Проем в железобетонном перекрытии: Как сделать проём в железобетонном перекрытии? Можно ли сделать проём в железобетонном перекрытии?

Как сделать проём в железобетонном перекрытии? Можно ли сделать проём в железобетонном перекрытии?

При помощи современных инструментов

(алмазные пилы, алмазные свёрла и так далее), сделать проём не проблема, межэтажное перекрытие, это даже не перепланировка, это уже больше на реконструкцию похоже.

Работа эта не тихая, просто взять инструмент и пройти перекрытие нельзя категорически.

Мне известен случай (из практики), когда самовольщик, владелец квартиры, через суд восстанавливал то что натворил, в итоге стоимости квартиры на восстановительные работы не хватило (взял кредит, выплачивает до сих пор, живёт на съёмной квартире).

Поэтому в первую очередь получаем разрешение, во-избежание беды, ведь перекрытие, каждое по отдельности завязано со всей конструкцией, если чуть проще, то послабляя перекрытие, Вы всё строение завалить можете.

1) Идём в БТИ, там берём копию кадастрового плана.

Далее с этой копией идём в архитектурный отдел и пишем заявление.

На место прибывает архитектор, или даже комиссия из архитектурного отдела.

Вот только они могут составить доскональный проект, в котором «до запятой» расписан весь план проводимых работ.

Обычно на этой стадии всё и заканчивается. Чаще всего ломать перекрытия не разрешают, особенно в многоквартирных высотных домах.

Если Вам повезло, то дальше собираем документы: Необходимы подписи: Главного архитектора, пожарников, СЭС, а так же электросети, теплосети, газовое хозяйство (все они должны подтвердить что не против).

Далее оплачиваем страховку, без наличия которой нельзя приступать к таким работам.

Дальше, собственно сама работа, естественно выполнять её самостоятельно категорически нельзя (просто без вариантов), только фирмы с лицензией.

В самом конце, опять обращаемся в архитектурный отдел, на место прибывает комиссия и если все работы произведены по проекту, то можно идти в БТИ и оформлять новый паспорт.

В общем-то всё, на все согласования уходят годы, возможно вообще не получится получить разрешение, но без этого нарушать целостность перекрытия категорически нельзя.

Основные правила устройства монолитных перекрытий

При перепланировках с объединением помещений по вертикали, а также при монтаже коммуникаций между этажами возникает необходимость устройства и усиления проемов в перекрытиях .

Данный вид работ относится к потенциально опасным для конструкций дома и проживания в нем, поэтому он требует разработки и согласования проектной документации на основании технического заключения о возможности проведения перепланировки.

Все работы по демонтажу и последующему усилению проема в плите перекрытия должны проводиться только квалифицированными специалистами, имеющими в строительстве.

Как сделать проем в перекрытии?

При организации проемов в перекрытиях следует использовать специальную технику, не передающую ударные вибрации и колебания на бетон. Использование профессиональных позволяет избежать образования трещин, которые возникают при работе с отбойными молотками и перфораторами.

Для резки перекрытий обычно применяется универсальный швонарезчик. Этот аппарат состоит из рамы с тележкой и двигателя с ременной передачей, который вращает режущий диск с заданной скоростью. Он обладает изменяемой глубиной реза и не нуждается в закреплении на специальных направляющих. В качестве рабочей поверхности в швонарезчике используется диск с напылением сегментов из технических алмазов.

Иногда проем в перекрытии делается другим способом — его при помощи алмазных коронок большого диаметра.

Обычно сам процесс демонтажа происходит так: размеченный проем удаляют небольшими частями, аккуратно опуская каждую лебедкой со стальным тросом на мешки или шины. В некоторых случаях требуемый участок удаляется целиком.

При изготовлении проемов в перекрытиях обязательно требуется усиление металлоконструкциями согласно проекту, чтобы компенсировать снижение их прочности и увеличение нагрузки на них.

Усиление проемов в перекрытиях

Перед началом демонтажных работ на перекрытии оно разгружается при помощи временных поддерживающих опор.

При усилении небольшого проема в монолитной ж/б плите используется обрамление швеллером по периметру. Металл приваривается к арматуре, торчащей из перекрытия и зачеканивается раствором.

При усилении проема большого размера применяются металлические подпорки, крепящиеся к нижним несущим стенам (швеллера, двутавры или уголки). Монтируется такая конструкция до начала резки отверстия. На кирпичные стены балки усиления заводятся двумя концами в проштробленные пазы, а к монолитным крепятся специальными замками. Промежуток между металлическими элементами и перекрытием зачеканивается раствором.

Если к несущим стенам по какой-то причине не удается прикрепить металлоконструкции, под затрагиваемое перекрытие устанавливаются постоянные колонны.

При усилении небольшого проема в панельных перекрытиях швеллер или другой вид профиля подводится снизу и соединяет плиту с проемом с нетронутыми плитами. Сверху укладывается еще одна металлическая перемычка и стягивается шпильками с нижней.

Пример проема в перекрытии:

Лестница – важный элемент конструкции многоэтажного здания. Она, несомненно, должна быть максимально надежной и безопасной при эксплуатации. Чтобы увеличить ее нагрузочную прочность, необходимо в обязательном порядке армировать лестничный проем (марш). Это повысит устойчивость самой лестницы, защитит конструкцию от прогиба и растяжения, предотвратит появление сколов и трещин.

До начала проведения работ нужно обратить внимание на тип конструкции будущей лестницы и учесть уровень нагрузок, которые она будет получать ежедневно. При интенсивных нагрузках конструкция начнет испытывать давление сверху, где бетон станет сжиматься, в то время как снизу произойдет растяжение, что приведет к потере прочности бетона. Поэтому особенно важно армирование нижней части марша. При армировании лестничного проема используются скобо-гибочные изделия и плоские арматурные каркасы , реже – арматурные сетки, но эффективность их в данных конструкциях практически равна нулю. При сборке каркасов и укладке арматуры применяются дополнительные элементы – швеллеры, закладывающиеся по бокам опалубки, и арматурные уголки для армирования краев ступеней.

Армировать лестничный проем необходимо по направлению сверху вниз, ведь основное давление производится сверху, значит, укреплять лестницу нужно с обратной стороны. Размеры плоских каркасов и верхних, и нижних должны совпадать. Простые монолитные лестницы, не имеющие в своей конструкции площадок, не нуждаются в армировании нижней части, достаточно будет только верхней. Арматура повысит жесткость лестницы и защитит ее от возможных ударов и повреждений. Двухмаршевые лестницы нужно надежно крепить к стенам, поскольку их монолитные площадки принимают огромные нагрузки от веса этой же лестницы. Для этого используют специальные железобетонные венцы. Если дом возводится по технологии монолитного литья, возведением и армированием лестниц следует занять в процессе строительства самих стен.

Чтобы рассчитать количество необходимой арматуры, нужно сопоставить такие показатели, как длина лестничного пролета, расстояние между прутьями, минимальная высота рабочих плит, диаметр арматурных стержней. Доверить подсчеты стоит профессионалам, людям, знающимся на этом деле. Даже, если вы решили заняться армированием самостоятельно, без грамотно разработанного проекта-схемы армирования вам в этом деле не обойтись.

Технология армирования проемов в монолитных железобетонных плитах в отечественной нормативной документации освещена достаточно скупо. В пособии по проектирванию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007) в разделе Армирование в местах отверстий сказано: Отверстия значительных размеров (более или равные 300 мм) в монолитных железобетонных стенах и плитах должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной. Отверстия до 300 мм специальными стержнями не окаймляют. Вязаная рабочая и распределительная арматура вокруг таких отверстий сгущается — два крайних стержня ставятся с промежутком 50 мм. При армировании плиты сварными сетками отверстия до 300 мм в арматуре рекомендуется вырезать по месту, при этом разрезанные стержни целесообразно отгибать в тело плиты.

В Руководстве по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями (Москва, 1979) в п. 3.13. сказано: Одиночные отверстия с максимальным размером до 700 мм устраиваются в перекрытии без местного утолщения плиты. Ослабление плиты отверстием следует компенсировать дополнительно укладываемой вдоль краев отверстия арматурой. Если к краю плиты, примыкающему к отверстию, приложены сосредоточенные силы, а также в случаях, когда сборная плита существенно ослаблена отверстиями (на 50 % и более), рекомендуется усиливать плиты вдоль краев отверстий жесткой арматурой или предусматривать утолщение плит, или окаймлять отверстия ребрами. Жесткость окаймляющих ребер должна быть не менее жесткости сечения участка плиты, занятого отверстием. Утолщение (усиление) части пяты, примыкающей к отверстию, рекомендуется выполнять из условия равенства жесткостей сечения, ослабленного отверстием, и без учета ослабления. При прямоугольных отверстиях по углам этих отверстий в плите следует укладывать по 2 — 4 арматурных стержня диаметром 10 — 14 мм, располагая их в плане под углом 45° к сторонам отверстия.

Требование косвенного армирования углов проемов для восприятия продолных нарузок в плитах и предупреждения образования трещин содержится в руководстве по проектированию железобетонных изделий (S. N. Sinha Handbook of Reinforced Concrete Design, 2008. Также косвенному армированию подлежат и круглые проемы в плитах.

В зарубежной нормативной документации (шведские строительные нормы ВВК 04, польские строительные нормы PN-B-03264) приводятся следующие требования к армированию отверстий и проемов в монолитных железобетонных плитах:
Отверстия и проемы диаметром (стороной) 150 мм и менее не требуют усиления. Отверстия от 150 до 450 мм требуют усиления П-образными хомутами (поперечной арматурой) по периметру проема, соедияющие два слоя армирования. В зарубежных источниках длина хомутов определяется как три толщины плиты, а в отечественных как две толщины плиты (СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003, пункт 10.

4.9). Отверстия (проемы диаметром) (строной) 450 мм до 900 мм — требуют обрамления проема двойной сгущенной арматурой по периметру и укладкой косвенной угловой сдвоенной арматуры. Отверсти или проемы со стороной более 90 см требуют усиления плиты внутренними скрытыми балками, либо подпорными балками.
Максимальный размер проема по разным источникам может составлять до 1/4 наибольшей стороны плиты, либо не более 1/3 наименьшей строны плиты. Минимально допустимая толщина

Для проема в перекрытии под лестницу, еще при возведении здания, оставляется промежуток по ширине стандартной плиты из железобетона. Поскольку проем под лестницу на косоурах и тетевах обычно занимает гораздо меньшую площадь, чем стандартная железобетонная плита, оставшееся после оборудования проема пространство в дальнейшем заливается бетоном.

Установка металлических балок для проема в перекрытии под лестницу

Устраивая проем под лестницу, вдоль плит межэтажного перекрытия размещают стальные балки. Их устанавливают аналогично тому, как при изготовлении лестничного проема в деревянном перекрытии. Металлические балки между собой свариваются. Полученная таким образом металлическая рама должна опираться на стены здания, как и железобетонные плиты межэтажного перекрытия. Когда рама из профилей установлена на свое место, приступают к армированию участков, подлежащих заливке монолитом. Нижнюю поверхность опалубки образует щит, который изготавливается на полу нижнего этажа и к месту установки поднимается при помощи веревок. Уже на месте установки это щит прикрепляют к балкам, несущим опалубку. Такие балки могут быть изготовлены из поставленных на ребро досок, или из толстых арматурных стержней.

На балки накидываются проволочные петли, а между их ветвями вставляются монтажки. После этого приступают к закручиванию проволоки, тем самым притягивая и прижимая щит опалубки к соседним плитам межэтажного перекрытия. Для предотвращения вероятности протечки цементного молока, щит накрывается полиэтиленовой пленкой. Когда опалубка закреплена, приступают к армированию и заливке бетонной смеси. Проволочные монтажные скрутки опалубки оставляют внутри бетонного монолита.

Устройство металлической рамы для проема в перекрытии под лестницу

Изготавливая металлическую раму из профилей, рекомендуется их «рожки», то есть полки профилей, лежащих вдоль, располагать в середину перекрытия. Тогда монолитный участок будет изготовить легче. Для поперечно лежащих профилей не имеет значения, куда будут направлены рожки. Но если проем в перекрытии под лестницу планируется отделывать древесиной или другим материалом, то эти рожки также лучше направить внутрь заливаемых бетоном участков.

Для скрытия металлической рамы, ее необходимо приподнять относительно нижней поверхности плит перекрытия на двадцать-тридцать миллиметров. Тогда цемент, заливаемый в опалубку, будет затекать под металлический профиль, закрывая стальную раму. Для того, чтобы цемент со временем не начал отваливаться, рекомендуется к нижней полке профиля приварить несколько коротышей из металла и прикрепить к ним специальную штукатурную сетку.

Устройство безбалочной конструкции для проема в перекрытии под лестницу

Также существует более экономичный вариант устройства лестничного проема, когда вместо сварной конструкции используют так называемую безбалочную конструкцию. Она не имеет в своем составе продольные балки, а сам проем обрамляется уголками из металла. Эти уголки опираются на края соседних плит перекрытия своими полками. В таком случае весь вес монолитного участка и самой лестницы будет переноситься непосредственно на плиты межэтажного перекрытия. Данный способ подходит только для достаточно узких лестниц, а для устройства широкого лестничного проема это метод не подходит.

Методика изготовления проемов в перекрытии по лестницу на тетивах и на косоурах практически идентичны. То есть сами проемы, варианты опирания тетивы на нижние и верхние балки такие же, как и для лестниц на косоурах.

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?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т. д.

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.

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:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

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:

  • арматурой класса А-III,
  • защитный слой 20мм

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.

Видео: Основные правила устройства монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия

Рекомендуем также

Обрамление проемов в монолитном перекрытии.

Изготовление проема в железобетонном перекрытии под лестницу. Определение требуемой толщины монолитного перекрытия

Лестница – важный элемент конструкции многоэтажного здания. Она, несомненно, должна быть максимально надежной и безопасной при эксплуатации. Чтобы увеличить ее нагрузочную прочность, необходимо в обязательном порядке армировать лестничный проем (марш). Это повысит устойчивость самой лестницы, защитит конструкцию от прогиба и растяжения, предотвратит появление сколов и трещин.

До начала проведения работ нужно обратить внимание на тип конструкции будущей лестницы и учесть уровень нагрузок, которые она будет получать ежедневно. При интенсивных нагрузках конструкция начнет испытывать давление сверху, где бетон станет сжиматься, в то время как снизу произойдет растяжение, что приведет к потере прочности бетона. Поэтому особенно важно армирование нижней части марша. При армировании лестничного проема используются скобо-гибочные изделия и плоские арматурные каркасы , реже – арматурные сетки, но эффективность их в данных конструкциях практически равна нулю. При сборке каркасов и укладке арматуры применяются дополнительные элементы – швеллеры, закладывающиеся по бокам опалубки, и арматурные уголки для армирования краев ступеней.

Армировать лестничный проем необходимо по направлению сверху вниз, ведь основное давление производится сверху, значит, укреплять лестницу нужно с обратной стороны. Размеры плоских каркасов и верхних, и нижних должны совпадать. Простые монолитные лестницы, не имеющие в своей конструкции площадок, не нуждаются в армировании нижней части, достаточно будет только верхней. Арматура повысит жесткость лестницы и защитит ее от возможных ударов и повреждений. Двухмаршевые лестницы нужно надежно крепить к стенам, поскольку их монолитные площадки принимают огромные нагрузки от веса этой же лестницы. Для этого используют специальные железобетонные венцы. Если дом возводится по технологии монолитного литья, возведением и армированием лестниц следует занять в процессе строительства самих стен.

Чтобы рассчитать количество необходимой арматуры, нужно сопоставить такие показатели, как длина лестничного пролета, расстояние между прутьями, минимальная высота рабочих плит, диаметр арматурных стержней. Доверить подсчеты стоит профессионалам, людям, знающимся на этом деле. Даже, если вы решили заняться армированием самостоятельно, без грамотно разработанного проекта-схемы армирования вам в этом деле не обойтись.

В домах из кирпича, бетона или бетонных блоков перекрытия обычно выполняются из железобетона. Они обеспечивают исключительную прочность и сейсмоустойчивость строения, а также весьма долговечны и не горят, что немаловажно. Существует несколько способов обустройства железобетонных перекрытий. Самый распространенный и универсальный — укладка плит перекрытия заводского изготовления. Такие плиты заказываются на заводах ЖБИ, а затем монтируются с помощью крана и бригады рабочих. В тех же случаях, когда использование подъемного крана на стройплощадке затруднено, или, когда дом имеет нестандартную планировку и сложно выполнить раскладку готовых плит, обустраивается монолитная плита перекрытия. На самом деле заливать монолитную плиту можно не только тогда, когда для этого есть показания, но и просто потому, что Вы считаете это более целесообразным. В данной статье мы расскажем, как укладывать плиты перекрытия и как заливать монолитную плиту. Не все работы можно выполнить самостоятельно, но с технологией все же стоит ознакомиться, хотя бы для того, чтобы контролировать процесс на стройплощадке.

Монолитная плита перекрытия своими руками

Монолитное перекрытие имеет ряд преимуществ по сравнению с перекрытием из готовых железобетонных плит. Во-первых, конструкция получается прочной и монолитной без единого шва, что обеспечивает равномерную нагрузку на стены и фундамент. Во-вторых, монолитная заливка позволяет сделать планировку в доме более свободной, так как может опираться на колонны. Также планировка может подразумевать сколько угодно углов и закоулков, на которые сложно было бы подобрать плиты перекрытия стандартных размеров. В-третьих, можно безопасно оборудовать балкон без дополнительной плиты опирания, так как конструкция монолитна.

Обустроить монолитную плиту перекрытия можно самостоятельно, для этого не нужен подъемный кран или большая бригада рабочих. Главное — соблюдать технологию и не экономить на материалах.

Как и все, что касается строительства, монолитное перекрытие начинается с проекта. Желательно заказать расчет монолитной плиты перекрытия в проектном бюро и не экономить на этом. Обычно он включает в себя расчет поперечного сечения плиты на действие изгибающего момента при максимальной нагрузке. Как результат Вы получите оптимальные размеры для плиты перекрытия конкретно в вашем доме, указания, какую арматуру использовать и какой класс бетона. Если Вы желаете попробовать выполнить расчеты самостоятельно, то пример расчета монолитной плиты перекрытия можно найти в интернете. Мы же на этом заострять внимание не будем. Рассмотрим вариант, когда строится обычный загородной дом с пролетом не более 7 м, поэтому будем делать монолитную плиту перекрытия самого популярного рекомендованного размера: толщиной от 180 до 200 мм.

Материалы для изготовления монолитной плиты перекрытия :

  • Опалубка.
  • Опоры для поддержания опалубки из расчета 1 опора на 1 м2.
  • Стальная арматура диаметром 10 мм или 12 мм.
  • Бетон марки М 350 или отдельно цемент, песок и щебень.
  • Гибочное приспособление для арматуры.
  • Пластиковые подставочки под арматуру (фиксаторы).

Технология заливки монолитной плиты перекрытия включает в себя такие этапы:

  1. Расчет плиты перекрытия, если пролет составляет больше 7 м, или проект подразумевает опирание плиты на колонну/колонны.
  2. Установка опалубки типа «палуба».
  3. Армирование плиты стальными прутами.
  4. Заливка бетоном.
  5. Уплотнение бетона.

Итак, после того как стены выгнаны на необходимую высоту, и их уровень выровнен практически идеально, можно приступать к обустройству монолитной плиты перекрытия.

Устройство монолитной плиты перекрытия предполагает, что бетон будет заливаться в горизонтальную опалубку. Иногда горизонтальную опалубку еще называют «палуба». Существует несколько вариантов ее обустройства. Первый — аренда готовой съемной опалубки из металла или пластика. Второй — изготовлении опалубки на месте с использованием деревянных досок или листов влагостойкой фанеры . Конечно, первый вариант проще и предпочтительней. Во-первых, опалубка сборно-разборная. Во-вторых, с ней предлагаются телескопические опоры, которые нужны для поддержки опалубки на одном уровне.

Если же Вы предпочитаете изготовить опалубку самостоятельно, то учтите, что толщина фанерных листов должна быть 20 мм, а толщина обрезных досок 25 — 35 мм. Если сбивать щиты из обрезных досок, то их нужно плотно подгонять друг к другу. Если между досками видны щели, то поверхность опалубки следует застелить гидроизоляционной пленкой.

Установка опалубки выполняется таким образом :

  • Устанавливаются вертикальные стойки-опоры. Это могут быть телескопические металлические стойки, высоту которых можно регулировать. Но также можно использовать деревянные бревна диаметром 8 — 15 см. Шаг между стойками должен быть 1 м. Ближайшие к стене стойки должны располагаться на удалении минимум 20 см от стены.
  • Сверху на стойки укладываются ригели (продольный брус, который будет удерживать опалубку, двутавровая балка, швеллер).
  • На ригели укладывается горизонтальная опалубка. Если используется не готовая опалубка, а самодельная, то сверху продольных брусьев укладываются поперечные балки, на которые сверху кладут листы влагостойкой фанеры. Размеры горизонтальной опалубки должны быть подогнаны идеально, чтобы ее края упирались в стену, не оставляя щелей.
  • Регулируется высота опор-стоек таким образом, чтобы верхний край горизонтальной опалубки совпадал с верхним краем кладки стены.
  • Устанавливаются вертикальные элементы опалубки. С учетом того, что у монолитной плиты перекрытия размеры должны быть такими, чтобы ее края заходили на стены на 150 мм, необходимо выполнить вертикальное ограждение именно на таком расстоянии от внутреннего края стены.
  • В последний раз проверяется горизонтальность и ровное расположение опалубки с помощью нивелира.

Иногда для удобства дальнейших работ поверхность опалубки застилают гидроизоляционной пленкой или, если она выполнена из металла, смазывают машинным маслом. В таком случае опалубка легко снимется, а поверхность бетонной плиты будет идеально ровной. Использование телескопических стоек для опалубки предпочтительнее деревянных опор, так как они надежны, каждая из них выдерживает вес до 2 тонн, на их поверхности не образуются микротрещины, как это может случиться с деревянным бревном или брусом. Аренда таких стоек обойдется примерно в 2,5 — 3 у.е. на 1 м2 площади.

После обустройства опалубки в нее устанавливается арматурный каркас из двух сеток. Для изготовления арматурного каркаса используется стальная арматура А-500С диаметром 10 — 12 мм. Из этих прутов связывается сетка с размером ячейки 200 мм. Для соединения продольных и поперечных прутов используется вязальная проволока 1,2 — 1,5 мм. Чаще всего длины одного арматурного прута недостаточно, чтобы покрыть весь пролет, поэтому пруты придется соединять между собой вдоль. Чтобы конструкция получилась прочной, пруты должны соединяться с нахлестом в 40 см.

Арматурная сетка должна заходить на стены минимум на 150 мм, если стены из кирпича, и на 250 мм, если стены из газобетона. Торцы стержней не должны доходить до вертикальной опалубки по периметру на 25 мм.

Усиление монолитной плиты перекрытия производится с помощью двух арматурных сеток. Одна из них — нижняя — должна располагаться на высоте 20 — 25 мм от нижнего края плиты. Вторая — верхняя — должна располагаться на 20 — 25 мм ниже верхнего края плиты.

Чтобы нижняя сетка располагалась на нужном удалении, под нее подкладываются специальные пластмассовые фиксаторы . Устанавливаются они с шагом 1 — 1,2 м в местах пересечения прутов.

Толщина монолитной плиты перекрытия берется из расчета 1:30, где 1 — толщина плиты, а 30 — длина пролета. Например, если пролет составляет 6 м, то толщина плиты будет 200 мм. Учитывая, что сетки должны располагаться на удалении от краев плиты, то расстояние между сетками должно быть 120 — 125 мм (от толщины плиты 200 мм отнимаем два зазора по 20 мм и отнимаем 4 толщины арматурных прутов).

Чтобы развести сетки на определенное расстояние друг от друга, из арматурного прута 10 мм с помощью специального гибочного инструмента изготавливаются специальные фиксаторы — подставки , как на фото. Верхние и нижние полки фиксатора равны 350 мм. Вертикальный размер фиксатора равен 120 мм. Шаг установки вертикальных фиксаторов 1 м, ряды должны располагаться в шахматном порядке.

Следующий шаг — торцевой фиксатор . Он устанавливается с шагом 400 мм в торцах арматурного каркаса. Служит для усиления опирания плиты на стену.

Еще один важный элемент — соединитель верхней и нижней сеток . Как он выглядит, вы можете увидеть на фото. Необходим он для того, чтобы разнесенные сетки воспринимали нагрузку, как одно целое. Шаг установки данного соединителя — 400 мм, а в зоне опирания на стену, в пределах 700 мм от нее, с шагом в 200 мм.

Заливка бетоном

Бетон лучше заказывать непосредственно на заводе. Это значительно облегчает задачу. К тому же, заливка раствора с миксера равномерным слоем обеспечит исключительную прочность плиты. Чего не скажешь о плите, которую заливали вручную с перерывами на приготовление новой порции раствора. Так что заливать бетон лучше сразу слоем в 200 мм, без перерывов. Перед заливкой бетона в опалубку необходимо установить каркас или короба для технологических отверстий, например, дымохода или вентиляционного канала. После заливки его необходимо провибрировать глубинным вибратором. После чего оставить сохнуть и набирать прочность на 28 дней. Первую неделю поверхность необходимо смачивать водой, только увлажнять, а не заливать водой. Спустя месяц опалубку можно снимать. Монолитная плита перекрытия готова. На монтаж плит перекрытия цена включает в себя стоимость арматуры, бетона, аренду опалубки и заказ машины миксера, а также бетононасоса. По факту выходит примерно 50 — 55 у.е. за м2 перекрытия. Как происходит заливка плиты перекрытия бетоном, можно посмотреть в демонстрирующем монтаж плит перекрытия видео.

Как правильно укладывать плиты перекрытия

Использование монолитных железобетонных плит перекрытия заводского изготовления считается более традиционным. Большей популярностью пользуются плиты ПК — плиты с круглыми пустотами. Вес таких плит начинается с 1,5 т, поэтому укладка плит перекрытия своими руками невозможна. Требуется подъемный кран. Несмотря на кажущуюся простоту задачи, существует ряд нюансов и правил, которые необходимо соблюдать при работе с плитами перекрытий.

Правила укладки плит перекрытия

Плита перекрытия заводского изготовления уже армирована на заводе и не требует дополнительного усиления или обустройства опалубки. Их просто укладывают в пролет с опиранием на стены, следуя некоторым правилам:

  • Пролет не должен быть больше 9 м. Именно такой длины плиты самые большие.
  • Разгрузка и подъем плит осуществляется с помощью спецтехники, предусмотренной проектом. Для этого в плитах есть монтажные петли, за которые зацепляют монтажные стропы.
  • Перед тем как класть плиты перекрытия, поверхность стен, на которую они будут укладываться, должна быть выровнена. Не допускается больших перепадов высот и перекосов.
  • Плиты должны опираться на стены на 90 — 150 мм.
  • Нельзя укладывать плиты насухо, все щели и технологические швы должны быть заделаны раствором.
  • Расположение плит необходимо постоянно контролировать относительно стен и поверхностей опирания.
  • Плиты укладываются только на несущие стены, все простенки обустраиваются только после установки перекрытий.
  • Если требуется вырезать в перекрытии люк, то его необходимо вырезать на стыке двух плит, а не в одной плите.
  • Плиты должны располагаться как можно ближе друг к другу, но с зазором 2 — 3 см. Это обеспечит сейсмоустойчивость.

Если плит перекрытия не хватает, чтобы перекрыть весь пролет, и остается, например, 500 мм, то существуют разные способы укладки плит перекрытия в таком случае. Первый — укладывать плиты впритык, а зазоры оставить по краям помещения, затем заделать зазоры бетонными или шлакобетонными блоками. Второй — укладка плит с равномерными зазорами, которые затем заделываются бетонным раствором. Чтобы раствор не падал вниз, под зазор устанавливается опалубка (подвязывается доска).

Технология укладки плит перекрытия

В процессе укладки плит перекрытия должна быть четкая координация действий между крановщиком и бригадой, принимающей плиту. Чтобы избежать травм на стройплощадке, а также соблюсти весь технологический процесс и правила, описанные в СНиПах, у прораба на стройке должна быть технологическая карта монтажа плит перекрытия. В ней указаны последовательность работ, количество и месторасположение техники, спецсредств и инструмента.

Начинать укладку плит перекрытия необходимо с лестничного пролета. После укладки плит проверяется их расположение. Плиты уложены хорошо, если:

  • Разница между нижними поверхностями плит не превышает 2 мм.
  • Перепад высот между верхними поверхностями плит не превышает 4 мм.
  • Перепад высот в пределах участка не должен превышать 10 мм.

Как демонстрирует монтаж плит перекрытия схема, после укладки плиты необходимо соединить между собой и со стенами с помощью металлических соединительных деталей. Работы по соединению закладных и соединительных деталей выполняются сваркой.

Не забывайте, что необходимо соблюдать технику безопасности. Не допускается выполнять работы с помощью подъемного крана в открытой местности при ветре 15 м/с, а также при гололеде, грозе и в туман. Во время перемещения плиты с помощью крана бригада монтажников должна находиться вдали от пути, по которому будет перемещаться плита, с противоположной подаче стороны. Несмотря на то, что пользование услугами профессионального прораба и бригады монтажников значительно удорожают стоимость монтажа плит перекрытия, все же это не тот случай, когда можно сэкономить. Бригадиру обязательно необходимо предоставить проект.

Перед тем, как заказывать плиты на заводе, необходимо выполнить подготовительные работы. Время подачи машины с плитами и подъемного крана лучше согласовать на одно время, чтобы не переплачивать за простой спецтехники. В таком случае монтаж плит можно будет выполнить без разгрузки, непосредственно с транспортного средства.

Подготовительные работы перед тем, как положить плиты перекрытия

Первое — ровная поверхность опирания . Горизонт должен быть практически идеальным, перепад высот в 4 — 5 см недопустим. Первым делом проверяем поверхность стен, затем, если необходимо, выравниваем с помощью бетонного раствора. Последующие работы можно производить только после того, как бетон приобретет максимальную прочность.

Второе — обеспечить прочность зоны опирания . Если стены возведены из кирпича, бетона или бетонных блоков, то никаких дополнительных мероприятий предпринимать не нужно. Если стены возведены из пеноблоков или газоблоков, то перед укладкой плит необходимо залить армопояс. Правильная укладка плит перекрытия предполагает, что поверхность опирания должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес плиты и не деформироваться по линии примыкания. Ни газобетон, ни пенобетон не обладают необходимой прочностью. Поэтому по всему периметру строения устанавливается опалубка, в нее арматурный каркас из прута 8 — 12 мм, а затем все заливается бетоном слоем 15 — 20 мм. Дальнейшие работы можно продолжать только после высыхания бетона.

Третье — установить монтажные вышки-опоры . Телескопические опоры, как были описаны в разделе о монтаже монолитной плиты перекрытия, устанавливаются с шагом 1,5 м. Они призваны принять на себя вес плиты, если вдруг она соскользнет со своего места. После монтажа эти вышки убираются.

Монтаж пустотных плит перекрытия с помощью крана

После того как свежезалитый бетон принял достаточную прочность и высох, можно начинать непосредственно монтаж плит перекрытия. Для этого используется подъемный кран, грузоподъемность которого зависит от размеров и веса плиты, чаще всего пригождаются краны 3 — 7 т.

Этапы работ :

  • На поверхность опирания наносится бетонный раствор слоем 2 — 3 см. Глубина нанесения раствора равна глубине опирания плиты, т. е. 150 мм. Если плита будет опираться на две противоположные стены, то раствор наносится только на две стены. Если плита будет опираться на три стены, то на поверхность трех стен. Непосредственно укладку плит можно начинать, когда раствор наберет 50% своей прочности.

  • Пока раствор подсыхает, крановщик может зацеплять стропы за крепежные элементы плиты.
  • Когда крановщику подается сигнал, что можно подавать плиту, бригада рабочих должна отойти от того места, куда двигается плита. Когда плита будет уже совсем близко, рабочие зацепляют ее баграми и разворачивают, при этом гасятся колебательные движения.

  • Плиту направляют в нужное место, один человек должен стоять на одной стене, а другой — на противоположной. Плита укладывается так, чтобы ее края опирались на стену минимум на 120 мм, лучше на 150 мм. После установки плита выдавит лишний раствор и равномерно распределит нагрузку.

  • Если есть необходимость подвинуть плиту, можно использовать лом. Выравнивать ее расположение можно только вдоль зоны укладки, двигать плиту поперек стен нельзя, иначе стены могут завалиться. Затем снимаются стропы, и подается сигнал крановщику забрать их.
  • Процедура повторяется для всех плит без исключения. Правила монтажа плит перекрытия предполагают, что выравнивание плит должно выполняться по нижнему краю, так как именно нижняя поверхность будет потолком в помещении. Поэтому плита укладывается более широкой стороной вниз, а более узкой — кверху.

Вы можете встретить рекомендацию, что в зоне опирания плиты необходимо подкладывать арматуру. Сторонники такого способа говорят, что так удобнее и легче двигать плиту. На самом деле подкладывать что-либо кроме раствора бетона под плиту запрещено технической картой. Иначе плита можно легко съехать с зоны опирания, так как будет скользить по арматуре. К тому же, нагрузка будет распределена неравномерно.

Укладка плит перекрытия на фундамент практически ничем не отличается от укладки межэтажных перекрытий. Технология точно такая же. Только поверхность фундамента необходимо тщательно гидроизолировать перед тем, как укладывать плиты. Если проектом предусмотрено нестандартное опирание плит перекрытия, то для этого используют специальные стальные элементы. Такие работы не стоит производить без специалиста.

Анкеровку — связывание плит между собой — можно выполнить двумя способами в зависимости от проекта.

Первый — связывание плит арматурой . К крепежным закладным элементам на плите привариваются арматурные пруты диаметром 12 мм. У плит от разных производителей расположение этих элементов может быть разным: в продольном торце плиты или на его поверхности. Самым прочным считается соединение по диагонали, когда плиты связываются между собой со смещением.

Также плиту необходимо связать со стеной. Для чего в стену вмуровывается арматура.

Второй способ — кольцевой анкер . Фактически он похож на армопояс. По периметру плиты обустраивается опалубка, в нее устанавливается арматура и заливается бетон. Такой способ несколько увеличивает стоимость укладки плит перекрытия. Но он того стоит — плиты получаются зажатыми со всех сторон.

После анкеровки можно приступать к заделке щелей. Щели между плитами перекрытия называют рустами. Их заполняют бетоном марки М150. Если щели большие, то снизу подвязывается доска, которая служит опалубкой. Если щели маленькие, то плита перекрытия сможет выдерживать максимальную нагрузку уже на следующий день. В противном случае необходимо подождать неделю.

Все современные плиты с круглыми пустотами производятся с уже заполненными торцами. Если же Вы приобрели плиты с открытыми отверстиями, то их необходимо заполнить чем-нибудь на 25 — 30 см вглубь. Иначе плита будет промерзать. Заполнить пустоты можно минеральной ватой, бетонными пробками или просто заполнить бетонным раствором. Подобную процедуру необходимо выполнить не только на тех торцах, которые выходят на улицу, но и на тех, которые опираются на внутренние стены.

На укладку плит перекрытия цена зависит от объема работ, площади дома и стоимости материалов. Например, стоимость только плит перекрытия ПК равна примерно 27 — 30 у.е. за м2. Остальное — сопутствующие материалы, аренда крана и найм рабочих, а также стоимость доставки плит. У профессиональных бригад на монтаж плит перекрытия расценки самые разные от 10 до 25 у.е. за м2, может быть и больше в зависимости от региона. В итоге получится стоимость такая же, как и на заливку монолитной плиты перекрытия.

Укладка плит перекрытия: видео-пример

Даже в профессиональных схемах раскладки перекрытий часто встречается монолитный участок между плитами в зданиях сложной конфигурации. Забетонировать этот кусок гораздо проще, чем отлить сплошную плиту, так как нижний, верхний уровень заданы по умолчанию, отсутствует боковая опалубка, достаточно нижнего щита. Одним из вариантов является использование сборно-монолитного перекрытия СМП.

Технология монолитного участка перекрытия

В индивидуальном строительстве чаще используются плиты стандартной высоты 220 мм. Это необходимо учесть при армировании самодельного участка, обеспечив минимально возможный защитный слой 15 – 30 мм. Если монолитный участок между перекрытиями будет выступать над соседними, потребуется увеличение толщины стяжки при отделке полов.

Заводские перекрытия имеют пустоты, в которых удобно протягивать электрокабель. В самодельной плите коммуникации необходимо замуровать перед заливкой, чтобы не долбить бетон позже. Данная методика часто применяется для изготовления люков. Если проемы для лестниц вырезаются в плитах, изготовленных промышленным способом, нарушается схема армирования, конструкция теряет несущую способность, становится опасной для эксплуатации.

Опалубка

Монолитный участок между плитами заливается на щит, который необходимо подпереть снизу стойками. Простейшие расчеты сечений пиломатериалов – самый бюджетный вариант для индивидуального застройщика, показывают, что для опалубки могут использоваться доски, брус с минимальными размерами:

В этом случае конструкция выдержит вес бетонного перекрытия без провисания, изменения геометрии.

Монолитный участок между перекрытиями по умолчанию имеет боковую опалубку, которой являются торцы ж/б изделий, уложенных на место. Остается разместить под нижней поверхностью доски, заведя их края под существующие плиты ПК, проконтролировать плоскостность, отсутствие прогиба в любую сторону. Для этого необходимо выполнить действия:

После чего, между крайними стойками монтируются остальные столбы, обеспечивающие горизонтальность балок, прогонов, досок палубы. При выборе древесины 2 сорта прочность изгиба пиломатериала недостаточна. Кроме нижней обвязки столбов досками 25 мм, необходимой для предотвращения сдвига при заливке, дополнительно используется аналогичная обвязка на уровне 1,3 – 1,5 м. Все столбы сшиваются «дюймовкой» поперек, вдоль, образуя жесткую пространственную конструкцию.

Для облегчения распалубки используются наращиваемые стойки:

  • они изготавливаются меньше проектной высоты
  • наращиваются кусками в верхней части, которую достаточно открутить при демонтаже

При распалубке вначале демонтируются нижние бруски стоек, затем снимаются балки с верхними кусками стоек. После чего, демонтируется палуба с прикрученными к ней прогонами. В дальнейшем весь пиломатериал пригоден для строительства стропильной системы. Если выбрать древесину I сорта, можно сократить расходы доски «дюймовки» на обвязку стоек в средней части.

При необходимости фиксации элементов опалубки к существующим стенам лучше использовать анкеры с металлическими гильзами. Они легко извлекаются из кладки после распалубки в отличие от дюбель-гвоздей, пластмассовые элементы которых извлечь из стены практически невозможно.

Палуба

На этом этапе монолитный участок между плитами оснащается палубой поверх прогонов. Края досок заводят под существующие плиты перекрытия, середина лежит на балках, что обеспечивает жесткость конструкции.

Щели между досками запениваются изнутри опалубки (сверху), доски укрываются полиэтиленовой пленкой. Это позволит сохранить воду в бетоне, облегчит распалубку, предотвратит растрескивание плиты перекрытия. Дощатая конструкция удобна для разводки инженерных систем – отверстия любого диаметра высверливаются коронками, сверлами без проблем на любом участке.

При ширине пустотного участка меньше 1 м часто используется технология без стоек, балок:

Палуба притягивается проволочными закрутками через брус к нижним плоскостям уложенных плит, армируется, заливается по стандартной технологии. Не рекомендуется пробивать в торцах плит отверстия для арматуры, так как они ослабляют конструкцию пустотных изделий ПК. Проволочные хомуты обрезаются УШМ при распалубке заподлицо, часть остается внутри монолитного куска.

Для повышения ресурса перекрытия используется арматура не ниже A-III периодического сечения (горячекатаная) диаметра 10 – 16 мм. Основными нюансами армирования являются:

Для вязки стыков ячеек применяется проволока 1 – 2 мм, узлы создаются ручными, механическими крючками, самодельной оснасткой, установленной в шуруповерт либо специальным вязальным пистолетом.

Участок между плитами может армироваться готовой либо связанной на месте эксплуатации сеткой. В первом случае снимают размеры продольных, поперечных стержней с учетом 4 см защитного слоя с каждой стороны. Сетки вяжутся на ровных площадках, укладываются на палубу поверх пленки на прокладки 15 – 30 мм. Чаще применяются бетонные бруски 10 х 10 см либо пластиковые подставки с крестообразными прорезями для арматуры.

Для верхнего слоя эти приспособления не годятся ввиду небольших размеров. Здесь используются хомуты, скобы, столики разных форм, конструкций. Основной задачей этих элементов является поддержка верхней сетки в проектном положении (на 15 – 30 мм ниже плоскости плиты).

Для изгибания арматуры применяются самодельные приспособления. Например, кусок 50 – 70 см трубы с приваренным к одному его краю оправкой 10 – 15 см обеспечит необходимый радиус (5 диаметров прутка), позволит снизить усилие.

Участок между плитами может содержать узлы ввода инженерных систем. Закладные, пустотообразователи устанавливаются после или перед армированием в зависимости от места расположения, конфигурации, размера. Например 11 см крестовину канализации лучше смонтировать до укладки сеток, гильзы для стояков водопровода можно устанавливать на любом этапе.

Пустотообразователи сложной формы необходимы для специфических коммуникаций. Поэтому их обычно изготавливают из пенопласта, пенополистирола, нарезая куски одинакового формата для достижения нужной длины из 5 см листа.

Для жесткой фиксации, отсутствия подвижек легких полимерных фитингов, пенополистирольных пустотообразователей при заливке перекрытия используется технология:

  • заглушки надеваются на фитинг
  • фиксируются саморезами снизу сквозь палубу
  • либо заглушка прикручивается шурупами сверху
  • затем на нее надевается фитинг

На эти участки, заливаемые самостоятельно, могут опираться внутренние лестничные марши. Для них необходимо:

  • выпустить арматуру нижней сетки
  • изготовить ступень для опирания ж/б конструкции марша с ответным посадочным местом
  • установить опалубку для лестничного проема/люка

Для выпуска арматуры потребуется изготовить пропилы в деревянном щите перемычки цепной пилой. Надеть доску на арматуру, пропустив ее в пропилы, запенить оставшиеся щели. Ступени, выемки создаются прикручиванием к опалубке узких планок изнутри.

Заливка

Перед укладкой бетона между плитами перекрытия рекомендуется загрунтовать торцы существующих плит для повышения адгезии. Основными рекомендациями для бетонных работ являются:

Бетону противопоказан солнечный ультрафиолет, жаркая засушливая погода, мороз. Укрывание мешковиной, опилками, песком позволяет смачивать поверхность без разрушения. Пленка летом защищает от солнечных лучей, зимой обеспечивает принцип термоса, сохраняя образующее при гидратации цемента с водой тепло.

Марка бетона выбирается в соответствии с нормативами СП 63.13330 для ж/б конструкций:

  • плотность – 1 800 – 2 500 кг/м 3
  • прочность сжатия – от В7,5

Водонепроницаемость, морозостойкость для конструкций, эксплуатируемых внутри помещений, особого значения не имеет. При самостоятельном изготовлении бетона необходимо учесть, что вероятность растрескивания резко снижается, если используется наполнитель различных фракций с непрерывным рядом зерен. Песок не должен превышать 1/3 от всего объема заполнителя.

После заливки между плитами перекрытия, вновь изготовленным участком могут остаться наплывы. Их шлифуют алмазной оснасткой для УШМ («болгаркой») тарельчатого типа. Если в проект заложен наливной, теплый пол, стяжка, выравнивание стыков не обязательно. Для лучшего сцепления двух соседних ж/б конструкций в боковых гранях заводских плит могут изготавливаться штробы при наличии соответствующего инструмента.

Эти выемки при укладке бетона заполняются смесью, две плиты получаются практически монолитными. Качество нижней грани плиты обычно уступает заводским аналогам, поэтому чаще применяется отделка натяжными, уровневыми потолками.

Подобная технология очень удобна при изготовлении люков или лестничных проемов. Эти технологические отверстия можно усилить диагонально расположенными возле них стержнями, резко повысив прочность железобетона. Если вырезать люк в заводской плите, нарушается целостность арматурных сеток, что ослабляет конструкцию по умолчанию. Это особенно актуально при смещении проема в середину плиты.

Технология монолитного участка самодельного перекрытия позволяет заполнять пустоты при раскладке плит без снижения конструкционной прочности. Даже без предварительного натяжения арматуры плиты обладают высоким ресурсом при соблюдении указанных требований.

Для проема в перекрытии под лестницу, еще при возведении здания, оставляется промежуток по ширине стандартной плиты из железобетона. Поскольку проем под лестницу на косоурах и тетевах обычно занимает гораздо меньшую площадь, чем стандартная железобетонная плита, оставшееся после оборудования проема пространство в дальнейшем заливается бетоном.

Установка металлических балок для проема в перекрытии под лестницу

Устраивая проем под лестницу, вдоль плит межэтажного перекрытия размещают стальные балки. Их устанавливают аналогично тому, как при изготовлении лестничного проема в деревянном перекрытии. Металлические балки между собой свариваются. Полученная таким образом металлическая рама должна опираться на стены здания, как и железобетонные плиты межэтажного перекрытия. Когда рама из профилей установлена на свое место, приступают к армированию участков, подлежащих заливке монолитом. Нижнюю поверхность опалубки образует щит, который изготавливается на полу нижнего этажа и к месту установки поднимается при помощи веревок. Уже на месте установки это щит прикрепляют к балкам, несущим опалубку. Такие балки могут быть изготовлены из поставленных на ребро досок, или из толстых арматурных стержней.

На балки накидываются проволочные петли, а между их ветвями вставляются монтажки. После этого приступают к закручиванию проволоки, тем самым притягивая и прижимая щит опалубки к соседним плитам межэтажного перекрытия. Для предотвращения вероятности протечки цементного молока, щит накрывается полиэтиленовой пленкой. Когда опалубка закреплена, приступают к армированию и заливке бетонной смеси. Проволочные монтажные скрутки опалубки оставляют внутри бетонного монолита.

Устройство металлической рамы для проема в перекрытии под лестницу

Изготавливая металлическую раму из профилей, рекомендуется их «рожки», то есть полки профилей, лежащих вдоль, располагать в середину перекрытия. Тогда монолитный участок будет изготовить легче. Для поперечно лежащих профилей не имеет значения, куда будут направлены рожки. Но если проем в перекрытии под лестницу планируется отделывать древесиной или другим материалом, то эти рожки также лучше направить внутрь заливаемых бетоном участков.

Для скрытия металлической рамы, ее необходимо приподнять относительно нижней поверхности плит перекрытия на двадцать-тридцать миллиметров. Тогда цемент, заливаемый в опалубку, будет затекать под металлический профиль, закрывая стальную раму. Для того, чтобы цемент со временем не начал отваливаться, рекомендуется к нижней полке профиля приварить несколько коротышей из металла и прикрепить к ним специальную штукатурную сетку.

Устройство безбалочной конструкции для проема в перекрытии под лестницу

Также существует более экономичный вариант устройства лестничного проема, когда вместо сварной конструкции используют так называемую безбалочную конструкцию. Она не имеет в своем составе продольные балки, а сам проем обрамляется уголками из металла. Эти уголки опираются на края соседних плит перекрытия своими полками. В таком случае весь вес монолитного участка и самой лестницы будет переноситься непосредственно на плиты межэтажного перекрытия. Данный способ подходит только для достаточно узких лестниц, а для устройства широкого лестничного проема это метод не подходит.

Методика изготовления проемов в перекрытии по лестницу на тетивах и на косоурах практически идентичны. То есть сами проемы, варианты опирания тетивы на нижние и верхние балки такие же, как и для лестниц на косоурах.

Многопустотная плита перекрытия с проемом

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве многопустотных плит перекрытий с технологическим проемом, предназначенным для пропуска воздуховодов в междуэтажных перекрытиях, устройства эвакуационных люков в лоджиях и балконах, люков в перекрытии погребов и спецсооружений.

Общеизвестны конструкции сборных многопустотных плит перекрытий, не имеющие технологического проема, поэтому когда при устройстве перекрытий требуется такой проем, многопустотные плиты приходится заменять на ребристые или сплошные, имеющие проем, что усложняет монтаж перекрытия, увеличивает номенклатуру изделий и ведет к удорожанию объекта.

За прототип принята сборная многопустотная плита перекрытия с пустотами диаметром 159 мм, не имеющая проема.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение функциональных и эксплуатационных качеств многопустотной плиты перекрытия за счет устройства проема диаметром 600…700 мм, расположенного на ограниченном участке площади поверхности плиты на расстоянии 250…350 мм от торца.

Технический результат достигнут следующим образом.

Плита состоит из двух монолитных тел пустотного и сплошного сечений, объединенных в единый блок бетонными шпонками, размещенными в предварительно отформованном пустотном теле, и продольными стержнями, расположенными в его нижней части. Сплошное тело плиты содержит технологический проем диаметром 600…700 мм, размещенный на расстоянии 250…350 мм от торца. Монолитное тело по контуру проема армируется отдельными стержнями диаметром не менее 12 мм, размещенными в верхней части сечения, а в продольном направлении по осям крайних пустот — каркасами длиной 400…600 мм из холоднотянутой арматурной проволоки диаметром 4-5 мм с шагом поперечных стержней 50…100 мм.

Конструкция плиты поясняется следующими чертежами.

На Фиг. 1 изображен общий вид плиты в плане.

На Фиг. 2 — разрезы А-А, Б-Б, В-В, Г-Г с Фиг. 1.

На Фиг. 3 — расположение в плане пуансонов и диафрагмы.

На Фиг. 4 — армирование плиты.

На Фиг. 5 — диафрагма и экран.

Плиту изготавливают следующим образом:

В опалубке размещают каркасы (1, 2), а затем на расстоянии 1,1 м от торца размещают и фиксируют диафрагму (4), разделяя зону бетонирования на два участка — первый и второй. Размещают пуансоны (5), после чего на первом участке укладывают и виброуплотняют бетонную смесь. Затем удаляют пуансоны и диафрагму. В пустоты отформованного бетонного тела устанавливают бетонные заглушки (6).На втором участке размещают вкладыш проема (7), защитный экран (8), стержни (9) и каркасы (10). Укладывают и виброуплотняют бетонную смесь, которая, проникая в пустоты, образует шпонки (11). После набора бетоном распалубочной прочности вкладыш проема и защитный экран извлекают.

Источники информации

1. В.М. Бондаренко, P.O. Римшин и др. Железобетонные и каменные конструкции — М.: Высшая школа, 2002.

2. Плиты перекрытий пустотные железобетонные. Серия 1.141-1.

3. Сборная многопустотная плита перекрытия. Патент РФ №2056487.

Многопустотная плита, характеризующаяся тем, что содержит бетонное тело с продольной арматурой, размещенной преимущественно в его верхней и нижней частях симметрично продольным осям продольных пустот, а также расположенные в пустотах бетонного тела симметричные петлевые захваты, сквозные захватные гнезда, выполненные над симметричными петлевыми захватами, отличающаяся тем, что плита состоит из двух монолитных тел пустотного и сплошного сечений, объединенных в единый блок бетонными шпонками, размещенными в предварительно отформованном пустотном теле, и продольными стержнями, размещенными в его нижней части, сплошное тело плиты содержит технологический проем диаметром 600…700 мм, размещенный на расстоянии 250…350 мм от торца, монолитное тело по контуру проема армируется отдельными стержнями диаметром не менее 12 мм, размещенными в верхней части сечения, а в продольном направлении по осям крайних пустот — каркасами длиной 400…600 мм из холоднотянутой арматурной проволоки диаметром 4-5 мм с шагом поперечных стержней 50…100 мм.




Проём сделать в перекрытии бетонном. 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?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.

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.

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:

  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Общий вид расчетной схемы.

Схема деформации плит под нагрузкой.

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

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:

  • арматурой класса А-III,
  • защитный слой 20мм

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.

Видео: Основные правила устройства монолитных перекрытий

Монолитные перекрытия

При перепланировках с объединением помещений по вертикали, а также при монтаже коммуникаций между этажами возникает необходимость устройства и усиления проемов в перекрытиях .

Данный вид работ относится к потенциально опасным для конструкций дома и проживания в нем, поэтому он требует разработки и согласования проектной документации на основании технического заключения о возможности проведения перепланировки.

Все работы по демонтажу и последующему усилению проема в плите перекрытия должны проводиться только квалифицированными специалистами, имеющими в строительстве.

Как сделать проем в перекрытии?

При организации проемов в перекрытиях следует использовать специальную технику, не передающую ударные вибрации и колебания на бетон. Использование профессиональных позволяет избежать образования трещин, которые возникают при работе с отбойными молотками и перфораторами.

Для резки перекрытий обычно применяется универсальный швонарезчик. Этот аппарат состоит из рамы с тележкой и двигателя с ременной передачей, который вращает режущий диск с заданной скоростью. Он обладает изменяемой глубиной реза и не нуждается в закреплении на специальных направляющих. В качестве рабочей поверхности в швонарезчике используется диск с напылением сегментов из технических алмазов.

Иногда проем в перекрытии делается другим способом — его при помощи алмазных коронок большого диаметра.

Обычно сам процесс демонтажа происходит так: размеченный проем удаляют небольшими частями, аккуратно опуская каждую лебедкой со стальным тросом на мешки или шины. В некоторых случаях требуемый участок удаляется целиком.

При изготовлении проемов в перекрытиях обязательно требуется усиление металлоконструкциями согласно проекту, чтобы компенсировать снижение их прочности и увеличение нагрузки на них.

Усиление проемов в перекрытиях

Перед началом демонтажных работ на перекрытии оно разгружается при помощи временных поддерживающих опор.

При усилении небольшого проема в монолитной ж/б плите используется обрамление швеллером по периметру. Металл приваривается к арматуре, торчащей из перекрытия и зачеканивается раствором.

При усилении проема большого размера применяются металлические подпорки, крепящиеся к нижним несущим стенам (швеллера, двутавры или уголки). Монтируется такая конструкция до начала резки отверстия. На кирпичные стены балки усиления заводятся двумя концами в проштробленные пазы, а к монолитным крепятся специальными замками. Промежуток между металлическими элементами и перекрытием зачеканивается раствором.

Если к несущим стенам по какой-то причине не удается прикрепить металлоконструкции, под затрагиваемое перекрытие устанавливаются постоянные колонны.

При усилении небольшого проема в панельных перекрытиях швеллер или другой вид профиля подводится снизу и соединяет плиту с проемом с нетронутыми плитами. Сверху укладывается еще одна металлическая перемычка и стягивается шпильками с нижней.

Пример проема в перекрытии:

В зависимости от планировки дома лестница может располагаться в специально отведенной под нее лестничной клетке либо непосредственно в жилых и подсобных помещениях дома. Если лестница располагается в лестничной клетке (рис. 31), то балки, поддерживающие лестничные площадки, обычно устанавливаются после возведения стен. Для этого в кирпичных стенах оставляют штробу либо широкие ниши. Концы деревянных балок при установке их в стену делаются со скосом и оборачиваются рулонными гидроизоляционными материалами, например, рубероидом или промазываются горячей битумной мастикой. Гидроизоляцией обрабатываются только боковые поверхности балок, торец балки должен быть открытым и не касаться стены! Скашивание балки делается для лучшей отдачи ею водяных паров, а гидроизоляция боковых поверхностей — для предотвращения намокания балки от стен. Для выравнивания балок в проектную отметку под их концы могут быть установлены деревянные выравнивающие подкладки. Они же предотвратят смятие древесины балок, увеличивая площадь их опирания на стену. Выравнивающие подкладки полностью покрывают антисептиками, например, их предварительно купают в битумном праймере — смеси расплавленного битума и солярки. После установки и выравнивания балок в проектное положение, ниши (или штробы) закладываются кирпичом и затираются раствором. Боковая гидроизоляция балки должна выступать из плоскости стены, ее лучше слегка подрезать, чем допустить загнивание конца балок от соприкосновения незащищенной древесины с кирпичными стенами.

Рис. 31. Установка деревянных балок в лестничной клетке из кирпича или других штучных стеновых материалов

Если проем расположен в центре помещения, возникает потребность в закреплении висящих концов обрезанных балок обрамления проема с другими несущими балками перекрытия. Обрезанные деревянные балки закрепляют с помощью двух коротких спаренных поперечных балок. Поперечные балки должны иметь толщину и высоту, равную соответствующим параметрам основных балок, и прикрепляются к ним болтами и угольниками либо специальными металлическими профилями. Балки, обрамляющие лестничный проем устанавливаются спаренными, к ним прикрепляются короткие балки, формирующие проем, а уже к ним обрезанные балки перекрытия (рис. 32). С одной стороны лестничного проема допускается обрезать не более двух балок перекрытия.

рис. 32. Устройство лестничного проема в деревянном перекрытии

Если проем расположен в перекрытии рядом с каменной стеной, поперечные балки одним концом заделываются в стену. Узел опирания балки на кирпичную стену решается аналогично узлу опирания площадочной балки. Посадочное место впоследствии оштукатуривается.

В отличие от проема в деревянном перекрытии, который можно выпилить в уже готовой конструкции, проем в перекрытии из железобетонных плит должен быть оставлен заранее, еще в процессе изготовления этого перекрытия.

Контур проема обрамляется стальными профилями: швеллерами, двутаврами или конструкцией из уголков. Для создания монолитных участков, образующихся с одной или обеих сторон контура лестничного проема, вдоль плит перекрытия размещают стальные балки, аналогично балкам в деревянном перекрытии. Их опирают на противостоящие стены, а между ними вставляют две поперечные балки, формирующие проем (рис. 33). Крепление стальных балок между собой производят на сварке. Полученная таким образом стальная рама опирается на противоположные стены так же, как и все остальные плиты перекрытия. Внутри этой рамы оставляется проем под лестницу, а по краям выполняются армированные монолитные участки. Направление полок профилей продольных балок лучше делать внутрь монолитного участка, это упрощает изготовление бетонного монолита. Расположение полок профилей поперечных балок не имеет значения, но при декорировании проема древесиной иногда их лучше направить внутрь лестничного проема.


рис. 33. Устройство лестничного проема в перекрытии из железобетонных плит

Всю стальную раму нужно приподнять на 20–30 мм относительно нижней плоскости плит перекрытия, тогда при устройстве монолитного участка цементное молоко затечет под профили и скроет металл. Для того чтобы впоследствии этот слой цемента не отвалился и не обнажил стальной профиль, на его нижнюю полку нужно наварить проволочные коротыши и с их помощью закрепить на балках штукатурную сетку.

Иногда в целях экономии стальных профилей вместо конструкции с продольными несущими балками из швеллеров или двутавров используют безбалочную схему. В такой конструкции продольные балки отсутствуют, а проем оформляют стальными уголками, опирающимися своими полками на лежащие рядом плиты перекрытия. Эта конструкция частично переносит вес монолитного участка и лестницы на лежащие рядом плиты перекрытия. После проверки расчетом несущей способности плит перекрытия такую конструкцию можно применять на небольших монолитных участках. Для устройства широких лестничных проемов ее лучше не делать.

Армирование монолитных участков назначается по проекту либо по расчету. Нижний щит опалубки изготавливается на земле и подтягивается веревками к месту установки. Где его проволочными скрутками прикрепляют к балкам, несущим опалубку. В качестве балок могут быть использованы доски, установленные на ребро либо толстые арматурные стержни или ломики. Проволочные петли накидывают на эти балки, вставляют между ветвями проволоки монтажки и начинают закручивать проволоку. Таким образом, щит опалубки притягивается и прижимается к лежащим рядом плитам перекрытия. Во избежание вытекания цементного молока щит накрывают полиэтиленовой пленкой или пергамином. Производят армирование монолитных участков и заливку бетонной смеси. Проволочные скрутки навсегда остаются в теле бетона. При распалубливании их концы, выступающие из монолита, срубаются или обрезаются болгаркой.

Для проема в перекрытии под лестницу, еще при возведении здания, оставляется промежуток по ширине стандартной плиты из железобетона. Поскольку проем под лестницу на косоурах и тетевах обычно занимает гораздо меньшую площадь, чем стандартная железобетонная плита, оставшееся после оборудования проема пространство в дальнейшем заливается бетоном.

Установка металлических балок для проема в перекрытии под лестницу

Устраивая проем под лестницу, вдоль плит межэтажного перекрытия размещают стальные балки. Их устанавливают аналогично тому, как при изготовлении лестничного проема в деревянном перекрытии. Металлические балки между собой свариваются. Полученная таким образом металлическая рама должна опираться на стены здания, как и железобетонные плиты межэтажного перекрытия. Когда рама из профилей установлена на свое место, приступают к армированию участков, подлежащих заливке монолитом. Нижнюю поверхность опалубки образует щит, который изготавливается на полу нижнего этажа и к месту установки поднимается при помощи веревок. Уже на месте установки это щит прикрепляют к балкам, несущим опалубку. Такие балки могут быть изготовлены из поставленных на ребро досок, или из толстых арматурных стержней.

На балки накидываются проволочные петли, а между их ветвями вставляются монтажки. После этого приступают к закручиванию проволоки, тем самым притягивая и прижимая щит опалубки к соседним плитам межэтажного перекрытия. Для предотвращения вероятности протечки цементного молока, щит накрывается полиэтиленовой пленкой. Когда опалубка закреплена, приступают к армированию и заливке бетонной смеси. Проволочные монтажные скрутки опалубки оставляют внутри бетонного монолита.

Устройство металлической рамы для проема в перекрытии под лестницу

Изготавливая металлическую раму из профилей, рекомендуется их «рожки», то есть полки профилей, лежащих вдоль, располагать в середину перекрытия. Тогда монолитный участок будет изготовить легче. Для поперечно лежащих профилей не имеет значения, куда будут направлены рожки. Но если проем в перекрытии под лестницу планируется отделывать древесиной или другим материалом, то эти рожки также лучше направить внутрь заливаемых бетоном участков.

Для скрытия металлической рамы, ее необходимо приподнять относительно нижней поверхности плит перекрытия на двадцать-тридцать миллиметров. Тогда цемент, заливаемый в опалубку, будет затекать под металлический профиль, закрывая стальную раму. Для того, чтобы цемент со временем не начал отваливаться, рекомендуется к нижней полке профиля приварить несколько коротышей из металла и прикрепить к ним специальную штукатурную сетку.

Устройство безбалочной конструкции для проема в перекрытии под лестницу

Также существует более экономичный вариант устройства лестничного проема, когда вместо сварной конструкции используют так называемую безбалочную конструкцию. Она не имеет в своем составе продольные балки, а сам проем обрамляется уголками из металла. Эти уголки опираются на края соседних плит перекрытия своими полками. В таком случае весь вес монолитного участка и самой лестницы будет переноситься непосредственно на плиты межэтажного перекрытия. Данный способ подходит только для достаточно узких лестниц, а для устройства широкого лестничного проема это метод не подходит.

Методика изготовления проемов в перекрытии по лестницу на тетивах и на косоурах практически идентичны. То есть сами проемы, варианты опирания тетивы на нижние и верхние балки такие же, как и для лестниц на косоурах.

Схема обрамления проема в монолитном перекрытии. Армирование лестничного проема

Лестница – важный элемент конструкции многоэтажного здания. Она, несомненно, должна быть максимально надежной и безопасной при эксплуатации. Чтобы увеличить ее нагрузочную прочность, необходимо в обязательном порядке армировать лестничный проем (марш). Это повысит устойчивость самой лестницы, защитит конструкцию от прогиба и растяжения, предотвратит появление сколов и трещин.

До начала проведения работ нужно обратить внимание на тип конструкции будущей лестницы и учесть уровень нагрузок, которые она будет получать ежедневно. При интенсивных нагрузках конструкция начнет испытывать давление сверху, где бетон станет сжиматься, в то время как снизу произойдет растяжение, что приведет к потере прочности бетона. Поэтому особенно важно армирование нижней части марша. При армировании лестничного проема используются скобо-гибочные изделия и плоские арматурные каркасы , реже – арматурные сетки, но эффективность их в данных конструкциях практически равна нулю. При сборке каркасов и укладке арматуры применяются дополнительные элементы – швеллеры, закладывающиеся по бокам опалубки, и арматурные уголки для армирования краев ступеней.

Армировать лестничный проем необходимо по направлению сверху вниз, ведь основное давление производится сверху, значит, укреплять лестницу нужно с обратной стороны. Размеры плоских каркасов и верхних, и нижних должны совпадать. Простые монолитные лестницы, не имеющие в своей конструкции площадок, не нуждаются в армировании нижней части, достаточно будет только верхней. Арматура повысит жесткость лестницы и защитит ее от возможных ударов и повреждений. Двухмаршевые лестницы нужно надежно крепить к стенам, поскольку их монолитные площадки принимают огромные нагрузки от веса этой же лестницы. Для этого используют специальные железобетонные венцы. Если дом возводится по технологии монолитного литья, возведением и армированием лестниц следует занять в процессе строительства самих стен.

Чтобы рассчитать количество необходимой арматуры, нужно сопоставить такие показатели, как длина лестничного пролета, расстояние между прутьями, минимальная высота рабочих плит, диаметр арматурных стержней. Доверить подсчеты стоит профессионалам, людям, знающимся на этом деле. Даже, если вы решили заняться армированием самостоятельно, без грамотно разработанного проекта-схемы армирования вам в этом деле не обойтись.

Технология армирования проемов в монолитных железобетонных плитах в отечественной нормативной документации освещена достаточно скупо. В пособии по проектирванию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007) в разделе Армирование в местах отверстий сказано: Отверстия значительных размеров (более или равные 300 мм) в монолитных железобетонных стенах и плитах должны окаймляться дополнительной арматурой сечением не менее сечения рабочей арматуры (того же направления), которая требуется по расчету плиты как сплошной. Отверстия до 300 мм специальными стержнями не окаймляют. Вязаная рабочая и распределительная арматура вокруг таких отверстий сгущается — два крайних стержня ставятся с промежутком 50 мм. При армировании плиты сварными сетками отверстия до 300 мм в арматуре рекомендуется вырезать по месту, при этом разрезанные стержни целесообразно отгибать в тело плиты.

В Руководстве по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями (Москва, 1979) в п. 3.13. сказано: Одиночные отверстия с максимальным размером до 700 мм устраиваются в перекрытии без местного утолщения плиты. Ослабление плиты отверстием следует компенсировать дополнительно укладываемой вдоль краев отверстия арматурой. Если к краю плиты, примыкающему к отверстию, приложены сосредоточенные силы, а также в случаях, когда сборная плита существенно ослаблена отверстиями (на 50 % и более), рекомендуется усиливать плиты вдоль краев отверстий жесткой арматурой или предусматривать утолщение плит, или окаймлять отверстия ребрами. Жесткость окаймляющих ребер должна быть не менее жесткости сечения участка плиты, занятого отверстием. Утолщение (усиление) части пяты, примыкающей к отверстию, рекомендуется выполнять из условия равенства жесткостей сечения, ослабленного отверстием, и без учета ослабления. При прямоугольных отверстиях по углам этих отверстий в плите следует укладывать по 2 — 4 арматурных стержня диаметром 10 — 14 мм, располагая их в плане под углом 45° к сторонам отверстия.

Требование косвенного армирования углов проемов для восприятия продолных нарузок в плитах и предупреждения образования трещин содержится в руководстве по проектированию железобетонных изделий (S. N. Sinha Handbook of Reinforced Concrete Design, 2008. Также косвенному армированию подлежат и круглые проемы в плитах.

В зарубежной нормативной документации (шведские строительные нормы ВВК 04, польские строительные нормы PN-B-03264) приводятся следующие требования к армированию отверстий и проемов в монолитных железобетонных плитах:
Отверстия и проемы диаметром (стороной) 150 мм и менее не требуют усиления. Отверстия от 150 до 450 мм требуют усиления П-образными хомутами (поперечной арматурой) по периметру проема, соедияющие два слоя армирования. В зарубежных источниках длина хомутов определяется как три толщины плиты, а в отечественных как две толщины плиты (СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003, пункт 10.4.9). Отверстия (проемы диаметром) (строной) 450 мм до 900 мм — требуют обрамления проема двойной сгущенной арматурой по периметру и укладкой косвенной угловой сдвоенной арматуры. Отверсти или проемы со стороной более 90 см требуют усиления плиты внутренними скрытыми балками, либо подпорными балками.
Максимальный размер проема по разным источникам может составлять до 1/4 наибольшей стороны плиты, либо не более 1/3 наименьшей строны плиты. Минимально допустимая толщина

При перепланировках с объединением помещений по вертикали, а также при монтаже коммуникаций между этажами возникает необходимость устройства и усиления проемов в перекрытиях .

Данный вид работ относится к потенциально опасным для конструкций дома и проживания в нем, поэтому он требует разработки и согласования проектной документации на основании технического заключения о возможности проведения перепланировки.

Все работы по демонтажу и последующему усилению проема в плите перекрытия должны проводиться только квалифицированными специалистами, имеющими в строительстве.

Как сделать проем в перекрытии?

При организации проемов в перекрытиях следует использовать специальную технику, не передающую ударные вибрации и колебания на бетон. Использование профессиональных позволяет избежать образования трещин, которые возникают при работе с отбойными молотками и перфораторами.

Для резки перекрытий обычно применяется универсальный швонарезчик. Этот аппарат состоит из рамы с тележкой и двигателя с ременной передачей, который вращает режущий диск с заданной скоростью. Он обладает изменяемой глубиной реза и не нуждается в закреплении на специальных направляющих. В качестве рабочей поверхности в швонарезчике используется диск с напылением сегментов из технических алмазов.

Иногда проем в перекрытии делается другим способом — его при помощи алмазных коронок большого диаметра.

Обычно сам процесс демонтажа происходит так: размеченный проем удаляют небольшими частями, аккуратно опуская каждую лебедкой со стальным тросом на мешки или шины. В некоторых случаях требуемый участок удаляется целиком.

При изготовлении проемов в перекрытиях обязательно требуется усиление металлоконструкциями согласно проекту, чтобы компенсировать снижение их прочности и увеличение нагрузки на них.

Усиление проемов в перекрытиях

Перед началом демонтажных работ на перекрытии оно разгружается при помощи временных поддерживающих опор.

При усилении небольшого проема в монолитной ж/б плите используется обрамление швеллером по периметру. Металл приваривается к арматуре, торчащей из перекрытия и зачеканивается раствором.

При усилении проема большого размера применяются металлические подпорки, крепящиеся к нижним несущим стенам (швеллера, двутавры или уголки). Монтируется такая конструкция до начала резки отверстия. На кирпичные стены балки усиления заводятся двумя концами в проштробленные пазы, а к монолитным крепятся специальными замками. Промежуток между металлическими элементами и перекрытием зачеканивается раствором.

Если к несущим стенам по какой-то причине не удается прикрепить металлоконструкции, под затрагиваемое перекрытие устанавливаются постоянные колонны.

При усилении небольшого проема в панельных перекрытиях швеллер или другой вид профиля подводится снизу и соединяет плиту с проемом с нетронутыми плитами. Сверху укладывается еще одна металлическая перемычка и стягивается шпильками с нижней.

Пример проема в перекрытии:

Лестницы являются сложными конструкциями, функцией которых является не только украшение дома, но и обеспечение безопасного спуска и подъема. Если вы начали строительство нового дома, то расположение лестниц, скорее всего, уже учтено в проекте здания. В таком случае заранее оставляется проем в перекрытии, где в дальнейшем разместят лестницу. Однако, бывает так, что при проектировании здания не были учтены некоторые детали, поэтому проемы в перекрытиях под новую лестницу приходится делать в уже готовом полу.

Решение вырезать проем в перекрытии должно сопровождаться тщательным расчетом, иначе возможны самые непредсказуемые последствия.

Такое происходит если, например, проектом не был предусмотрен вход на чердак, нет лестницы для спуска в подвал или подпол, лестница на второй этаж ведет не из холла, а из спальни. В таких случаях необходимо сделать проем в плите перекрытия и разместить на его границах новые балки.

Приступая к изготовлению отверстия, тщательно продумайте его расположение, при этом нужно знать, что площадь пола существенно изменится. Для нормального поворота на лестнице при входе и выходе с нее между нижней и верхней ступенями и стеной должно оставаться место, имеющее ширину не меньшую, чем ширина лестницы. Удобнее всего размещать лестницу так, что бы проем в плите перекрытия располагался вдоль балок.

При постройке лестницы не следует пренебрегать строительными нормами, которые определяют минимальную ширину и просвет лестницы.

Если проем делается в деревянном перекрытие, то идеальным вариантом будет если он будет вырезаться вдоль балок.

Ширина лестницы, ведущей в одну комнату, должна составлять не менее 60 см, если лестницу используют для доступа к нескольким помещениям, например, в несколько спален, располагающихся на верхнем этаже, то она должна быть шире. Длина стандартного отверстия под лестницу должна быть такой, что бы между ступенями и потолком имелось достаточное пространство.

Строительные правила гласят, что высота между крайней балкой, ограждающей проем в плите перекрытия и ступенями, не должна быть меньше 2 м. Чем больше просвет, тем удобнее использовать лестницу, например, для переноски мебели. Размеры отверстия в плите также зависят от типов лестниц. Винтовая или складная лестница потребует меньшего пространства, чем прямая. Определив размеры, следует прибавить к ним по 5 см со всех сторон, для последующей отделки проема. Для того чтобы сделать отверстие в перекрытии, необходимо снять часть напольного покрытия, разрезать балки и убрать часть потолка. Доски, снятые с пола или потолка, можно будет применить для отделочных работ. С их помощью можно скрыть выступающие продольные и поперечные балки.

Вырезка в деревянном перекрытии

Для этого вам понадобятся следующие инструменты:

Вырезать проем в ЖБ конструкциях достаточно сложно. Кроме того, есть определенные ограничения вибрационных воздействий, способных привести к появлению трещин.

  • циркулярная пила;
  • деревянные балки;
  • металлические уголки;
  • саморезы;
  • шуруповерт.

Если проем будет создаваться внутри помещения, балки, образующие его, будут закрепляться между балками междуэтажных перекрытий. Последовательность работ следующая. В самом начале нужно подрезать рядовую в том месте, где будет делаться отверстие под лестницу. Если проем имеет недостаточный размер, можно подрезать еще одну балку, но больше 2-х подрезать нельзя.

После этого нужно установить спаренные балки параллельно рядовым. К первым будут крепиться короткие спаренные балки, формирующие лестничный проем. Далее к ним крепятся короткие, функцией которых является обеспечение дополнительной жесткости отверстия в пространстве. Высота и толщина спаренных балок должна соответствовать габаритам основных.

Все детали скрепляются между собой при помощи металлических уголков и саморезов. Можно приобрести и специальный крепежный профиль. Если проем будет располагаться возле кирпичной стены, балки должны быть прикреплены одним концом в стену по рассмотренной выше технологии.

Устройство в железобетонной плите перекрытия

Для изготовления проемов в железобетонном перекрытии вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Конечно же, лучше проемы планировать еще при устройстве дома, но, если устройство проема неизбежно — лучше доверить это профессионалам.

  • металлические профили;
  • металлические уголки;
  • сварочный аппарат;
  • деревянные доски;
  • бетонная смесь;
  • арматурные стержни;
  • проволока;
  • веревка;
  • штукатурная сетка.

Вырезать отверстия в железобетонном перекрытии намного сложнее, чем в деревянном. Лучше всего об этом позаботиться при изготовлении плит. Проемы в железобетонной плите необходимо обрамлять стальными профилями: уголками, двутаврами или швеллерами.

Лестничные проемы занимают намного меньше места, чем плиты, поэтому образовавшиеся с двух сторон отверстия заливают бетоном. Вдоль плиты перекрытия размещают металлические балки, расположенные по принципу, схожему с процессом изготовления отверстий в деревянном перекрытии. Между собой балки скрепляются с помощью сварки, сделанная из металлических профилей рама будет опираться на стену.

После того как были рассчитаны размеры вырезаемого проема, следует добавить к ним еще по 5 см с каждой стороны. Это понадобится для последующей отделки.

После ее установки можно начинать армирование монолитных участков. Нижняя часть опалубки изготавливается прямо на земле, к месту установки ее подтягивают при помощи веревок. В качестве балок могут быть использованы доски, поставленные ребром, а также арматурные стержни больших размеров. После того как на них накинуты проволочные петли, а между ветвями проволоки установлены монтажки, можно закручивать проволоку.

Щит опалубки притягивают и прижимают к расположенным рядом плитам перекрытия. Для того что бы цементный раствор не вытекал, щит прикрывают полиэтиленом. После этого можно начать армирование участка и заливку его бетоном. Проволочные скрутки оставляют в теле бетона. Изготавливая стальную раму, рожки продольных профилей (полки) нужно направить внутрь перекрытия. Это упростит изготовление монолитных участков. Расположение полок профилей, которые лежат поперек, не столь важно.

Однако, если планируете отделать проем деревом, лучше направлять их внутрь монолитного участка. Для того что бы скрыть металл, рама приподнимается на 2-3 см выше низа плит перекрытия. При этом во время изготовления монолитного участка цемент затечет под профили и скроет металл. Он будет держаться надежно долгое время, если на нижние полки металлических профилей наварить металлические коротыши, закрепив на них штукатурную сетку.

Иногда для того, что бы сэкономить средства на металлических профилях, вместо сварной конструкции применяют безбалочную схему, не имеющую продольных балок. Проем оформляют металлическими уголками. Они опираются на края расположенной рядом плиты перекрытия. Но при установке широкой лестницы этот способ лучше не использовать.

Поделитесь статьей с друзьями:

Похожие статьи

Как подобрать железобетонные перемычки? — ЖБИ от производителя, плиты перекрытия, перемычки, ФБС, сваи

Пример 1. Проем в кирпичной перегородке толщиной 120 мм размером 900 мм. Кладка в летних условиях.
Нагрузка на такую перемычку небольшая, для перегородок подходят три типа перемычек:
1ПБ10-1 (длиной 1030 мм), 1ПБ13-1 (длиной 1290 мм) и 1ПБ16-1 (длиной 1550 мм). Минимальная глубина опирания перемычки на стену 100 мм.
Определим длину перемычки: 900(проем) + 100(мин.опирание) + 100(мин.опирание) = 1100. Таким образом, нам подходит перемычка длиной 1290 мм марки 1ПБ13-1.

 

Пример 2. Самонесущая стена (перекрытие на нее не опирается) толщиной 250 мм, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1400 мм. Кладка в зимних условиях.
Так как ширина стены 250 мм, перемычек нужно две по ширине стены.
В зимних условиях на самонесущую перемычку берется нагрузка от высоты стены, равной расчетному пролету перемычки. Предварительно принимаем расчетный пролет равным 1400 + 2*100/3 = 1470 мм (здесь 100 мм – глубина опирания перемычки). По общепринятым правилам перевода распределенной нагрузки в сосредоточенную, положение сосредоточенной нагрузки будет в центре тяжести треугольника, т.е. на расстоянии 1/3 от края опоры. Отсюда деление глубины опирания на 3. Т.к. 1470 мм > 900 мм (высоты кладки над перемычкой), то в расчете будет участвовать величина 900мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
0,25*0,9*1,8*1,1/2 = 0,23 т/м = 230 кг/м (здесь 0,25 -ширина стены, 0,9-высота кладки над перемычкой, 1,8 т/м3 – вес кирпича, 1,1 – коэффициент надежности, 2 – количество перемычек), при этом собственный вес перемычки еще не был добавлен. С учетом того, что нужно будет учесть собственный вес перемычки, выберем нагрузку в таблице серии 300 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 3(3Пб). Для этих перемычек минимальная глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1400 + 100 + 100 = 1600 мм.
Подбираем перемычку длиной 1940 мм 2ПБ19-3.
Нагрузка от собственного веса этой перемычки равна 81/1,94 = 42 кг/м(у нас в расчете запас 42 кг/м), таким образом, несущей способности 300 кг/м достаточно, чтобы выдержать нагрузку, равную 230 + 42 = 272 кг/м.

Пример 3. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 3 м с одной стороны, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1350 мм. Кладка в летних условиях.
Для этого варианта нужно подобрать две разные перемычки – несущую со стороны опирания перекрытия и менее мощную с другой стороны. Чем больше несущая способность перемычки, тем она дороже.
При кладке в летних условиях нагрузка от перемычки берется от 1/3 расчетного пролета перемычки. Но для несущей перемычки берется вся высота кладки – от верха перемычки до низа перекрытия, т.е. нагрузку будем рассчитывать от высоты 900 мм. А вот для ненесущей перемычки предварительно примем расчетный пролет равным 1350 + 2*100/3 = 1420 мм, тогда 1420/3 = 470 мм – высота кладки, от которой определим нагрузку для ненесущей перемычки.
Определим нагрузку на 1 погонный метр стены со стороны опирания перекрытия:
1,1*0,3*0,5*3 + 1,2*0,15*0,5*3 + 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 = 1,21 т/м = 1210 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 – коэффициенты надежности, 0,3 – нагрузка от 1 кв. м перекрытия, 0,5*3 – половина пролета перекрытия, 0,15 – временная нагрузка, 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 – две трети нагрузки от веса стен, определяется как в примере 2). Ближайшая большая нагрузка в таблицах серии 2800 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 27. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 230 мм, ширина перемычки 250 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 230 + 230 = 1810 мм.
Подбираем перемычку длиной 1810 мм 5ПБ18-27. Нагрузка от веса этой перемычки равна 250/1,81 = 138 кг/м, итого нагрузка на перемычку 1210 + 138 = 1348 кг/м, что значительно меньше допустимой нагрузки 2800 кг/м – прочность обеспечена.
Нагрузка на 1 погонный метр стены со стороны, на которую перекрытие не опирается равна:
0,33*1,1*1,8*0,38*0,47 = 0,117 т/м = 117 кг/м (здесь 0,33 – 1/3 ширины стены). Ближайшая большая нагрузка 250 кг/м.
Выбираем перемычку с индексом 2, для нее глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 100 + 100 = 1550 мм.
Максимальная длина перемычек с индексом 2 равна 1480 мм, что меньше требуемой. Подбираем наиболее подходящую перемычку 2ПБ19-3 (длиной 1940 мм) или 3ПБ18-8 (длиной 1810 мм). Если добавить к полученной нагрузке 223 кг/м собственный вес любой из выбранных перемычек, мы убедимся, что их несущей способности достаточно.

Пример 4. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 6 м с одной стороны и 4,2 м с другой, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1200 мм. Кладка в зимних условиях.
В зимних условиях нагрузка берется от части стены, высота которой равна расчетному пролету перемычки. Т.к. ширина проема 1200 мм больше высоты стены над проемом 900 мм, то в расчете будет участвовать величина 900 мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр:
1,1*0,3*5,1 + 1,2*0,15*5,1 + 0,68 = 3,3 т/м = 3300 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 – коэффициенты по надежности, 0,3 – собственный вес от 1 кв. м перекрытия, 5,1 = (6+4,2)/2 м – длина сбора нагрузки от перекрытия(на перемычку приходится только половина веса плиты), 0,15 – временная нагрузка(на плите у нас полезная нагрузка), 0,68 = 0,38*0,9*1,8*1,1 т/м – нагрузки от веса стены).
Подберем плитную перемычку. Нагрузка на нее без учета собственного веса 3300 кг/м.
Ближайшая большая нагрузка 7200 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 71. Минимальная глубина опирания для таких перемычек 170 мм.
Определим длину перемычки: 1200 + 170 + 170 = 1540 мм. Подбираем плитную перемычку 3ПП16-71 длиной 1550 мм.

Детализация армирования проемов (вырезов) в бетонных плитах

🕑 Время чтения: 1 минута

Часто в железобетонных плитах в зданиях требуется предусмотреть отверстия (вырезы), чтобы обеспечить проход для лифтов, или кабели, каналы или другой инструмент, чтобы пройти через один этаж на другие этажи, в основном в корпус промышленных зданий. Но в этом случае необходимо соблюдать особую осторожность при детализации арматуры для таких отверстий в плитах.

Детализация проемов (вырезов) в бетонных плитах Детализация проема в плитах зависит от таких факторов, как размер проема, нагрузки на плиты, вибрации пола и т. Д.В случае больших проемов желательно размещать балки под зоной проема, чтобы не требовалось дополнительных деталей армирования плиты и чтобы нагрузка передавалась непосредственно на главные балки через второстепенные балки.

1. Детализация малого проема в плитах Если отверстия малы и имеют больший размер менее 150 мм, без особых условий нагружения или вибрации плит, следует выполнить следующие типы детализации:

Рис. Детализация небольших отверстий в плитах

Для отверстий менее 150 мм арматурные стержни могут смещаться, дополнительное армирование не требуется.

2. Детализация проемов в плитах от 150 мм до 450 мм Для плит с проемами более 150 мм и менее 450 мм, по крайней мере, половина количества основной стальной арматуры, пересекаемой проемом, предоставляется параллельно основным стержням арматуры с каждой стороны проема, простираясь на длину развертки L d за пределы края проема, как показано на рисунке ниже. Это усиление предусмотрено как на верхней, так и на нижней стороне плиты.

Рис. Детализация проемов средних плит

3.Детализация проемов в перекрытиях от 450 до 900 мм Для плит с отверстиями более 450 мм и менее 900 мм, по крайней мере половина количества основной стальной арматуры, пересекаемой отверстием, предоставляется параллельно основным стержням арматуры с каждой стороны отверстия, простираясь на длину развертки L d за пределы края проема на верхней и нижней грани плиты, как показано на рисунке ниже. В дополнение к этому диагональные стержни предусмотрены как на верхней, так и на нижней стороне плиты, как показано.

Рис. Детализация больших проемов в плитах

4. Детализация больших проемов в перекрытиях

Для проема в плите, превышающего 900 мм, он должен быть специально разработан и детализирован. Рекомендуется использовать балки под большими проемами в плитах.

Влияние отверстий на конструктивное поведение в плоскости железобетонных плит перекрытия

В данном исследовании был использован метод конечных элементов для изучения влияния отверстий на сопротивление бетонных плит.Представленная процедура моделирования используется для проведения численного анализа реакции железобетонной плиты на монотонные нагрузки в плоскости в X (перпендикулярно балке) и Z (параллельно балке) направлениях. Первоначально разработанная численная модель была откалибрована и сравнена с лабораторными результатами. При построении этой трехмерной модели делается попытка точно смоделировать все нелинейные свойства стали и бетонных материалов, а также взаимодействия между ними. Затем поведение двухсторонних бетонных плит при различных нагрузках было исследовано и использовано в качестве эталона.Наконец, было изучено влияние проемов под различными нагрузками на прочность бетонных плит. Результаты подтверждают, что отверстия имеют большое влияние на изменение твердости, пластичности, зарождения и пути растрескивания, а также на распределение напряжений при сдвиговом и гравитационном нагружении. Более того, добавление отверстия внутри диафрагмы не только сделало перекрытие из балок и блоков более хрупким, но также снизило его прочность и сопротивление при поперечной нагрузке. С учетом результатов параметрического исследования влияния компоновки в целом ее место стало критическим в том состоянии, когда проем нарушил передачу касательных напряжений на коллекторные балки.Путем сложения площади проема и нагрузки в направлении X концентрация растягивающих напряжений (эквивалентных основным максимальным напряжениям) была на кромке растяжения, а также в середине пола вокруг проема. Стоит отметить, что увеличение площади проема привело к увеличению количества растягивающих напряжений в середине перекрытия. Между тем, концентрация максимальных сжимающих напряжений, которая эквивалентна основным минимальным напряжениям, была на сжимающей кромке, начиналась в области коллекторов и растягивалась до кромки отверстия.Среди различных макетов состояния X-1 и Z-3 были более критическими, чем другие состояния. Принимая во внимание отверстия с разной компоновкой, X-1 и Z-3 имеют наибольшее ухудшение жесткости и прочности таким образом, что ухудшение жесткости и прочности составили 39,93% и 37,89% соответственно для модели Z-3 и 38,68% и 43,33%, соответственно для модели Z-3. 1. Введение Железобетонные (ЖБИ) плиты, поддерживаемые ЖБ-колоннами, относятся к часто используемым конструкционным системам. Специфические возможности этой системы делают их применимыми альтернативами в строительной отрасли.Итак, было проведено несколько исследований по их моделированию и предложены методы проектирования. Помимо своих преимуществ, системы железобетонных плит и колонн имеют свои недостатки в отношении сдвига при продавливании, вызванного режимом хрупкого разрушения. Для контроля разрушения при продавливании и сдвиге особое внимание следует уделять проектированию и реализации [1, 2]. Многие национальные и международные строительные нормы и правила были исследованы, и было предложено несколько методов для расчета и реализации таких систем [3]; бюллетень fib 14 [4]; Итальянский гид CNR DT200 [5]; Рекомендации по проектированию Японского общества инженеров-строителей (JSCE) [6].Изучая эти коды, можно констатировать, что они фактически изучают один и тот же предмет, и различие в выражениях объясняется разной точкой зрения [7]. Использование арматурного стержня в бетонной плите — распространенный метод увеличения прочности на сдвиг при штамповке систем железобетонных плит и колонн [8, 9]. Кроме того, неизбежное наличие отверстий в этих системах по архитектурным и конструктивным соображениям усложняет задачу оценки безопасной работы [10]. Следовательно, было проведено множество аналитических исследований, численных исследований и экспериментальных усилий по оценке характеристик железобетонной плиты, подвергающейся множеству различных типов нагрузки [11, 12].Большинство ученых считают, что взаимодействие арматуры и бетона в железобетонной плите можно смоделировать в предположении идеальной связи на границе раздела между ними [13, 14]. Некоторые исследователи исследуют эффект связывания-разрыва при моделировании структурных характеристик железобетонных плит [15, 16]. Наконец, в 2016 году Khajehdehi и Panahshah [17] провели исследования влияния отверстий на конструктивное поведение железобетонных плит перекрытия в плоскости и пришли к выводу, что механизм обрушения плит с отверстием существенно отличается от механизма обрушения плиты без раскрытия. .Кроме того, иногда неизбежно наличие проемов в перекрытиях пола для архитектурных элементов, лестниц и лифтовых шахт [18]. Эти отверстия приведут к снижению жесткости диафрагмы и могут снизить несущую способность элемента [19, 20]. Эти типы диафрагм обычно предназначены для игнорирования эффектов открытия. Следовательно, их истинный ответ может отличаться от предполагаемого. Другими словами, наличие отверстий делает поведение напольных диафрагм значительно более сложным и непредсказуемым [21].Ряд исследователей оценили структурное поведение железобетонных плит с отверстиями в них. Однако плиты подвергались только внеплоскостной гравитационной нагрузке, а влияние нагрузок в плоскости не учитывалось [22–25]. Ряд исследователей оценили структурное поведение железобетонных плит при наличии раскрытия и внеплоскостной нагрузки. Radik et al. [26], Choi et al. [19] и Floru et al. [21] изучали влияние различных методов усиления на повышение несущей способности плит с наличием и отсутствием отверстий с использованием FRP, GFRP и FRC [27].Khajehdehi и Panahshah провели численное исследование влияния проема на плиту перекрытия, сделав вывод, что наличие проема играет важную роль в определении поведения плит плиты [17]. В этом исследовании учитывается отслоение арматуры от бетонных поверхностей. Очевидно, что проверенные модели КЭ могут дать точные результаты по отклику железобетонных плит. Кроме того, очевидно, что в численных исследованиях следует использовать логические допущения, чтобы приблизиться к модели конечных элементов, что численные модели железобетонных плит не являются исключением.До сих пор большинство исследований было сосредоточено на поведении односторонних железобетонных плит, а более ограниченные исследования были проведены по влиянию проемов на конструктивные характеристики двусторонних бетонных плит [28, 29]. К настоящему времени по этому вопросу проведено множество исследований в связи с высокими возможностями такой конструкционной системы. Однако количество всесторонних исследований, которые моделировали и исследовали чисто нелинейное поведение материалов в сочетании с точным определением взаимодействия между его компонентами, ограничено.Таким образом, для моделирования таких структурных элементов используется трехмерная нелинейная конечно-элементная модель железобетонной плиты с учетом взаимодействия арматуры и бетона [30]. В конструкции неизбежна необходимость в проеме в кровельной системе (плите) для архитектурных элементов, лестниц, лифтовых шахт, трубопроводов и инженерных каналов. Эти отверстия в определенном состоянии будут приводить к снижению жесткости кровельной системы и нагрузке на обрушение из-за их размеров по сравнению с размерами плиты [19, 31]. При проектировании плит такого типа обычно игнорируется влияние проемов.Следовательно, их реальный ответ может отличаться от предполагаемого. Radik et al. [26], Choi et al. [19] и Floru et al. [21] исследовали эффективность различных методов упрочнения для повышения несущей способности плит с отверстиями и без них с использованием стеклопластика, стеклопластика и стеклопластика, в то время как плиты подвергались только внеплоскостным нагрузкам и снова влиянию внутренних нагрузок. самолетные нагрузки не учитывались. Zhang et al. [32] провели численное исследование влияния отверстий на плиты перекрытия и пришли к выводу, что наличие отверстий играет важную роль в определении поведения плит в плоскости.В настоящем исследовании система двухсторонних железобетонных плит, протестированная Durucan и Anil, используется для проверки численной полностью нелинейной модели КЭ [33]. Основная цель выполненного численного исследования — моделирование прямого и косвенного воздействия горизонтальных строительных проемов на ожидаемые структурные функции двухсторонних железобетонных плит. В связи с этим подробно изучается влияние различных положений и размеров проемов на деформацию и твердость железобетонных плит, а результаты сравниваются друг с другом для получения исчерпывающего представления.2. Материал и методы. 2.1. Сравнительное экспериментальное исследование (Durucan и Anil [33]) В этом исследовании поведение сдвига внутреннего соединения плиты в дополнение к армированному FRP отверстию с баром было изучено с помощью ряда экспериментов. В данном исследовании образец без отверстия и 8 других образцов с отверстиями располагались по сторонам и по диагонали. Во всех образцах размеры плиты составляли 2000 × 2000 × 120 мм, а размеры стержня — 200 × 200 мм, как показано на рисунке 1. В этом исследовании использовалось моделирование Durucan и Anil в программе конечных элементов ABAQUS из-за отсутствия достоверных экспериментальных данных. исследования на балочных и блочных перекрытиях.Затем, после подтверждения результатов, была предоставлена ​​модель, и были разработаны исследования перекрытий для балок и блоков в соответствии с правилами Ирана для программного обеспечения конечных элементов [34].

Усиление вырезов в существующих односторонних перекрытиях R. C. Плоские плиты с использованием листов углепластика | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Тип элемента и сетка

В этом исследовании использовался код конечных элементов (FE) ANSYS (2011). Результаты экспериментов были использованы для калибровки моделей FE.FE используется для расширения параметрического исследования за пределы ограниченного числа образцов, выполненных экспериментально. Конечно-элементные модели железобетонных конструкций обычно основаны на дискретизации сетки непрерывной области на набор дискретных подобластей, обычно называемых элементами, представляющими бетон и стальную арматуру. В этом исследовании для моделирования армирования использовался подход дискретных элементов, где армирование моделируется с использованием балочных элементов, соединенных с бетоном в определенных общих узлах сетки, как показано на рис.10. Кроме того, поскольку арматура накладывается на бетонную сетку, бетон находится в тех же областях, что и арматура. Недостатком использования дискретной модели является то, что бетонная сетка ограничена расположением арматуры. Обычно предполагается полное сцепление арматуры с бетоном.

Рис. 10

Дискретная модель для железобетона (ANSYS).

Бетон и смола были смоделированы с использованием 8-узловых трехмерных твердых элементов (SOLID65).Основная особенность этого элемента — возможность учитывать нелинейность материала. Этот элемент может учитывать растрескивание в трех перпендикулярных направлениях, пластическую деформацию и раздавливание, а также ползучесть. Элемент определяется восемью узлами, имеющими три степени свободы перемещения в каждом узле в направлениях x, y и z, как показано на рис. 11.

Рис. 11

Solid 65 3D-железобетонный твердый элемент, ANSYS (2011 г. ).

Элемент SOLID185 используется для моделирования стальных пластин и композитного углепластика.Этот элемент определяется восемью узлами, имеющими три степени свободы в каждом узле; переводы в узловых направлениях x, y и z. Этот элемент обладает пластичностью, сверхэластичностью, повышением жесткости, ползучестью, большим прогибом и большой деформационной способностью. В элементе SOLID185 используется улучшенная формулировка деформации, упрощенная формулировка усиленной деформации или равномерная уменьшенная интеграция. SOLID185 в виде однородного структурного твердого тела используется в этом исследовании для моделирования углеродного волокна и стального листа, как показано на рис.12.

Рис. 12

SOLID185 3D — Однородный структурный твердотельный элемент, ANSYS (2011).

Элемент LINK180 используется для моделирования стальной арматуры. Элемент представляет собой одноосный элемент растяжения-сжатия с тремя степенями свободы в каждом узле: смещения в узловых направлениях x, y и z. Этот элемент также способен к пластической деформации. На рисунке 13 показана геометрия LINK180.

Рис.13

Геометрия элемента LINK180, ANSYS (2011).

Свойства элементов КЭ зависят от типа элемента, например, площадь поперечного сечения балочного элемента известна в ANSYS как действительные константы. Не все типы элементов требуют определения реальных констант, и разные элементы одного и того же типа могут иметь разные реальные постоянные значения. В случае бетона реальные константы определены только для элемента SOLID65, а в настоящем исследовании бетон моделируется с использованием дискретного армирования. Следовательно, все действительные константы, активирующие размазанное армирование, отключаются путем приравнивания его к нулю.Поскольку в смоле нет армирования, то для элемента SOLID65 для смолы указываются те же реальные константы. Как правило, коэффициент жесткости при раздавливании (CSTIF) для бетона устанавливается равным 0,1. SOLID185 в виде однородного структурного твердого тела или слоистого структурного твердого тела не требует определения реальных констант. LINK180 имеет реальные константы; площадь поперечного сечения и добавленная масса (масса / длина). Выбирается как способность к растяжению, так и способность к сжатию.

Бетон

В современной механике разрушения бетон считается квазихрупким материалом, в котором напряжение постепенно уменьшается после пикового напряжения, а свойства бетона при сжатии и растяжении отличаются друг от друга.Прочность бетона на растяжение обычно составляет 8–15% от прочности на сжатие. На рисунке 14 показана типичная кривая напряжения-деформации для бетона с нормальным весом согласно Бангашу (Мота и Камара, 2006).

Рис. 14

Типичная кривая одноосного сжатия и растяжения – деформации для бетона, Bangash, (Mota and Kamara 2006).

Как показано на рис. 14, когда бетон подвергается сжимающей нагрузке, напряжение-деформация начинается линейно и упруго до примерно 30 процентов от максимальной прочности на сжатие σ у.е. , затем напряжение постепенно увеличивается до максимальной прочности на сжатие, а затем кривая спускается в область разупрочнения, и в конечном итоге разрушение при раздавливании происходит при предельной деформации ε у.е. .В зоне растяжения кривая деформации напряжения приблизительно линейно упруга до максимальной прочности на растяжение. После этого бетон трескается, и прочность постепенно снижается до нуля.

Типичные коэффициенты передачи сдвига варьируются от (0,0 до 1,0), где 0,0 соответствует гладкой трещине (полная потеря передачи сдвига), а 1,0 — шероховатой трещине (без потери передачи сдвига). Эта спецификация может быть сделана как для закрытой, так и для открытой трещины. Когда элемент треснул или раздавлен, ему добавляется небольшая жесткость для числовой стабильности.Множитель жесткости CSTF используется для поверхности с трещиной или для раздавленного элемента, чтобы он был равен 0,1, ANSYS 2011 (ANSYS 2011). В этом исследовании был предпринят ряд предварительных анализов с различными значениями βt и βc в диапазоне от (0,15 до 0,9) и (от 0,5 до 0,9) соответственно. Где βt и βc — коэффициент передачи сдвига для открытых трещин (βt) и коэффициент передачи сдвига для закрытых трещин (βc) (ANSYS 2011). Для этого анализа βt и βc были установлены на 0,2 и 0,8 соответственно, что позволило добиться хорошей сходимости.Прочность на одноосное растрескивание принимается равной модулю разрушения бетона. Из-за сходства смолы с бетоном в ее поведении в отношении напряжения растяжения и сжатия, поэтому твердый элемент SOLID65 с линейными и нелинейными свойствами используется для представления смолы в данной модели.

Композиты FRP

Композиты FRP являются анизотропными материалами; где свойства материала различны во всех направлениях. Для однонаправленной пластинки он имеет три взаимно ортогональные плоскости свойств материала (плоскости xy, xz и yz).Оси координат xyz называются основными координатами материала, где направление x совпадает с направлением волокна, а направления y и z перпендикулярны направлению x. Это так называемый особо ортотропный материал. Перпендикулярная плоскость направления волокон может рассматриваться как изотропный материал, вот где; свойства в направлении y такие же, как и в направлении z. У ламинатов FRP есть примерно линейные отношения напряжения и деформации вплоть до разрушения.При нелинейном анализе натурных поперечных плит ни один из элементов FRP не показывает напряжения, превышающие их предел прочности. Следовательно, в этом исследовании предполагается, что отношения напряжения-деформации для ламинатов FRP являются линейно упругими.

Стальная арматура

Предполагалось, что армирующий элемент представляет собой билинейный изотропно-упруго-идеально пластичный материал, идентичный по растяжению и сжатию, как показано на рис. 15. Коэффициент Пуассона 0,3 использовался для всех типов стальной арматуры.

Рис. 15

Кривая растяжения для стальной арматуры.

Нагрузки и граничные условия

Предполагается, что связь между бетоном и сталью идеальна, а коэффициент Пуассона предполагается постоянным на всех этапах нагружения. Зависящие от времени нелинейности, такие как ползучесть, усадка и изменение температуры, не включены в это исследование. Модель поврежденной пластичности бетона в ANSYS предоставляет общие возможности для моделирования бетона.Он использует концепции изотропной поврежденной эластичности и изотропной пластичности при растяжении и сжатии для представления неупругого поведения бетона. Чтобы модель действовала так же, как экспериментальные плиты, граничные условия были применены к двум опорам (стальные плиты толщиной 20 мм, шириной 50 мм и длиной 1000 мм), которые расположены под плитами, чтобы предотвратить локальное растрескивание в бетоне. смещающая нагрузка используется для моделирования граничного условия в этих моделях ANSYS. Шарнирная опора была создана путем приведения значения степеней свободы перемещения для направлений X, Y и Z равным нулю, следовательно, опора ролика была создана путем установки значения степеней свободы смещения для направлений Y и Z, следовательно, равны нулю.Нагрузка была приложена как линейная нагрузка в направлении Y. равномерно по направлению Z в двух положениях. Все плиты были нагружены до нагрузки (30 кН), затем перезапустили анализ для получения вырезки путем глушения элементов, после этой операции плиты были загружены до разрушения. На рисунке 16 показаны КЭ-модели двух образцов. КЭ модель исследуемых плит с проемом и без него показана на рис. 16.

Рис. 16

КЭ модель контрольной плиты, плиты (1) и арматурной сетки.

Преимущества железобетонных полов

Использование железобетона для промышленных полов и коммерческих помещений чрезвычайно популярно и имеет гораздо лучшую прочность на разрыв, чем обычный бетон, что снижает вероятность его разрушения.

Железобетон — один из самых популярных вариантов, которые мы предлагаем, он поможет обеспечить прочность и долговечность вашей конструкции на долгие годы. Изготовленный из относительно недорогих материалов, чрезвычайно прочных и легко поддающихся заливке различной формы, наш железобетон для промышленных и коммерческих помещений, безусловно, является самым популярным выбором, который мы предлагаем.

Что такое железобетон?

Железобетон становится более прочным за счет армирования стальными стержнями, которые закладываются в пол перед заливкой и схватыванием бетона.Армирование чрезвычайно полезно для бетонных полов, поскольку помогает снизить вероятность растягивающих напряжений, растрескивания или разрушения конструкции. Армирование особенно полезно для промышленных и коммерческих полов, поскольку оно помогает бетонному полу выдерживать огромное давление, интенсивное движение и многолетний износ.

Для правильного армирования бетонных полов бетон необходимо заливать прямо на предварительно уложенные стальные арматурные стержни или сетку, чтобы они могли затвердеть.Затем бетону дается время для схватывания и затвердевания вокруг этих стержней или этой сетки, создавая бетонный пол с добавленной прочностью стали.

Почему мы используем железобетонные полы?

Есть много причин, по которым железобетонные полы так популярны среди наших клиентов в Великобритании:

  • Обычный бетон может быть хрупким и иметь относительно низкую прочность на разрыв по сравнению с железобетоном.
  • Армированный бетон используется для обеспечения того, чтобы ваш бетонный пол оставался устойчивым к таким повреждениям, как растрескивание, изгиб или разрушительное воздействие времени.
  • Сталь и бетон реагируют друг на друга на тепловые изменения одинаково, а это означает, что исключается любое внутреннее напряжение.
  • Железобетонные полы имеют лучшую прочность на разрыв, чем обычный бетон, а также более долговечны и обладают более высокой прочностью на сжатие. Любое напряжение, оказываемое на железобетонный пол, переносится на стальные стержни, а это означает, что пол может выдерживать гораздо больший вес, чем обычный бетон.

Где наиболее выгодны железобетонные перекрытия?

Железобетонные полы чаще всего используются в общественных местах, таких как автостоянки, офисные и жилые дома, а также фабрики.Дополнительная прочность, обеспечиваемая железобетоном, делает его популярным во многих секторах. Многие общественные и промышленные помещения подвергаются сильному давлению, поэтому использование железобетона особенно выгодно.

Наша команда имеет опыт установки бетонных полов

Наша команда имеет более чем 30-летний опыт работы в индустрии бетонных полов и большой опыт в установке высококачественных железобетонных полов.Мы работаем с различными отраслями и помещениями, поэтому вы можете быть уверены, что монтируемые нами железобетонные полы имеют исключительно высокое качество.

Преимущества железобетонных полов

Армированный бетон

обладает многочисленными преимуществами, которые делают его очень популярным среди многих наших клиентов.

Высокая прочность на сжатие и растяжение

Железобетон схватывается и затвердевает вокруг стальных стержней, что позволяет ему выдерживать значительное давление и растяжение.Сам бетон обеспечивает прочность на сжатие, а сталь — на разрыв. Сталь — прочный материал, который часто используется для армирования. Сталь расширяется и сжимается в зависимости от температуры, как и бетон, а это значит, что ее нелегко повредить. Именно эта прочность и гибкость делают железобетон популярным выбором для конструкций и полов, которые должны выдерживать чрезмерное давление.

Железобетон экономичен

Полы из железобетона — один из самых экономичных полов.Цемент смешивают с камнями, гравием, осколками песка и водой перед добавлением в стальную арматуру, чтобы сделать ее прочной. Эта комбинация бетона и стали намного дешевле, чем другие строительные материалы, поэтому железобетонные полы являются отличным решением для вашего пространства — независимо от размера!

Железобетон для быстрого строительства

Мало что может сравниться со скоростью строительства железобетонного перекрытия. Хотя армированный бетон чаще всего заливают в форму на месте, он также может поставляться в виде сборных деталей, чтобы упростить процесс.

Армирование обеспечивает универсальность

Есть много ученых и инженеров, которые изучали бетон и его свойства, и теперь могут позже составить смесь в зависимости от области применения. Добавление определенных материалов в бетон может ускорить его схватывание и стать устойчивым к воздействию экстремальных температур или изменений окружающей среды. Железобетон позволяет инженерам спроектировать и построить несколько типов полов. Более того, натяжение при установке бетона между стальной арматурой может предотвратить растрескивание и сделать пол более прочным.

Армированный бетон устойчив к атмосферным воздействиям

Еще один популярный элемент из железобетона — это то, насколько он устойчив к изменениям погодных условий. Стальные и бетонные материалы одинаково реагируют на изменения температуры, снижая вероятность растрескивания и ослабления.

Железобетон устойчив к коррозии

Коррозия — обычная проблема для многих напольных покрытий, поскольку они со временем подвержены повреждениям и износу.Однако железобетон прочнее, чем другие типы бетонных полов, и поэтому он гораздо более устойчив к коррозии.

Огнестойкий железобетон

Многие материалы для полов, такие как дерево и металл, не могут выдерживать такие же высокие температуры, как железобетон, без возгорания или серьезного износа. Низкая скорость теплопередачи в бетонном полу означает, что внутри остается намного холоднее, чем на поверхности, что делает химически невозможным возгорание.

Термостойкость бетонных полов делает их идеальными для помещений, которые постоянно должны выдерживать высокие температуры, например, заводские полы или инженерные мастерские.

Наш подход к железобетонным перекрытиям

Здесь, в Concrete Flooring Solutions, мы всегда находим лучшее решение для пола для вашего помещения, помогая создать железобетонный пол, идеально соответствующий вашим требованиям. Мы специализируемся на различных методах укладки полов, в том числе на традиционных полах, армированных сеткой или стальным волокном.Более того, все наши конструкции бетонных полов соответствуют Техническому отчету 34 The Concrete Society, отраслевому стандарту для бетонных промышленных цокольных этажей.

Связь важна для нас

Выбор подходящего бетонного пола для вашего помещения может быть трудным процессом, и для многих людей мы прилагаем все усилия, чтобы эффективно общаться с нашими клиентами. Мы поможем вам найти лучший железобетонный пол для вашей собственности, прилагая все усилия, чтобы сообщить вам обо всем и обеспечить вам поддержку на протяжении всего процесса установки.

Обеспечение железобетона более 30 лет

Мы гордимся тем, что поставляем железобетонные полы для наших клиентов более 30 лет. Мы гордимся тем, что предоставляем нашим клиентам по всей Великобритании непревзойденные услуги и исключительные решения для напольных покрытий. Наша команда и наша работа остаются в авангарде технологий бетонных полов, и мы всегда находимся в поисках будущих достижений и разработок в секторе промышленных полов.

Наша команда за железобетонными перекрытиями

Каждый из наших проектов промышленных полов индивидуален, и у наших клиентов индивидуальные требования.Однако каждая установка железобетонного пола, которую мы выполняем, проходит тщательный процесс планирования, чтобы гарантировать выполнение всех требований. Знания и опыт, которые предлагает наша команда по установке бетонных конструкций, помогают успокоить каждого из наших клиентов.

Новейшие методы и навыки

Мы с энтузиазмом относимся к постоянному совершенствованию наших услуг и развитию наших навыков, поэтому мы можем заливать отдельные бетонные плиты площадью до 2 500 м2 и укладывать их с максимальным допуском по плоскостности.Кроме того, мы прилагаем все усилия, чтобы использовать новейшие дизайнерские технологии для создания железобетонных полов на заказ, которые точно соответствуют требованиям наших клиентов. Предлагая методы заливки и строительства широких пролетов, мы можем предложить нашим клиентам железобетонные полы, которыми они могут гордиться.

Услуга по армированию бетонных полов, которой можно доверять

Выбор подходящего железобетонного пола для вашей собственности может оказаться сложной задачей. Однако с помощью нашей команды этот процесс можно значительно упростить.Более того, если ваш промышленный пол не выполнен в соответствии с достаточно высокими стандартами или был выполнен неопытными рабочими, его ремонт может оказаться очень дорогостоящим. Нанимая наши услуги, вы можете быть уверены в предоставлении услуг, которым вы можете доверять.

Наш железобетон защищен

Есть несколько общих факторов, которые необходимо учитывать в отношении железобетонных полов:

  • Поверхностное напыление
  • Преждевременный износ
  • Фундамент бетонный

Проблемы с поверхностью — распространенная проблема, которая возникает из-за плохо уложенного бетонного пола.Тем не менее, здесь, в Concrete Flooring Solutions, мы используем заранее подготовленные порошки, чтобы обеспечить гораздо более высокую стойкость к истиранию и возможность окрашивания. Процесс очень прост. Он использует простой разбрасыватель для нанесения пыли, а затем поплавок для завершения мелких деталей.

Свяжитесь с нашей командой сегодня

Если вы хотите узнать больше о преимуществах наших железобетонных полов и о том, что мы предлагаем нашим клиентам, почему бы не позвонить нам? Наша команда всегда готова посоветовать вам лучший вариант напольного покрытия для вашего коммерческого или промышленного помещения.Позвоните нам сегодня и узнайте больше о предлагаемых нами вариантах железобетонных полов.

Численная оценка влияния проемов на конструктивные характеристики железобетонных плит

В данном исследовании использовался метод конечных элементов для изучения влияния проемов на сопротивление бетонных плит. Представленная процедура моделирования используется для проведения численного анализа реакции железобетонной плиты на плоские монотонные нагрузки в направлениях X (перпендикулярно балке) и Z (параллельно балке).Первоначально разработанная численная модель была откалибрована и сравнена с лабораторными результатами. При построении этой трехмерной модели делается попытка точно смоделировать все нелинейные свойства стали и бетонных материалов, а также взаимодействия между ними. Затем поведение двухсторонних бетонных плит при различных нагрузках было исследовано и использовано в качестве эталона. Наконец, было изучено влияние проемов под различными нагрузками на прочность бетонных плит. Результаты подтверждают, что отверстия имеют большое влияние на изменение твердости, пластичности, зарождения и пути растрескивания, а также на распределение напряжений при сдвиговом и гравитационном нагружении.Более того, добавление отверстия внутри диафрагмы не только сделало перекрытие из балок и блоков более хрупким, но также снизило его прочность и сопротивление при поперечной нагрузке. С учетом результатов параметрического исследования влияния компоновки в целом ее место стало критическим в том состоянии, когда проем нарушил передачу касательных напряжений на коллекторные балки. При добавлении площади проема и нагрузки в направлении X концентрация растягивающих напряжений (эквивалентных основным максимальным напряжениям) была на краю растяжения, а также в середине покрытия пола вокруг проема.Стоит отметить, что увеличение площади проема привело к увеличению количества растягивающих напряжений в середине перекрытия. Между тем, концентрация максимальных сжимающих напряжений, которая эквивалентна основным минимальным напряжениям, была на сжимающей кромке, начиналась в области коллекторов и растягивалась до кромки отверстия. Среди различных макетов состояния X-1 и Z-3 были более критическими, чем другие состояния. Учитывая отверстия с разной компоновкой, X-1 и Z-3 имеют наибольшее ухудшение жесткости и прочности таким образом, что жесткость ухудшается, а прочность составляет 39.93% и 37,89% соответственно для модели Z-3 и 38,68% и 43,33% соответственно для модели Z-3.

1. Введение

Железобетонные (ЖБИ) плиты, поддерживаемые ЖБИ колоннами, относятся к часто используемым конструкционным системам. Специфические возможности этой системы делают их применимыми альтернативами в строительной отрасли. Итак, было проведено несколько исследований по их моделированию и предложены методы проектирования. Помимо своих преимуществ, системы железобетонных плит и колонн имеют свои недостатки в отношении сдвига при продавливании, вызванного режимом хрупкого разрушения.Для контроля разрушения при продавливании и сдвиге особое внимание следует уделять проектированию и реализации [1, 2]. Многие национальные и международные строительные нормы и правила были исследованы, и было предложено несколько методов для расчета и реализации таких систем [3]; бюллетень fib 14 [4]; Итальянский гид CNR DT200 [5]; Рекомендации по проектированию Японского общества инженеров-строителей (JSCE) [6]. Изучая эти коды, можно констатировать, что они фактически изучают один и тот же предмет, и различие в выражениях объясняется разной точкой зрения [7].Использование арматурного стержня в бетонной плите — распространенный метод увеличения прочности на сдвиг при штамповке систем железобетонных плит и колонн [8, 9]. Кроме того, неизбежное наличие отверстий в этих системах по архитектурным и конструктивным соображениям усложняет задачу оценки безопасной работы [10]. Следовательно, было проведено множество аналитических исследований, численных исследований и экспериментальных усилий по оценке характеристик железобетонной плиты, подвергающейся множеству различных типов нагрузки [11, 12].Большинство ученых считают, что взаимодействие арматуры и бетона в железобетонной плите можно смоделировать в предположении идеальной связи на границе раздела между ними [13, 14]. Некоторые исследователи исследуют эффект связывания-разрыва при моделировании структурных характеристик железобетонных плит [15, 16].

Наконец, в 2016 году Хаджехдехи и Панахшах [17] провели исследования влияния проемов на конструктивное поведение железобетонных плит перекрытия в плоскости и пришли к выводу, что механизм обрушения плит с проемом значительно отличается от механизма обрушения плиты. без открытия.Кроме того, иногда неизбежно наличие проемов в перекрытиях пола для архитектурных элементов, лестниц и лифтовых шахт [18]. Эти отверстия приведут к снижению жесткости диафрагмы и могут снизить несущую способность элемента [19, 20]. Эти типы диафрагм обычно предназначены для игнорирования эффектов открытия. Следовательно, их истинный ответ может отличаться от предполагаемого. Другими словами, наличие отверстий делает поведение напольных диафрагм значительно более сложным и непредсказуемым [21].Ряд исследователей оценили структурное поведение железобетонных плит с отверстиями в них. Однако плиты подвергались только внеплоскостной гравитационной нагрузке, а влияние нагрузок в плоскости не учитывалось [22–25]. Ряд исследователей оценили структурное поведение железобетонных плит при наличии раскрытия и внеплоскостной нагрузки. Radik et al. [26], Choi et al. [19] и Floru et al. [21] изучали влияние различных методов усиления на повышение несущей способности плит с наличием и отсутствием отверстий с использованием FRP, GFRP и FRC [27].Khajehdehi и Panahshah провели численное исследование влияния проема на плиту перекрытия, сделав вывод, что наличие проема играет важную роль в определении поведения плит плиты [17].

В этом исследовании учитывается отслоение арматуры от бетонных поверхностей. Очевидно, что проверенные модели КЭ могут дать точные результаты по отклику железобетонных плит. Кроме того, очевидно, что в численных исследованиях следует использовать логические допущения, чтобы приблизиться к модели конечных элементов, что численные модели железобетонных плит не являются исключением.До сих пор большинство исследований было сосредоточено на поведении односторонних железобетонных плит, а более ограниченные исследования были проведены по влиянию проемов на конструктивные характеристики двусторонних бетонных плит [28, 29]. К настоящему времени по этому вопросу проведено множество исследований в связи с высокими возможностями такой конструкционной системы. Однако количество всесторонних исследований, которые моделировали и исследовали чисто нелинейное поведение материалов в сочетании с точным определением взаимодействия между его компонентами, ограничено.Таким образом, для моделирования таких структурных элементов используется трехмерная нелинейная конечно-элементная модель железобетонной плиты с учетом взаимодействия арматуры и бетона [30]. В конструкции неизбежна необходимость в проеме в кровельной системе (плите) для архитектурных элементов, лестниц, лифтовых шахт, трубопроводов и инженерных каналов. Эти отверстия в определенном состоянии будут приводить к снижению жесткости кровельной системы и нагрузке на обрушение из-за их размеров по сравнению с размерами плиты [19, 31]. При проектировании плит такого типа обычно игнорируется влияние проемов.Следовательно, их реальный ответ может отличаться от предполагаемого. Radik et al. [26], Choi et al. [19] и Floru et al. [21] исследовали эффективность различных методов упрочнения для повышения несущей способности плит с отверстиями и без них с использованием стеклопластика, стеклопластика и стеклопластика, в то время как плиты подвергались только внеплоскостным нагрузкам и снова влиянию внутренних нагрузок. самолетные нагрузки не учитывались. Zhang et al. [32] провели численное исследование влияния отверстий на плиты перекрытия и пришли к выводу, что наличие отверстий играет важную роль в определении поведения плит в плоскости.В настоящем исследовании система двухсторонних железобетонных плит, протестированная Durucan и Anil, используется для проверки численной полностью нелинейной модели КЭ [33].

Основная цель выполненного численного исследования — моделирование прямого и косвенного воздействия горизонтальных строительных проемов на ожидаемые структурные функции двухсторонних железобетонных плит. В связи с этим подробно изучается влияние различных положений и размеров проемов на деформацию и твердость железобетонных плит, а результаты сравниваются друг с другом для получения исчерпывающего представления.

2. Материалы и методы
2.1. Контрольное экспериментальное исследование (Durucan и Anil [33])

В этом исследовании поведение сдвига внутреннего соединения плиты в дополнение к армированному FRP отверстию с стержнем было изучено с помощью ряда экспериментов. В данном исследовании образец без отверстия и 8 других образцов с отверстиями располагались по сторонам и по диагонали. Во всех образцах размеры плиты составляли 2000 × 2000 × 120 мм, а размеры стержня — 200 × 200 мм, как показано на Рисунке 1.В этом исследовании использовалось моделирование Durucan и Anil в программе конечных элементов ABAQUS из-за отсутствия достоверных экспериментальных исследований балочных и блочных перекрытий. Затем, после подтверждения результатов, была предоставлена ​​модель, и были разработаны исследования перекрытий для балок и блоков в соответствии с правилами Ирана для программного обеспечения конечных элементов [34].


Во время эксперимента гидравлический домкрат на колонне создает фиксированную осевую нагрузку на колонну, которая указывает на гравитационную нагрузку, полученную в результате анализа рамы [35].В этой серии экспериментов по прочности бетона на сжатие все образцы были отобраны в диапазоне 21,45–19,78 МПа. Прочностные характеристики стали и прочность на сжатие представлены в таблицах 1 и 2 соответственно.

427

Диаметр арматуры (мм) Предел текучести (МПа) Предел прочности на разрыв (МПа) Тип


Обычная
10 537.34 3838.20 Деформированный

(без отверстия) от колонны

Спец. номер Прочность бетона на сжатие f c (МПа) Отверстие
Размер (мм) Расположение

1 20,83
2 20.56 300 × 300 Параллельно (рядом с колонной)
3 19,96 300 × 300 Диагональ (рядом с колонной)
4 21,23 500265 Параллельно (рядом с колонной)
5 19,78 500 × 500 Диагональ (рядом с колонной)
6 20,12 300 × 300 Параллельно 30070 мм на расстоянии
7 21.45 300 × 300 Диагональ 300 мм от колонны
8 20,03 500 × 500 Параллель 300 мм от колонны
9 21.09 500 × 500 Диагональ на расстоянии 300 мм от колонны

Между тем способ проведения эксперимента схематично показан на рисунке 2. В этом эксперименте бетонная армированная плита была помещена на стальные детали IPE и затем гидравлический домкрат создавал осевую нагрузку на колонну [36].

В таблице 3 показаны экспериментальные результаты. Как видно, смещение в образце без отверстия составляет 40 мм к центру, что эквивалентно 193 кН [37].

2702702902 902 5685,90 9065 69,15 902 9022 902 9028433 9024 902 902 902 902 902 902 902
3.1. Процесс числовой проверки
3.1.1. Моделирование общих компонентов образцов

Для всех образцов была смоделирована геометрия модели, включая такие компоненты, как бетонная плита, арматура и жесткие опоры, а также раздельное нагружение в программном обеспечении, как показано на рисунке 3, и, наконец, образцы были изготовлены полностью. в программном обеспечении, поместив эти компоненты друг рядом с другом.Поскольку ограничения и взаимодействия между компонентами имеют большое влияние на результаты анализа, он применялся осторожно и осторожно.

3.1.2. Типы и размеры элементов

Бетонная колонна моделировалась трехмерными элементами, доступными в библиотеке числового программного обеспечения [38]. Бетонная плита была застроена с использованием элементов C3D8R, как показано на Рисунке 4. Усиление и поддерживающие компоненты были смоделированы с использованием элементов фермы T3D2 и C3D8R, соответственно.Размеры элементов были приняты как 20 мм для плиты и стальной арматуры и 100 мм для опоры (см. Рисунок 4).

3.1.3. Условия взаимодействия и ограничений между различными компонентами

Там, где бетон контактирует со сталью, связь поверхность-поверхность использовалась без коэффициента трения, который показан на рисунке 5 (контакт поддерживающих листов с бетонной плитой). Для жестких листов также определяется точка, которая называется контрольной точкой, и эта точка влияет на все степени свободы этих листов.Определено ограничение Tie; когда две поверхности прилегают друг к другу, одна должна быть определена как основная поверхность, а другая как подчиненная поверхность. Как упоминается в руководстве по программному обеспечению, лучше, чтобы поверхность с более тонкими материалами определялась как вспомогательная поверхность, а размеры ее элементов были меньше, чем размеры основной поверхности, чтобы избежать численных ошибок. Следовательно, когда используется ограничение, смещение точек подчиненной поверхности получается за счет смещения точек главной поверхности, и действительно, относительное скольжение между этими двумя поверхностями не учитывается.

3.1.4. Граничные условия

При лабораторных испытаниях опора подключается к неподвижному заземлению. Таким образом, при моделировании в программе учитываются все вращательные и переходные степени свободы U 1 , U 2 , U 3 , UR 1 , UR 2 , и UR 3 закрыты. В лабораторных испытаниях применялся гидравлический стимулятор, который удерживает колонку в ее текущем положении перед началом испытания и позволяет ей только вращаться вокруг листа.В программном обеспечении также остается открытым UR 3 для моделирования степеней свободы. Стороны плиты могут двигаться вверх, вниз и внутри листа.

3.1.5. Сравнение экспериментальных результатов и числовых результатов

Сначала были изучены и проверены образцы конечных компонентов, чтобы убедиться, что предполагаемые образцы смоделированы правильно и заданные параметры имеют разумные значения, было замечено, что численные результаты и лабораторные результаты находятся в хорошем согласии. а затем была проведена серия параметрических исследований для изучения эффективности различных компонентов соединения.На рисунке 6 показано сравнение реакции силы-смещения метода конечных элементов с экспериментальным методом.

Как видно из рисунков 6 (a) и 6 (b), результаты численного анализа и лабораторные результаты хорошо согласуются, показывают полностью идентичное поведение и испытывают максимальную прочность почти на 40 мм, но при смещениях при превышении этого количества прочность снижалась из-за растрескивания бетона. На рисунке 7 сравнивается растрескивание бетонной плиты в экспериментальном исследовании и численной модели.Видно, что больше всего трещин наблюдается в области середины бетонной плиты.

3.2. Численный анализ двунаправленной бетонной плиты
3.2.1. Конечный элемент железобетонных плит

Чтобы создать модель перекрытия из балок и блоков, бетонная плита и стальная ферма были смоделированы в программе ABAQUS, как показано на рисунке 8. Как показано на этом рисунке, бетонный компонент был смоделирован как сплошной и размятый с помощью C3D8R элементы. Этот элемент был шестиугольным 8-узловым и в нем использовалась уменьшенная интеграция.Арматура была смоделирована как проволока и была связана с двухузловыми трехмерными элементами фермы (T3D2). Размер каждого элемента считался 20 мм.

3.2.2. Нагрузка и граничные условия для численной модели

Поскольку поперечное сечение модели было различным в двух направлениях X и Z , все анализы проводились в двух направлениях. Граничные условия модели применялись таким образом, что переходные степени свободы были замкнуты на двух краях плиты, что означает для анализа в направлении X и для анализа в направлении Z на двух краях плиты,.Таким образом, объемная нагрузка прикладывалась постепенно с линейным трендом. Приложенная к диафрагме нагрузка была намного выше нормативной. Причина применения более высокой нагрузки заключается в том, чтобы позволить диафрагме пройти линейный участок и войти в пластический диапазон, чтобы тщательно изучить ее поведение. Граничные условия и способ загрузки моделей в двух направлениях X и Z показаны на рисунке 9.

3.2.3. Исследование поведения диафрагмы в числовой модели без раскрытия

При приложении поперечной силы тела распределение основных максимальных пластических деформаций (см. Рисунок 10), которые эквивалентны деформациям растрескивания, происходит таким образом, что при нагрузке в направлении в модели расширение трещины перпендикулярно направлению нагружения, а трещина больше в месте соединения балки с плитой.Между тем, механизм разрыва полностью виден в той области, где он играет роль растяжения из-за наличия осевой силы. Между тем, трещины в опорных частях являются отвесными, что менее заметно на Рисунке 10, потому что сечение диафрагмы этого механизма является прочным.

Между тем, в модели нагружения в направлении Z , распределение трещин больше центрируется в области коллектора, потому что сечение диафрагмы в этом направлении мало. Между тем, после ужасных трещин в области коллектора, трещина расширилась наклонно внутрь диафрагмы, и эти трещины проникли глубже в область коллектора.Следует отметить, что, как показано на рисунке 10, в моделях с нагрузкой в ​​направлениях X и Z максимальная величина основных максимальных пластических деформаций, эквивалентная деформации растрескивания, составляет 0,02561 и 0,1041 соответственно. Это означает, что в этой области трещины широко открылись из-за того, что секция диафрагмы не выдерживает направления нагрузки. Конечно, такое усилие при смещении на 15 мм не надумано.

На рисунке 11 показано распределение основной минимальной пластической деформации (эквивалентной деформации коррозии) от деформации максимальной прочности; в модели с объемной нагрузкой в ​​направлении X распространение коррозии сосредоточено на точках соединения балок с плитой.Между тем, как видно по хорде сжатия, деформации являются чисто компрессионными. Между тем, трещины в опорных частях являются выпуклыми, которые менее заметны на рисунке 11 (а), потому что секция диафрагмы является прочной. Между тем, в модели с нагрузкой в ​​направлении Z , распределение коррозионных деформаций бетона было более сконцентрировано в области коллектора, поскольку сечение диафрагмы в этом направлении мало, как показано на рисунке 11 (b). Следует отметить, что распространение коррозии было меньше, чем образование трещин, что хорошо видно при сравнении рисунков 10 и 11.

Между тем, распределение основных максимальных и минимальных напряжений при смещении, эквивалентном максимальной прочности для моделей с нагрузкой в ​​направлениях Z и X , показано на рисунках 12 и 13, которые показывают механизм передачи напряжения в диафрагме в этих двух направления. Как видно на этих рисунках, механизм коллекторных стержней и пояса хорошо виден, и в этих местах создавалось наибольшее напряжение. Следовательно, стержни, расположенные в этих областях, могут выдерживать силы, возникающие от механизма и коллекторов.

3.2.4. Реакция бокового усилия-смещения диафрагмы без отверстия

Сила, приложенная к диафрагме линейно и постепенно, была извлечена против трансформации в середине отверстия с помощью программного обеспечения. Величина этой силы против трансформации средней точки плиты показана на рисунке 14.


Как показано на рисунке 14, поведение диафрагмы с балкой и сечением блока в направлении Z в направлении балки ось, фасоль и блочный настил показали более хрупкое поведение, что в основном объясняется слабостью диафрагмы при передаче напряжений в области коллектора.Величины максимальной силы, смещения, эквивалентного максимальной силе, и твердость диафрагмы указаны в таблице 4.


Спец. номер Ultimate Макс. дисп. (мм) Макс. дисп. коэффициент Начальная жесткость (кН / мм) Начальный коэффициент жесткости Рассеиваемая энергия (кН · мм) Коэффициент рассеяния энергии Макс.деформация (мВ)
Нагрузка (кН) Коэффициент нагрузки Дисп. (мм) Дисп. отношение

1 193,03 1,00 37,47 1,00 37,99 1,00 60,43 1,00 60,4322 60,432 902 902 902 902 902 902 902 702 161,18 1,63 35,41 1,96 45.66 1,16 95,49 8,23 4466,50 2,11 6554
3 186,08 1,48 40,17 2,11 40,172 902 902 40,17 2,38 5001
4 157,71 2,05 32,26 1,42 40,09 0,91 78.16 8,65 3664,40 2,68 5245
5 173,31 1,83 36,52 1,83 36,52 0,88 45,81 902 902 902 902 45,81 902 902 902 4965
6 197,42 1,46 42,13 1,19 52,88 1,22 61,95 5,06 7155.30 1,95 5136
7 219,36 1,27 43,67 1,15 55,57 1,16 69,152 902 902 69,15 190,86 1,65 51,06 1,11 62,63 1,19 48,84 4,10 7326,20 2,45 4513 4513 1,45 39,93 1,19 42,61 0,98 55,54 3,21 5071,80 1,30 3546
3546

Смещение диафрагмы при максимальном сопротивлении (мм) Максимальное сопротивление (кН) Жесткость (кН / мм) Название модели

1,74 629,71 3401,50 X
1,00 537. 7034 3838,20 Z

3.3. Численное исследование эффектов раскрытия на железобетонной плите

Нет сомнений в том, что наличие пустот внутри диафрагмы может повлиять на способность создавать поперечную силу в диафрагме. Площадь и расположение отверстия — это то, что должно быть определено критическим местом для работы диафрагмы и величиной напряжения, создаваемого внутри нее и особенно вокруг отверстия.В частности, большое значение имеет изучение этих параметров на перекрытиях из балок и блоков, как наиболее распространенных деталей в Иране. В этом разделе параметрически исследовано расположение проема и его площадь на таком напольном покрытии.

3.3.1. Гипотеза моделирования проема в диафрагме

Чтобы смоделировать проем, модель проема была создана путем создания квадратного проема внутри него таким образом, чтобы были вырезаны и плиты, и арматура. Между тем, из-за сложности моделирования гипотеза об отсутствии проскальзывания арматуры внутри бетона была рассмотрена с учетом взаимодействия закладных областей.Между тем, никакого армирования вокруг проема не применялось. Как и в предыдущем разделе, нагрузка на модель диафрагмы в дополнение к открытию проводилась и исследовалась в двух направлениях Z и X . Для параметрического исследования сначала изучалась планировка проема, затем определялось наиболее ответственное место проема, и в этом же критическом месте анализировалась площадь проема.

3.3.2. Параметрическое исследование расположения проема внутри диафрагмы балки и перекрытия блока

Для моделирования расположения проема в диафрагме использовалось квадратное отверстие размером 2 м × 2 м, что эквивалентно 16% диафрагмы.Расположение отверстия и название соответствующей модели показаны на рисунке 15. На рисунке 15 стоит упомянуть то, что, учитывая симметрию, модели X-4, X-5 и X-6 могут игнорироваться. состояние загрузки в направлении X , поскольку эти модели, соответственно, соответствуют моделям X-2 и X-8. Между тем, в состоянии нагрузки в направлении Z моделями Z-6, Z-7 и Z-8 можно пренебречь, поскольку они соответствуют Z-2, Z-3 и Z-4 из-за своей симметрии. .

Приложенная к диафрагме сила, которая прикладывалась линейно и постепенно, была извлечена против преобразования середины отверстия с помощью программного обеспечения. Величина этой силы против трансформации средней точки плиты показана на рисунке 16 (a) для моделей с нагрузкой в ​​направлении X и на рисунке 16 (b) для моделей с нагрузкой в ​​направлении Z .

Путем сравнения диаграмм на рисунках 16 (a) и 16 (b) можно обнаружить, что добавление отверстия внутри диафрагмы балки и блочного перекрытия не только делает диафрагму более хрупкой, но и более прочной. уменьшение твердости и против боковой силы.Между тем, сравнивая эти два рисунка, ясно видно, что нагрузочная диафрагма в направлении Z демонстрирует более хрупкое поведение. Таким образом, при достижении диафрагмы максимальной мощности это сопровождается внезапным падением прочности. Между тем, при более близком сравнении рисунков 16 (a) и 16 (b) можно наблюдать результаты, указанные в таблицах 5 и 6.

мм )2 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 2408,55

Ухудшение сопротивления (%) Ухудшение жесткости (%) Смещение диафрагмы при максимальном сопротивлении (мм) Максимальное сопротивление (кН) Название модели

1.74 929,71 3401,58 X
27,59 13,90 1,39 455,99 2928,78 X-Cent 2928,78 X-cent 2928,78 X-cent X-1
33,34 37,46 1,02 419,74 2127,19 X-2
7,32 9,48 1.31 583,59 3078,87 X-3
27,04 8,70 1,41 459,47 3105,42 X-7 3105,42 X-72 902 X-8

902 902 902 902 9022 902 902 90283 902 902 902 902 902 902 902 902 3593.22

Ухудшение сопротивления 65% (%) дрейф Сопротивление износу мм) Максимальное сопротивление (кН) Жесткость (кН / мм) Название модели

1.00 537,34 3838,20 Z
16,00 14,36 1,35 451,37 3286.98 Z-цент 3286.98 Z-cent2 902 902 902
2 902 902 902 Z-1
34,53 38,95 1,09 351,88 2334,45 Z-2
38,63 43,33 43,33 329,48 2175,71 Z-3
37,21 28,36 0,86 337,40 2749,62 Z-4 2749,62 Z-4 Z-422 Z-5

Для более ощутимого и точного изучения критического состояния места диафрагмы, рассчитанные значения ухудшения жесткости и прочности представлены в таблицах 5 и 6 как а также на гистограммах, изображенных на рисунках 17 (a) и 17 (b).

Как видно из рисунков 17 (a) и 17 (b), модели X-1 и Z-3 имеют наибольшее ухудшение жесткости и прочности, которые более важны по сравнению с другими моделями. Между тем, важность этой схемы проема с точки зрения распределения напряжений и деформаций можно будет увидеть в следующем сеансе. Согласно результатам параметрического исследования, расположение проема имеет решающее значение в двух режимах нагружения в направлениях X и Z , когда проем нарушает путь передачи касательного напряжения к балкам коллектора.Между тем, режимы X-1 и Z-3 более критичны, чем другие. Это связано с высокой степенью износа и сопротивлением диафрагмы, показанными в Таблицах 5 и 6, а также на Рисунке 17.

3.3.3. Параметрическое исследование отверстий с различными участками внутри диафрагмы балки и перекрытия блока

Чтобы исследовать влияние площади диафрагмы на твердость, прочность, механизмы передачи напряжения, растрескивание и раздавливание, в этих критических местах были исследованы различные критические области раскрытия. .Названия этих моделей и то, как они применяются к моделям, показаны на рисунке 18.

Сила, приложенная к диафрагме линейно и постепенно, была извлечена из программного обеспечения против ее деформации в середине пролета. Величина этой силы в зависимости от деформации средней точки плиты для моделей с нагрузкой в ​​направлении X показана на рисунке 19, а для моделей с нагрузкой в ​​направлении Z на рисунке 20.



. с увеличением площади отверстия внутри диафрагмы снижается ее сопротивление и стойкость к боковым нагрузкам.Также при сравнении двух форм становится очевидным, что нагрузка на диафрагму Z показывает более медленное и более хрупкое поведение. Поэтому, когда диафрагма достигает максимальной емкости, сопротивление резко падает. При более внимательном рассмотрении рисунков 19 и 20 показаны результаты в таблицах 7 и 8.

1,02 9021,02 902 902 34,50

Ухудшение сопротивления (%) Ухудшение жесткости (%) Смещение диафрагмы при максимальном сопротивлении (мм) Максимальное сопротивление (кН) Жесткость (кН / мм) Передаточное число Размер отверстия Название модели

.74 629,71 3401,51 X
23,54 23,96 1,23 481,49 902
37,89 39,93 1,61 391,10 2043,31 16 2,00 × 2,00 X-1-2
44,59 1922.02 25 2,50 × 2,50 X-1-3

902 жесткости (%) 902 902 1,070-1,0


Смещение диафрагмы при максимальном сопротивлении (мм) Максимальное сопротивление (кН) Жесткость (кН / мм) Передаточное число Размер отверстия Название модели

1.00 537,34 3838,20 Z
18,22 23,07 0,83 422,63 2952,81 2952,81
33,01 43,33 0,83 329,48 2175,18 16 2,00 × 2,00 Z-1-2
34,722 2042,40 25 2,50 × 2,50 Z-1-3

Чтобы более точно и точно исследовать влияние увеличения площади проема на окончательная твердость и сопротивление диафрагмы, расчетные значения уменьшения жесткости и сопротивления, показанные в таблицах 7 и 8, показаны на рисунке 21.


Как видно из предыдущих рисунков, сопротивление и жесткость диафрагмы уменьшаются с увеличением площади отверстия. в численных моделях.Для моделей с нагрузкой в ​​направлении X скорость ухудшения твердости и прочности примерно одинакова, но для моделей с нагрузкой в ​​направлении Z ухудшение твердости больше, чем ухудшение сопротивления.

4. Заключение

В этом исследовании метод конечных элементов использовался для трехмерного моделирования и нелинейного анализа диафрагмы балки и перекрытия блоков. Между тем, при изучении этого типа диафрагмы, с открытием и без него, с учетом различных компоновок, можно сделать следующие выводы.При приложении объемной поперечной силы распределение основных максимальных пластических деформаций, которые эквивалентны деформациям растрескивания, происходит таким образом, что в модели с нагрузкой в ​​направлении X (перпендикулярно балке) расширение трещины было перпендикулярно направлению загрузки. Между тем, на участках, играющих роль кромки растяжения, механизм разрыва полностью виден из-за наличия осевой силы. Между тем, трещины на опоре опоры являются отвесными, что меньше доминирует, потому что секция диафрагмы прочная.Между тем, у модели с нагрузкой в ​​направлении Z (параллельно балке) распространение трещин больше сосредоточено в области коллектора, поскольку сечение диафрагмы в этом направлении мало. Между тем, после ужасных трещин в районе коллектора, трещина расширилась наклонно внутрь диафрагмы. Между тем, в области кромки растяжения, распределение трещин полностью видно при растяжении, и трещины проникают глубоко в область рядом с коллекторами.В моделях с нагрузкой в ​​направлениях X и Z максимальная величина основной максимальной пластической деформации, которая эквивалентна деформации растрескивания, составляет соответственно 0,02561 и 0,1041. Это означает, что из-за того, что диафрагма секций не способна выдерживать нагрузку в направлении Z , эта область подвергается давлению с открытием ширины трещины в большой степени. Конечно, такое напряжение не является чем-то неожиданным для большого смещения диафрагмы в 15 мм.

Благодаря добавлению отверстия внутри диафрагмы, перекрытие из балок и блоков не только показало более хрупкое поведение, но также снизило его прочность и устойчивость к поперечной нагрузке.Рассматривая диаграммы сила-смещение для моделей с отверстием с разной компоновкой, в которых отверстие находится в непосредственной близости к коллекторам, X-1 и Z-3 имеют наибольшее ухудшение жесткости и прочности таким образом, что жесткость ухудшилась, а прочность была 39. 93% и 37,89% соответственно для модели Z-3 и 38,68% и 43,33% соответственно для модели Z-3. Изучая распределение максимальной и минимальной пластической деформации (эквивалентной растрескиванию и коррозии) в моделях с отверстиями с разной компоновкой, при нагрузке в направлении X , наибольшее количество трещин возникло в области, в которой балки были соединены с плитой как а также по углам проема.Между тем трещины стали критическими, когда отверстие было размещено в зоне коллектора. Распределение коррозии было идентично распределению трещин, но ее количество было меньше в диафрагмах. Между тем, для моделей с нагружением в направлении Z , когда отверстие располагалось в области коллектора (как критическое состояние), наибольшая концентрация основных максимальных пластических деформаций, эквивалентных растрескиванию, была в области коллектора. Наибольшая концентрация основных минимальных пластических деформаций (эквивалентных коррозии) в этом состоянии была аналогична таковой в области коллектора, где плита выдерживала высокие напряжения.Величины основной минимальной пластической деформации достигли коррозии вокруг отверстия, близкого к области коллектора. С учетом результатов параметрического исследования влияния компоновки в целом ее место стало критическим в том состоянии, когда проем нарушил передачу касательных напряжений на коллекторные балки. Среди них состояния X-1 и Z-3 были более критическими, чем другие состояния.

Изучая ухудшение жесткости и прочность диафрагм с отверстиями с разными площадями, было замечено, что при увеличении площади отверстия с 0% до 25% площади диафрагмы жесткость ухудшается, а прочность увеличивается, но скорость их увеличения постепенно уменьшалась.Изучая распределение минимальной и максимальной пластической деформации (эквивалентной растрескиванию и коррозии) в моделях с отверстием с разной компоновкой, прикладывая нагрузку в направлении X к диафрагме с отверстием, наибольшее растрескивание концентрируется в верхней части отверстия. а затем в его нижнем углу, изменив площадь. Между тем, она треснула в месте соединения плиты с балками. Но стоит отметить, что в этом состоянии открытости все соединения балки с плитой вокруг проема сталкиваются с множеством трещин и коррозии и ухудшаются из-за увеличения площади.Наибольшая коррозия была сосредоточена в области кромки растяжения и в верхней части отверстия, а наибольшая концентрация основных минимальных пластических деформаций, которая эквивалентна коррозии, также наблюдается вокруг углов отверстия. При приложении нагрузки к диафрагме с отверстием в направлении Z при смещении диафрагмы на 15 мм наибольшая концентрация основных максимальных пластических деформаций, что эквивалентно растрескиванию, была в области коллектора, которая была вызвана слабость сечения плиты в зоне соединения с балками коллектора, что плита выдерживала высокие напряжения.После этого в верхней части проема и в его нижнем углу основная максимальная пластическая деформация достигла больших значений. Между тем, наибольшая концентрация основных минимальных пластических деформаций, эквивалентных растрескиванию, была в области коллекторов, где плиты несут высокие напряжения. Между тем, части угла проема, расположенные по направлению к коллекторам, потрескались. Следует отметить, что при увеличении площади проема увеличивались трещины и коррозия, а количество пластических деформаций становилось более критическим.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу ([email protected]).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этого исследования.

Проемов в плитах | Структурный мир