрузку, равную 1–1,6 тонны.

Плиты пустотные – преимущества продукции

Главными достоинствами популярного строительного материала является:

• отсутствие необходимости в монтаже промежуточных опорных балок при возведении строительных конструкций;
• ускоренные темпы выполнения строительных мероприятий;
• повышенная прочность произведенных промышленным образом изделий;
• расширенная номенклатура выпускаемой продукции, позволяющая выбрать стройматериал требуемого размера;
• отсутствие усадки, обеспечивающее соответствие размеров;
• повышенная плоскостность, облегчающая процесс дальнейшей отделки;
• устойчивость к воздействию вибрации, повышенной влажности, коррозии;
• стойкость к повреждению грызунами и различными насекомыми;
• возможность применения в различных климатических районах;
• сохранение целостности при сейсмическом воздействии до 9 баллов.

К недостаткам относится только повышенная масса изделий, которые нуждаются в специальном грузоподъемном оборудовании для перемещения.

Итоги

Высокие эксплуатационные характеристики, которые имеют пустотелые элементы, в полном объеме оценили специалисты проектных организаций и профессиональные строители. Это позволяет широко применять их в строительстве. Материал статьи поможет более детально ознакомиться с необходимой в многоэтажном строительстве продукцией.

Запас прочности плиты перекрытия

ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЛЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Типы и основные параметры

Reinforced concrete panels for floors in residential buildings. Types and basic parameters

Дата введения 2017-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «ЦНИИЭП жилища — институт комплексного проектирования жилых и общественных зданий» (АО «ЦНИИЭП жилища»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. N 82-П)

За принятие проголосовали:

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2015 г. N 2077-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 26434-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 ВЗАМЕН 26434-85*
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 26434-85. — Примечание изготовителя базы данных.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2017 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает типы, основные размеры и параметры плит перекрытий, общие технические требования к ним.

Настоящий стандарт распространяется на сборные железобетонные плиты перекрытий, изготовляемые из конструкционного тяжелого и легкого бетонов (далее — плиты) и предназначенные для несущей части перекрытий жилых зданий.

Требования настоящего стандарта следует учитывать при разработке нормативных документов и рабочей документации на плиты конкретных типов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 21779-82 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Технологические допуски

ГОСТ 23009-78 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки)

ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 плита: Крупноразмерный плоский элемент строительной конструкции, выполняющий несущие, ограждающие или совмещенные — несущие и ограждающие, теплотехнические, звукоизоляционные функции.

3.2 перекрытие: Горизонтальная внутренняя несущая конструкция в здании, разделяющая этажи.

3.3 координационный (номинальный) размер плиты: Проектный размер плиты между разбивочными (координационными) осями здания в горизонтальном направлении.

3.4 конструктивный размер плиты: Проектный размер плиты, отличающийся от конструктивного (номинального) размера на нормированный зазор, учитывающий допуски на монтаж и изготовление.

4 Типы, основные параметры и размеры

4.1 Плиты подразделяют на следующие типы:

— сплошные однослойные:

— 1П — плиты толщиной 120 мм,

— 2П — плиты толщиной 160 мм;

— многопустотные:

— 1ПК — плиты толщиной 220 мм с круглыми пустотами диаметром 159 мм,

— 2ПК — плиты толщиной 220 мм с круглыми пустотами диаметром 140 мм,

— ПБ — плиты толщиной 220 мм безопалубочного формования.

Плиты типов 2П и 2ПК изготовляют только из тяжелого бетона.

Форма и размеры пустот в плитах типа ПБ устанавливают стандартами или техническими условиями на плиты этого типа.

4.2 Плиты типов 1П, 2П и, при условии стендового формования, 1ПК, 2ПК могут быть предусмотрены для опирания по двум или трем сторонам или по контуру. Плиты типа ПБ предусмотрены для опирания по двум сторонам.

4.3 В жилых зданиях с встроенными или пристроенными помещениями общественного назначения для перекрытий этих помещений допускается применять плиты типов и размеров, установленных для перекрытий общественных зданий.

4.4 Координационные длина и ширина плит должны соответствовать указанным в таблице 1.

Расчет монолитной плиты перекрытия

Невзирая на высокий ассортимент готовых плит, железобетонные монолитные плиты не утратили своей актуальности, продолжая пользоваться спросом. Особенно актуальным их применение является при строительстве малоэтажной загородной недвижимости, которой характерна индивидуальная планировка с различным размером комнат или в тех случаях, когда для строительства не используются подъемные краны. Такой вариант возведения зданий позволит сэкономить средства на доставке материалов и сократить затраты на монтаж. При этом возрастет время на осуществление подготовительных работ, которые будут связаны с возведением опалубки. Впрочем, этот факт не отпугивает застройщиков, которые не видят трудности в покупке бетона и арматуры. Гораздо сложнее произвести правильный расчет плит перекрытий, определить марку необходимого бетона, вид арматуры, значение действующей нагрузки и прочие связанные с прочностью и надежностью характеристики.

Принцип расчета

Монолитная плита перекрытия представляет собой один из компонентов каркаса здания, который воспринимает на себя вертикальные нагрузки, вступая одновременно в качестве элемента жесткости всей конструкции. Расчет параметров железобетонных конструкций осуществляется в соответствии с регламентом строительных норм и правил СП 52-101-2003 и СНиП 52-01-2003. Процесс ручного расчета конструкций представляет собой ряд этапов, в ходе которых производится подбор таких параметров, как класс бетона и арматуры, поперечного сечения, достаточного для того чтобы избежать разрушения при воздействии максимальных сил нагрузки. В случае использования ПЭВМ находят применение специализированные программные комплексы.

Как показывает практика применения железобетонных плит перекрытия, для упрощения задачи можно пренебречь сложными вычислениями таких величин, как расчет на раскрытие трещин и деформацию, сил кручения и поперечных сил, а также продавливания и местного сжатия. При обычном строительстве в этом нет необходимости, сосредоточив свое внимание на вычислении изгибающего момента, действующего на поперечное сечение.

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.

Выбор типа опоры

Во время расчета плита перекрытия может по-разному опираться на несущие стены, в зависимости от типа использованного при их возведении материала. Различают следующие варианты опоры:

• жестко защемленная на опорах балка;
• балка консольного типа шарнирно-опертая;
• бесконсольная шарнирно-опертая балка.

Вид опоры определяет принцип расчета. Рассмотрим пример расчета для наиболее распространенного вида конструкции плиты перекрытия с шарнирно-опертой балкой бесконсольного типа.

Определение нагрузки

В процессе строительства, а впоследствии при эксплуатации на балку воздействую различные виды нагрузок. При расчете нас интересуют, прежде всего, динамические и статистические нагрузки, возникающие вследствие передвижения или давления сил временного характера, вызванного перемещением людей, транспорта, работы механизмов и постоянные составляющие, обусловленные массой строительных элементов. При проведении расчета, для получения необходимого запаса прочности, можно пренебречь разницей между данными видами нагрузок.

По характеру нагрузки дифференцируются на:

• распределенные хаотически и неравномерно;
• точечные;
• равнораспределенные.

При расчете плиты перекрытия достаточно ориентироваться на равномерные нагрузки. Для сосредоточенной нагрузки усилия измеряются в ньютонах, килограммах (кг), либо килограммсилах (кгс).

В случае с равным распределением актуально апеллировать данными о нагрузке, воздействующей на метр. Для жилых домов параметр равнораспределенной нагрузки составляет в среднем 400 Н/м2. При толщине плиты в 10 см ее масса создаст нагрузку около 250 кг/м2, а с учетом стяжки или использовании керамической плитки она может возрасти до 350 кг/м2. Таким образом, нагрузка рассчитывается с коэффициентом запаса в 20%, составляя:

Q = (400+250+100)*1.2 = 900 Н/м

Данная величина нагрузочной способности обеспечит прочность при различных вариациях статических и динамических нагрузок. При наличии лестниц или бетонных маршей опирающихся на плиту перекрытия, необходимо брать в расчет их массу и не упускать из виду динамическую нагрузку во время эксплуатации. Проектировка загородных домов должна предусматривать инсталляцию крупных объектов на плите, например, каминов, масса которых может варьироваться от 1 до 3 тонн. Для обеспечения прочности в таких случаях используется местное усиление – армирование или предусматривается отдельная балка.

Расчет изгибающего момента

Для бесконсольного типа балки при наличии равномерно распределенной нагрузки, которая сосредоточена на опорах шарнирного вида показатель максимально изгибающего момента определяется по формуле:

Мmax = (Q * L²) / 8, где

При расчете имеем:

Мmax = (900*5²) / 8 = 225 кг/м.

Основания для расчета

Для бетонных плит перекрытий сопротивление материала растяжению практически равно нулю. Такой вывод можно сделать на основании анализа и сопоставления нагрузок на растяжение, которые испытывает арматура и бетон. Разница между этими данными составляет три порядка, что свидетельствует о том, что всю нагрузку берет на себя арматурный каркас. С нагрузками на сжатие ситуация обстоит иначе: силы равномерно распределяются вдоль вектора силы. Как следствие, сопротивление на сжатие принимаем равным расчетному значению.

Для выбора арматуры необходимо определить значение по формуле:

ER = 0,8/ 1+RS/700 , где

RS – расчетное значение сопротивления арматуры, МПа.

Имея значение данные о расстоянии между нижней частью балки и центром окружности, сформированной плоскостью поперечного сечения арматуры, ее марку выбирают исходя из таблицы.

Правильный подбор арматуры обеспечит надежное сцепление с бетоном, которое гарантирует предел прочности без деформаций и растрескиваний. При этом максимальное растягивающее усилие арматуры не должно превышать полученное расчетным путем значение.

При армировании на один погонный метр, как правило, уходит не менее чем пять стержней, которые располагаются равномерно на одинаковых расстояниях. Точное число стержней зависит от нагрузки и определяется по СНиП 52-01-2003. Формируется каркас чаще всего из нескольких слоев стержней, которые могут иметь различное сечение. Сетка скрепляется заранее хомутами или фиксируется при помощи сварки. В качестве элементов армирования чаще всего применяется ненапрягаемая арматура Ат-IIIС и Ат-IVС с наличием термического упрочнения.

Таким образом, расчет железобетонной конструкции плиты перекрытия включает в себя следующие стадии:

• составление схемной реализации перекрытия с компоновкой элементов. При возведении многоэтажек расстояния между колоннами должны быть кратные 3000 мм в диапазоне величин от 6 до 12 метров. Значение высоты одного этажа может находиться в пределах от 3,6 до 7,2 метра с дискретностью 600 мм. Данные условия помогут упростить вычисление и обеспечить стандартный автоматический расчет;
• прочностный конструкционный расчет монолитной плиты. К расчетной части должна прилагаться графическая часть в виде составленного подробного чертежа, который можно составить самостоятельно или доверить его реализацию специалистам из проектных организаций. При этом необходимо произвести расчет элементов перекрытия и главной балки. Выбор бетона при проектировании осуществляется по классу материала на сжатие по заданной прочности, исходя из норм и табличных значений. Как правило, балка и монолит проектируются из одной марки бетона;
• в зависимости от архитектурных особенностей строения может понадобиться расчет колонны, а также ригеля или второстепенной балки;

• на основании всех произведенных расчетов, полученных масс и нагрузок формируется фундамент. Монолитное основание представляет собой подземную конструкцию, с помощью которого нагрузка от здания передается на грунт. Общий чертеж должен отображать конструкцию здания в целом с учетом изображения положения плит перекрытий, несущих стен и основания.

Расчетная часть строительного проекта для любого здания является необходимой документаций, которая содержит информацию о размерах архитектурного объекта, его особенностях, технологии возведении. При этом именно на основе проекта составляется строительная расходная ведомость, в которую включаются необходимые для возведения здания материалы, определяются трудозатраты. А основе расчета осуществляется планирование материалов, этапов выполнения строительных работ, их объемов и сроков. Прочность и надежность здания во многом зависят от правильности расчетов, качества используемых материалов и соблюдения технологии строительства на каждом из отдельно взятых этапов.

Преимущества применения плит перекрытий

Технология возведения перекрытий в виде армированных бетонных плит обладает целым рядом преимуществ, среди которых:

• возможность сооружения перекрытий для зданий и сооружений с практически любыми габаритами, независимо от линейных размеров. Единственным нюансом являются конструктивные особенности зданий. При слишком большой площади покрытия для устойчивости перекрытий, отсутствия провисаний устанавливаются дополнительные опоры. Для домов и сооружений, стены которых выполнены на основе газобетона для установки плиты железобетонного перекрытия осуществляют монтаж дополнительных опор, изготовленных из стали или бетона;
• отсутствие необходимости масштабных отделочных работ на внутренней части поверхности, которая, как правило, благодаря технологии монолитного литья имеет гладкую и ровную форму;
• высокая степень звукоизолирующих свойств. Принято считать, что плита перекрытия толщиной 140 мм обладает высокой степенью шумоподавления, обеспечивающего комфортность проживания в доме для человека;
• конструктивно данная технология обладает гибкими инструментами для строительства различных архитектурных форм и объектов. Так, например, загородный дом можно с легкостью оборудовать балконом на втором этаже, который будет иметь необходимые размеры и конфигурацию;
• высокий уровень прочности и долговечности строительной конструкции перекрытии в целом, который обусловлен набором прочностных характеристик армированного бетона.

Запас прочности плиты перекрытия

Как по-научному ломали плиту перекрытия МАРКО

Хотел в заголовке взять слово «по-научному» в кавычки, но поразмыслив передумал. И вот почему. Испытания проводились в одном из ведущих институтов России ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОН Проводили испытания квалифицированны специалисты института в полном соответствии с ГОСТ 8829-94 по техническому заданию компании СМП МАРКО и под тщательным контролем ее главного конструктора. Ну а то, что специалисты компании не проанализировали результаты достаточно полно, так это с кем не бывает.

Придется этот «недоделанный» анализ провести мне. Я, как автор перекрытий МАРКО, заинтересован в объективном изучении всех особенностей новой российской технологии. Результаты изучения позволят устранить имеющиеся недостатки и, что особенно важно, раскрыть весь потенциал инновационных перекрытий. По результатам испытаний и анализа подготовлено видео, где можно познакомиться с деталями эксперимента.

Для начала несколько вводных понятий.

Пункт 4.1 стандарта «Испытания нагружением выполняются с целью комплексной проверки обеспечения технологическими процессами производства изделий требуемых показателей их прочности, жесткости и трещиностойкости, предусмотренных в проектной документации на эти изделия. В результате испытаний должны определяться фактические значения разрушающих нагрузок при испытаниях изделий по прочности (первая группа предельных состояний) и фактические значения прогибов и ширины раскрытия трещин под контрольной нагрузкой при испытаниях по жесткости и трещиностойкости (вторая группа предельных состояний).

Пункт 4.2 стандарта «Оценка прочности, жесткости и трещиностойкости изделия осуществляется по результатам испытаний на основании сопоставления фактических значений разрушающей нагрузки, прогиба и ширины раскрытия трещин под контрольной нагрузкой с соответствующими контрольными значениями, установленными в проектной документации на изделие».

Для испытаний была изготовлена плита с блоками из газобетона. Детальное описание характеристик плиты приведено в протоколе испытаний. Повторять из здесь нет смысла. Отметим только два важнейших параметра: длина плиты — 9м, толщина — 250 мм. Толщину сознательно выбрали близкой по значению толщине пустотных плит ПК (220 мм).

Для понимания особенностей статических испытаний отметим, что стандарт предписывает обязательное доведение плиты до разрушения.

После установки плиты в рабочее положение (картинка слева) у присутствующих на испытаниях специалистов возникли первый вопросы. Дело в том, что по расчету, проведенному перед испытаниями, плита под собственным весом должна была прогнуться на 84 мм.

Реальный прогиб (картинка справа), замеренный простейшим методом, не превысил 15 мм. Шестикратное отличие расчетного значений от реального вызвало на старте испытаний много вопросов. Уже в этот момент стало ясно, что плита гораздо жестче по сравнению с расчетными оценками. Испытание это предположение подтвердили.

Нагружение плиты проводилось мерными грузами. Для этого использовались бетонные оконные перемычки и фундаментные блоки, которые предварительно взвешивались и маркировались.

Контрольная (дополнительная, равномерно распределенная) нагрузка по проверке прочности плиты, определенная расчетом с учетом коэффициента безопасности С=1.6 составила 14,6 тонны. В официальном протоколе испытаний указаны другие значения контрольной нагрузки, которые попали туда уже после проведения испытаний. Почему так произошло узнаем ниже.

Исходя из контрольной разрушающей нагрузки в 14,6 тонн специалисты ВНИИЖЕЛЕЗОБЕТОН собрали нужное число мерных грузов. Испытания предполагалось провести в один день.

Здесь пора показать таблицу с результатами испытаний из официального протокола (картинка справа). Из таблицы видно, что на 14-й ступени нагружения общая нагрузка на плиту с учетом собственного ее веса составила 18128 кг. При этой нагрузке плита по расчету должна разрушиться.

Как раз в этот момент присутствующие на испытании специалисты услышали внутри плиты громкий щелчок, который в протоколе нашел отражение записью в следующей формулировке — «продергивание опалубочного профиля». Профиль на концах плиты действительно переместился вдоль бетонного ядра перекрытия примерно на 15 мм.

Но на следующей 15-й ступени нагружения плита не разрушилась, а приготовленные мерные грузы закончились. Специалисты института предложили отложить испытания. За это время они обещали найти и взвесить дополнительные мерные грузы. Стало ясно, что проведенный главным конструктором компании расчет очень далек от реальной несущей способности плиты.

По результатам первого этапа испытаний появились дополнительные вопросы. И важнейший из них — почему расчетная оценка несущей способности плиты так далека от действительности. Реальная прочность испытуемого образца перекрытия МАРКО оказалась гораздо выше расчетной.

Испытания были продолжены через неделю. Все это время плита простояла под нагрузкой более 17 тонн. Специалисты института сумели приготовить еще примерно 5 тонн контрольных грузов. Когда и новая партия грузов закончилась, стало ясно, что классическим способом плиту сломать не получится.

Стали искать более серьезный инструмент. И нашли три металлоформы, которые в прошлом использовались для изготовления бетонных плит. Определили вес каждой формы. Он составил около 1250 кг. С помощью этих форм плиту наконец «по-научному» сломали. Разрушающая нагрузка составила 28 тонн, что в 1,6 раза больше расчетной разрушающей нагрузки. Вопросов к главному конструктору стало еще больше. Испытания показали, что перекрытия на самом деле значительно прочнее.

Стало ясно, что подходы к оценке несущей способности перекрытий МАРКО необходимо менять. Но в официальный протокол по результатам испытаний специалисты СМП МАРКО «постеснялись» внести расчетные прогибы. Сделали это сознательно, чтобы не менять зафиксированную альбомом технических решений расчетную схему оценки несущей способности перекрытий. Я решил приоткрыть завесу над «стеснительностью» специалистов. Справа на картинке таблица, дополненная расчетами ожидаемых прогибов.

Для оценки прогибов на начальном этапе использовался сертифицированный расчетный комплекс АРБАТ, но после достижения критических значений прогибов комплекс отказался проводить расчеты, он просто выдавал сообщение Конструкция не удовлетворяет требованиям прочности при нормативных нагрузках. Пришлось использовать онлайн калькулятор, который по моим оценкам дает несколько меньшие, но близкие к результатам АРБАТА значения.

Обратите внимание во сколько раз в зоне реальных рабочих прогибов расчетные (желтые) прогибы превышают экспериментальные (зеленые) значения. Реальная прочность перекрытий МАРКО с профилем-опалубкой УНИВЕРСАЛ оказалась значительно выше расчетной.

Сознательно подчеркиваю здесь название профиля УНИВЕРСАЛ. Дело в том, что наша компания с 2017 года вместо профиля УНИВЕРСАЛ использует «активный» профиль АТЛАНТ. У нового профиля при тех же размерах на внутренних стенках выполнена перфорация, а на днище выштамповки. За счет сцепления с бетоном профиль АТЛАНТ работает в перекрытии как арматура диаметром 20 мм. Эта дополнительная арматура обеспечивает повышение несущей способности перекрытия на 40-60%.

Использование профиля АТЛАНТ позволило уменьшить диаметр рабочей арматуры и толщину перекрытия, а также снизить его стоимость. Для Вас — посетителей нашего сайта — это важнейший результат.

1. Все показатели несущей способности плит перекрытия МАРКО (прочность, жесткость, трещиностойкость) при испытании оказались значительно выше расчетных.

2. При рабочих нагрузках (400 кг/м2 сверх собственного веса) прогиб плиты составил 42 мм. Это значение в пять раз меньше значения, полученного с использованием программы АРБАТ.

3. Проведенные испытания не позволили ответить на вопрос, какие конструктивные элементы сборно-монолитного перекрытия МАРКО обеспечили значительное повышение прочности конструкции. Исследования в этом направлении необходимо продолжить.

Валерий Мартынюк — автор технологии МАРКО, директор по развитию компании МАРКО.

Бетонные плиты

Современное строительство невозможно без использования бетонных плит. Они представляют собой железобетонные изделия, широкого спектра применения.

Сфера назначения

При строительстве малоэтажных домов частного характера, многоэтажных зданий, промышленных объектов применяются плиты:

• перекрытия;
• фундаментальные;
• стеновые (наружные и внутренние).

Они составляют основу зданий. При строительстве дорог не только для наземного транспорта, но и воздушного. Самолет оказывает большую нагрузку на взлетную полосу, справиться с ней под силу бетонной плите. В этом случае применяются типы покрытий:

Дорожные постоянно совершенствуются. Они великолепно решают проблему, когда необходима оперативность, надежность. При возведении железобетонных ограждений, не обойтись без бетонных плит. Хотя они не так востребованы.

Достоинства и недостатки

Для более эффективного применения бетонных конструкций, надо знать их положительные, отрицательные стороны. Преимущества:

• надежность конструкции;
• длительный срок эксплуатации;
• легкость монтажа;
• высокая теплоизоляция;
• низкая звукопроводимость;
• пожароустойчисвость;
• влагостойкость;
• не подвергается разрушению (коррозии, гниению);
• достаточно приемлемая цена.

• Стандартные размеры. Если необходимы при строительстве плиты с разной длиной, не предусмотренной ГОСТом, то тогда делается индивидуальный заказ на эту продукцию. Что в свою очередь удлиняет сроки строительства и может увеличить его стоимость.
• Большой вес изделия требует применения специальной техники при монтаже, транспортировке.

Вернуться к оглавлению

Классификация бетонных конструкций

Подразделяют бетонные плиты по следующим признакам:

Внутреннее строение плит

Сплошные, полнотелые или монолитные покрытия (ПТС)

Они представляют собой монолитные конструкции, армированные стальным каркасом. Выполняют, в основном, несущую функцию, распределяют нагрузки и обеспечивают жесткость здания. Изготавливаются на заводе или на месте строительства. Этот процесс происходит путем заливки арматуры точно рассчитанным объемом бетона. Арматура внутри обеспечивает большой запас прочности. Коэффициент отношения арматуры и бетона вычисляется в (м3).

Достоинства этого вида:

• способность выдерживать большие нагрузки;
• простота в изготовлении;
• легкость монтажа.

• невозможно производить бетонные плиты в холодный период;
• громоздкость опалубок;
• слабая звукоизоляция;
• высокая цена;
• продолжительное время твердения;
• огромный вес, ограничивает сферу их применения. Весит такая плита от 7000 кг.

Помните: дополнительная прочность требуется в местах опор.

Применяется при строительстве массивных сооружений, теплотрасс, выносных конструкций (балконы).

Ребристые плиты (ПТР)

Ребристые плиты – это сплошное изделие с ребрами (П-образной формы) в одном или двух вертикальных направлениях. Основной сферой применения данных плит являются производственные здания, подсобные помещения различного назначения: гаражные покрытия, чердачные, подвальные помещения. Непригодность при возведении жилых объектов обусловлена наличием выступов, которые не позволяют обеспечить плоский потолок.

• способность выдерживать увеличение нагрузки на изгибе;
• весит легче (от 65 до 2650 кг).

• ограниченная область применения.

Арматура проходит с одной стороны.

Пустотные плиты (ПТМ)

В этих плитах есть пустоты внутри конструкции. Поэтому называют их — пустотные. Форма пустот – круглая или овальная.

• весит перекрытие значительно ниже остальных. Следовательно, меньше нагрузка на фундамент постройки;
• пустоты можно использовать под прокладку коммуникаций;
• повышается звукоизоляция, теплоизоляция;
• хорошая прочность за счет существующих пустот;
• опалубка не нужна;
• доступная цена, армируется только верхняя часть;
• легче в монтаже.

Подходит почти для всех видов строительства (развлекательные центры, коттеджи, гаражи, склады) Используют их, как внутренние перекрытия.

Зависимо от назначения покрытия подразделяют

Фундаментные панели

Готовят из самых прочных марок бетона. Служат для основы зданий. Основные требования:

• устойчивость к коррозии;
• водонепроницаемость;
• пожаростойкость;
• морозостойкость;
• соответствие проектным расчетам, с большим запасом прочности.

Вернуться к оглавлению

Панели перекрытия

Разделяют этажи здания. Имеют самый широкий ассортимент. Традиционно применяется бетон марки М200 – М300. Для малоэтажных зданий подходит М150. Универсальность данных плит делает их самыми востребованными в строительстве. Преимущества таких перекрытий:

• доступность цен;
• высокая прочность;
• легкость монтажа;
• высокая тепло- и звукоизоляция.

Вернуться к оглавлению

Дорожные панели

В производстве занимают одно из ведущих мест. Широко применяются при строительстве магистралей, автобанов, дорог. При производстве применяется высокопрочный бетон (В25, В30). Использование дорожных плит увеличивает долговечность, надежность транспортных магистралей. Основное преимущество: выдерживает высокие нагрузки, не теряя своей формы, механических свойств. Усиленное армирование во много раз повышает ее устойчивость, используется при строительстве взлетно-посадочных полос.

Тротуарные покрытия

Изготавливаются методом вибролитья или вибропрессования. После этого следующий этап – пропаривание до полной кристаллизации бетонной смеси. Разная окраска происходит от природных примесей. Они не выгорают, не смываются со временем. Преимущества:

• высокая прочность, износостойкость;
• долгосрочная эксплуатация при постоянных нагрузках;
• эстетическая привлекательность;
• легкость монтажа, ремонта;
• теплостойкость, экологически чистый материал.

Вернуться к оглавлению

Стеновые наружные панели

Помогают ускорить темп строительства. Они применяются при строительстве наружных стен зданий. Широкое применение обусловлено рядом преимуществ этих панелей:

• хорошая прочность;
• высокая несущая способность;
• высокая теплоизоляция;
• устойчивость к колебаниям температуры воздуха;
• огнестойкость.

Они являются наиболее сложным элементом в строительных сооружениях. Классифицируются:

• по конфигурации;
• по несущей способности;
• по целевому назначению.

Вернуться к оглавлению

Плиты перегородок и покрытия

Используются внутри зданий. Бывают как цельные, так и составные плиты. Преимущества:

Технология укладки

В зависимости от вида бетонных плит существует специфика монтажных работ. Любая бетонная конструкция является жесткой. Возведение крупных панельных сооружений предусматривает создание:

• основных стен;
• перегородок;
• сантехнических узлов;
• лестничных пролетов;
• панелей перекрытия и покрытия.

Последовательность работ определяется в каждом случае. Она зависит от того, какие стены будут несущие – продольные или поперечные. Монтаж осуществляется при помощи грузоподъемного крана. Надо точно рассчитать необходимые параметры: сколько весит плита, ее размер, возможность нагрузки, которые она может выдержать. Существует инструкция и соответствующие правила монтажа, со всеми нормами и допусками.

Маркировка

Глядя на обилие бетонных перекрытий, простой человек не подозревает, сколько полезной информации содержится в маркировке изделий. Конечно, технические свойства данных изделий гораздо обширней, хотя первоначально достаточно данной информации. Маркировка фундаментальных покрытий показывает необходимые параметры: обозначение длины, ширины, высоты и тип.

Например, плиты перекрытий и покрытий бывают:

• ПТП – плоские;
• ППС – нарезные;
• ПБО – облегченные.

Дорожные плиты имеют свою маркировку, в которой указываются ее размер (в дециметрах), нагрузка (в тоннах), которую может принять.

Выполняется маркировка, согласно Государственным стандартам, которые представляют собой свод законов прочности. В нем указывается:

• тип самой панели;
• ее длина и ширина;
• несущая способность, нагрузка;
• класс арматурной стали;
• вид бетона;
• дополнительные характеристики (стойкость к внешним воздействиям, объем, вес и другие).

Большое значение имеет и расчет армирования, какой коэффициент арматура занимает в бетоне. С характеристикой объема плиты связана ее эластичность, прочность. Обычно она составляет не менее одного процента от объема бетона (м3). Маркировка – это личный паспорт для каждой единицы продукции, именно она поможет сделать правильный выбор.

Вывод

Долговечность, надежность сооружений, дорог находится в непосредственной зависимости от качества самих материалов, выполнения технологических правил, норм и расчетов. Бетонное покрытие, арматура для панелей выбирается соответственно с техническими требованиями. Сколько плит необходимо? Какого качества и вида? Сколько весит плита? На эти и другие вопросы должны быть четкие ответы.

Обычно, производители на своих сайтах размещают прайсы, калькуляторы, благодаря которым вы сможете рассчитать стоимость панелей, учитывая их размеры, другие характеристики. Определить необходимые виды панели, сколько весит данная конструкция, какие способы экономии можно применить не в ущерб качеству.