Обследование плиты перекрытия жилого дома, классификация дефектов

Монтаж бетонных перекрытий

В процессе монтажных работ соблюдают следующие правила:

пролет не должен быть длиннее 9 м;
поднимать и опускать ЖБИ нужно грузоподъемными машинами. Для этого в конструкции бетонной плиты перекрытия предусмотрены специальные петли, за которые цепляют грузозахватные приспособления;
перед монтажом балок, верх стен требуется выровнять. Не допускаются значительные перепады перекрытий по высоте;
балки запускают на стены на 90 – 150 мм;
изделия нужно класть на раствор, в последствие все швы и щели требуется тоже заделать раствором;
во время монтажных работ требуется периодически проверять горизонтальность плиты;
плита перекрытия должна ложиться на стены, а простенки нужно обустраивать после установки перекрытий;
при необходимости прорезать в плитах люк, его делают в районе стыков;
балки требуются укладывать близко друг к другу, делая между ними зазор 2 – 3 см. Это позволит создать необходимую сейсмоустойчивость.

Предусмотрено много способов укладки плит, поэтому можно всегда подобрать из них более подходящий.

Первый – кладут балки впритык, а зазоры оставляют по краям помещений, потом их заделывают блоками (из бетона или шлакобетона).

Второй – укладывают конструкции с равномерными зазорами, которые заделывают жидким бетоном. Под зазорами нужно ставить опалубку, чтобы не выпадал раствор.

Конструктивные особенности

Сборно-монолитная плита перекрытия состоит из таких составляющих элементов:

Стальная или бетонированная балка перекрытия, которая и будет несущим элементом конструкции. Их длина выбирается в зависимости от перекрываемого пролета, до 9 метров (при ширине пролёта до 8,5 метров). Их несущая способность не уступает монолитным и сборным из плит перекрытиям.
Блоки-вкладыши – заполняют пространство между балками, опираясь на них. Производятся из различных материалов – керамзито-, газо- и полистиролбетон.
Металлическая сетка 100х100 мм — кладётся поверх балок и блоков для армирования конструкции.
Строительный бетон – заливается в пустоты между рядами блоков, где расположены балки, и поверх них на 50 мм.

Преимущества сборно-монолитного перекрытия:

Меньшие финансовые затраты – обходится в среднем дешевле, чем устройство цельных горизонтальных несущих конструкций. Это обусловлено отсутствием необходимости в использовании опалубки, вспомогательных материалов, меньшим количеством технологических опор. Также, нет необходимости делать стяжку пола.
Высокие теплоизоляционные характеристики – блоки-вкладыши удерживают тепло лучше, чем монолитная бетонная конструкция.
Возможность использования в местах с ограниченным доступом техники, а так же при реконструкции взамен деревянным и ослабленным плитам перекрытия.
Возможность выполнить перекрытие практически любой конфигурации.

Замена пришедших в негодность перекрытий

В домах, не прошедших специальную пропитку, деревянные полы часто гниют, что опасно для жителей. Конечно, их можно снова заменить на деревянные, но сборно-монолитные конструкции гораздо надежнее и долговечнее. Тем более, если используются полистиролбетонные блоки. А вот уложить бетонные плиты из железобетона не получится. Более того, их нельзя будет укладывать краном, а вручную это вообще невозможно. Кроме того, вес плит достаточно тяжелый, и фундамент частного дома не сможет его выдержать.

Пошаговая инструкция монтажа сборных монолитных перекрытий

Но вернемся к вопросу о том, насколько сложно укладывать сборно-монолитные плиты. Для этого стоит рассмотреть краткое пошаговое руководство по выполнению работ. А чтобы сделать процесс более понятным для читателя, мы разберем его на фотопримерах.

Таким образом, мы видим, что эти работы под силу даже начинающему мастеру, не имеющему квалификации и опыта в подобных работах.

Практические рекомендации

На рынке строительных материалов представлено много вариантов готовой сетки для армирования. На первый взгляд – оптимальное решение для быстрого создания армокаркасов перекрытий. Но применение готовых сеток неизбежно приводит к увеличению стыков арматурных полотен, что, в свою очередь, приводит к снижению общей прочности конструкции.

Кроме того, стыковка сеток производится внахлёст, — а это приводит к перерасходу материала и увеличению стоимости перекрытия. Сварка сетки, выполненная в заводских условиях точечным методом, приводит к незначительному, но всё же снижению прочности каркаса.

Реализация арматуры производится на вес, поэтому застройщику нужно научиться пересчитывать материал из мер длины в меры веса. При составлении схемы раскладки арматуры следует учитывать, что максимальная длина выпускаемых промышленностью стержней составляет 11,75 м.

Металл – достаточно дорогой материал. В стремлении удешевить строительство, некоторые застройщики стали использовать композитную арматуру для перекрытий.

Но не стоит забывать, что перекрытия относятся к ответственным конструкциям, а использование композитных изделий пока не достаточно проверено в практическом строительстве. Кроме того, экономия материала при замене металла композитом незначительна: композитные стержни всегда больше диаметром заложенных в проекты стержней из металлической арматуры.

Определение качества выполнения строительно-монтажных работ при возведении перекрытий.

Поскольку перекрытия являются несущими элементами, для безлопастной эксплуатации здания необходимо обеспечить надлежащее качество выполнения строительно-монтажных работ. Железобетонные конструкции перекрытий.
При определении качества выполненных работ по возведению железобетонных перекрытий как правило оценивается:
1. Соответствие выполненных работ требованиям проектной документации;
2. Определение фактической прочности бетона;
3. Определение фактической несущей способности конструкций перекрытий;
4. Обследование возведенных конструкций с целью выявления дефектов, отклонений от требований строительных норм и пр.

Пример расчета монолитной железобетонной бесконсольной плиты перекрытия на шарнирных опорах, на которую действует равномерно распределенная нагрузка.

Этап 7. Подбор сечения арматуры.

Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А400 согласно R_s = 3600 кгс/см2 (355 МПа). Расчетное сопротивление сжатию для бетона класса В20 согласно R_b = 117кгс/см2 (11.5 МПа). Все остальные параметры и нагрузки для нашей плиты мы определили ранее. Сначала определим с помощью формулы (6.6) значение коэффициента а_m:

a_m = 1800/(1·0.082·1170000) = 0.24038

Примечание: так как момент был у нас определен в кг·м и размеры поперечного сечения тоже удобно подставлять в метрах, то значение расчетного сопротивления также было приведено к кг/м2 для соблюдения размерности.

Данное значение меньше предельного для данного класса арматуры согласно таблице 1 (0.24038 < 0.39), это значит, что арматура в сжатой зоне по расчету не нужна. Тогда согласно формуле (6.8) требуемая площадь сечения арматуры:

A_s = 117·100·8(1 — √1 — 2·0.24038) / 3600 = 7.265 см2.

Примечание: в данном случае мы использовали размеры поперечного сечения в сантиметрах и значения расчетных сопротивлений в кг/см2 для упрощения вычисления.

Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия можно использовать 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры при этом составит 7.69 см2. Подбор арматуры удобно производить по таблице 2:

Таблица 2. Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней.

Также для армирования плиты можно использовать 7 стержней диаметром 12 мм с шагом 140 мм или 10 стержней диаметром 10 мм с шагом 100 мм.

Проверяем прочность бетона, согласно формуле (6.5)

у = 3600·7.69 / (117·100) = 2.366 см

ξ = 2.366 / 8 = 0.29575, это меньше граничного 0.531, согласно формулам (6.1) и таблице 1, и меньше рекомендуемого 0.531/1.5 = 0.354, т.е. удовлетворяет требованиям.

117·100·2.366 (8 — 0.5·2.366) = 188709 кгсм > М = 180000 кгсм, согласно формуле (6.3)

3600·7.69 (8 — 0.5·2.366) = 188721 кгсм > М = 180000 кгсм, согласно формуле (6.4)

Таким образом все необходимые требования нами соблюдены.

Если мы увеличим класс бетона до В25, то арматуры при этом понадобится меньше, так как для В25 R_b = 148 кгс/см2 (14.5 МПа)

a_m = 1800/(1·0.082·1480000) = 0.19003

A_s = 148·100·8(1 — √(1 — 2·0.19) / 3600 = 6.99 см2.

Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия нужно использовать все равно 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм или продолжать подбор сечения. Впрочем, можно сильно не напрягаться, так как данная плита, рассматриваемая как шарнирно опертая балка, скорее всего не пройдет расчет по прогибу и потому лучше сразу приступать к расчетам по предельным деформациям второй группы, пример определения прогиба приводится отдельно. Здесь же скажу, что для того, чтобы плита удовлетворяла требованиям по максимально допустимому прогибу, высоту плиты придется увеличить до 13-14 см, а сечение арматуры до 4-5 стержней диаметром 16 мм.

Вот в принципе и все, как видим сам расчет достаточно прост и много времени не занимает, однако формулы при этом понятнее не становятся. Теоретически любую железобетонную конструкцию можно рассчитать, исходя из классических т.е. очень простых и наглядных формул. Пример такого расчета, как уже говорилось, приводится отдельно. Как обеспечить требуемый класс бетона при бетонировании — также отдельная тема.

Тем не менее, если вы все равно ничего не поняли, то можете посмотреть таблицы для предварительного расчета плит перекрытия, возможно что-то прояснится.

P.S. Я прекрасно понимаю, что человеку, впервые столкнувшемуся с расчетом строительных конструкций, разобраться в тонкостях и особенностях вышеизложенного материала бывает не просто, но тратить тысячи или даже десятки тысяч рублей на услуги проектной организации вы все равно не хотите. Что ж, я готов помочь. Больше подробностей смотрите в статье «Записаться на прием к доктору».

Применение пустотных перекрытий в различных областях строительства

Схема пустотелой плиты в разрезе.

Железобетонные пустотные изделия шириной 12 дм часто используют в строительстве панельных домов, гаражей различных учреждений. Плиты ПБ60-12 применяют для рядовых жилых объектов. Плиты, имеющие ширину 12 дм, являются самым ходовым изделием. При проектировании большинства зданий формируют межэтажные перекрытия именно под этот размер. Новая технология производства изделий серии ПБ, конечно, позволила осваивать более сложные проекты, избегая при этом возведения монолитных перекрытий. Понятно, что в сложнейших неординарных проектах без монолитных технологий не обойтись, но многие здания стало проектировать и возводить значительно проще с использованием плит, произведенных по технологии безопалубочного формования.

Если сравнивать, к примеру, перекрытия ПК60-12 и ПБ60-12, ясно, что использование конструкции серии ПБ предпочтительней в силу того, что плита, произведенная по новой технологии, будет иметь значительно более точные геометрические размеры, идеальную плоскость

А это немаловажное качество при дальнейшей отделке здания. Другим важным моментом является повышенная прочность плиты, это позволяет не проводить дополнительные расчеты для усиления конструкций

Расчет железобетонных изделий включает в себя несколько пунктов. Это расчет по деформации, расчет по раскрытию трещин. Усиление конструкции подразумевает технологию предварительного напряжения бетона. То есть предварительно натянутые стальные канаты после укладки бетона и его схватывания освобождают от нагрузок, а усилие натянутых канатов передается застывшему бетону. Изделие получается напряженным на сжатие, что позволяет выдерживать при строительстве значительно большее усилие, чем обычная конструкция.

Проект любого здания включает расчет всех возможных нагрузок еще до начала строительства. Иногда возникают ситуации, когда построенное здание расширяют путем добавления этажа либо пристраивают дополнительные корпуса и сооружают переходы. Данное мероприятие требует произвести тщательный расчет нагрузок на несущие конструкции, почти всегда приходится производить между достраиваемым этажом.

Объем проведенных работ должен полностью соответствовать проекту, предусматривающему расчет усиливающих конструкций. Любые работы, подразумевающие усиление перекрытий, положено производить только имея полный расчет нагрузок и сил, действующих на плиту. Любой кустарный метод, такой как обычная укладка бетона в пустоты, категорически недопустим.

В настоящее время объем производства пустотелых плит перекрытия серии ПБ возрастает, так как современные жесткие требования при проектировании зданий требуют наиболее качественных и прочных изделий из железобетона.

Определение прогиба ж/б балки

Существующие на сегодняшний день методики расчета железобетонных конструкций по второй группе предельных состояний, в частности расчет по деформациям, выглядят достаточно сложными и трудоемкими из-за использования множества уточняющих формул, иногда полученных эмпирическим путем.

Между тем человек, с трудом осиливший расчет на прочность (расчет по первой группе предельных состояний) железобетонной балки или плиты перекрытия для частного дома, выполнить расчет по второй группе предельных состояний в соответствии с требованиями нормативных документов уже не в состоянии. Остается только надеяться, что прогиб если и будет, то будет небольшой.

Однако, как показывает практика, для железобетонных конструкций — шарнирно опертых однопролетных балок именно расчет по второй группе предельных состояний является определяющим, в том смысле, что прогиб таких балок, рассчитанных только на прочность, очень часто больше предельно допустимого.

Например, в «Пособии по проектированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. (к СП 52-101-2003)» приводится расчет на прогиб железобетонной прямоугольной плиты перекрытия — шарнирно опертой бесконсольной балки размерами h = 20 см, b = 100 см; h_o = 17.3 см; пролетом l = 5,6 м; бетон класса В15 (Е_b = 245000 кгс/см 2 , R_b = 85 кгс/см 2 ); растянутая арматура класса А400 (E_s= 2·10 6 кгс/см 2 ) с площадью поперечного сечения A_s = 7.69 cм 2 (5 Ø14); полная равномерно распределенная нагрузка q = 7,0 кН/м. В результате расчета прогиб такой плиты составляет f = 3.15 см, что больше максимально допустимого. Значение максимально допустимого прогиба определяется согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Так для плиты перекрытия в жилом доме длиной 5.6 м, если под ней нет перегородок, максимально допустимый прогиб составляет f_u = l/200 = 560/200 = 2.8 см.

Между тем, если рассчитать эту же плиту на прочность согласно требований того же СП 52-101-2003, то требуемая площадь арматуры (согласно формул 3.2 и 3.3 указанного СП) составит А_s = 4.67 см 2 , т.е. почти в 1.6 раза меньше.

Как же быть в этом случае? Неужели и дальше штурмовать обледенелые вершины знаний, накопленных в соответствующих нормативных документах, или есть все-таки более простая и короткая дорога к цели? На мой взгляд есть, но это всего лишь мое личное мнение.

Приводимый ниже расчет не совсем соответствует рекомендациям СНиП 2.03.01-84 и СП 52-101-2003, тем не менее позволяет приблизительно определить значение прогиба по упрощенной методике. И хотя шарнирно опертая безконсольная однопролетная балка c прямоугольной формой поперечного сечения, на которую действует равномерно распределенная нагрузка — это частный случай на фоне множества возможных видов нагрузок, расчетных схем и геометрических форм сечения, тем не менее это очень распространенный частный случай в малоэтажном строительстве.

Прогиб ж/б плиты перекрытия, опертой по контуру

При определении прогиба железобетонной плиты перекрытия, имеющей шарнирное или жесткое опирание по контуру, можно воспользоваться «Рекомендациями по расчету и конструированию сборных сплошных плит перекрытий жилых и общественных зданий»

Вот только в малоэтажном частном строительстве используются не только плиты, имеющие шарнирное или жесткое опирание по контуру. В зависимости от различных факторов плита также может рассматриваться, как имеющая жесткое защемление по одной, двум противоположным, двум смежным и по трем сторонам.

В таких случаях приближенное значение прогиба можно определить, воспользовавшись таблицами для расчета пластин.

Монолитные плиты перекрытия для гаража

Даже такие строительные конструкции, как плиты перекрытия можно изготовить своими руками. Давайте рассмотрим устройство перекрытия для гаража. Перекрывать мы будем пролет длинной 4300 мм, поэтому плиты будут изготавливаться 4500 мм. С каждой стороны плита будет опираться на кирпичную стену по 100 мм.

Материалы для изготовления плиты

Как сделать плиты перекрытия своими руками? Для изготовления плиты нам понадобится:

профнастил Н75/750 х 4500 мм, он будет использоваться в качестве съемной опалубки;
деревянные доски высотой 150 мм и толщиной 25 – 30 мм;
арматура диаметром 16 мм;
сетка с ячейкой 100х100 диаметром 5 мм;
стяжка диаметром 8 мм, 2 штуки на одну плиту;
бетон класса В20.

Процесс изготовления плиты своими руками

Лист профнастила укладывается жесткое основание. Под лист нужно уложить поперечины (деревянные доски, 4 шт). Устраиваем опалубку из досок по периметру листа.

Укладываем арматуру в каждый лоток листа (5 шт). Защитный слой бетона должен быть 25-30 мм. К этим же прутам арматуры крепим петли (4 шт) для транспортировки плиты (в нашем случае поднятия ее на высоту уровня перекрытия гаража). В верхней части плиты укладываем сетку, которая тоже должна быть защищена слоем бетона 30 мм.

Для того, чтобы лист профнастила хорошо отставал от бетона его нужно смазать маслом (отработкой) или же покрыть полиэтиленовой пленкой. Расход бетона на одну плиту будет 0.4 м3. Бетон готовится в гравитационной бетономешалке, заливается и утрамбовывается вибратором. Извлекать плиту можно только через 7 дней, когда бетон наберет 70% прочности.

Также возможен вариант устройства перекрытия прямо на стенах. Укладываются листы профнастила, выполняется армирование и устраивается опалубка. Бетон поднимается краном в бадье и заливается сплошным слоем. Под перекрытие нужно установить подпорки на время набора прочности бетона. Такой способ будет более затратным, так листы профнастила остаются в перекрытии.

Сколько стоит изготовить плиту перекрытия?

Сейчас посчитаем затраты на изготовления плит общей площадью 29 м2 и высотой 150 мм. Затраты на бетон — 335 $, цена профнастила Н75 – 400 $, арматура – 235 $, услуги крана 135 $. В итоге получаем сумму 970 $. Такая стоимость будет если изготавливать плиту прямо на гараже, то есть профнасти остается под бетонным перекрытием.

Если же плиты перекрытия своими руками делать на земле, то стоимость перекрытия будет несколько дешевле, убираем стоимость листов профнастила. Итого получится 705 $.

Сборно-монолитные перекрытия (СМП) своими руками

СМП серии ТЖБС разработаны в качестве альтернативы деревянным перекрытиям и монолитным железобетонным пустотным плитам. СМП ТЖБС представляет собой сборную конструкцию, объединяемую на стадии монтажа в цельное перекрытие с помощью армированной стяжки.

Отличительная особенность СМП ТЖБС состоит в том, что все бетонные элементы производятся из жестких растворов. Чтобы производство СМП было экономически целесообразным, все компоненты перекрытия должны производиться промышленным способом на современном высокопроизводительном оборудовании.

Состав СМП ТЖБС

Сборно-монолитные перекрытия включают:

балки двутаврового сечения, изготовленные из напряженного бетона;
блоки многопустотные из керамзитобетона или бетона, уложенные между балками;
армированный бетонный слой, соединяющий перекрытие в цельную конструкцию.

Преимущества СМП ТЖБС

Высокая несущая способность, до 1000 кг/м2.
Отказ от выполнения монолитного пояса.
Высокая тепло- и звукоизоляция.
Возможность укладки в пустотах инженерных коммуникаций.
Низкий расход материалов на один квадратный метр перекрытия.
Возможность монтажа перекрытия своими руками.

Технология монтажа СМП

1. Доставка элементов СМП на стройплощадку. Производится грузовым автотранспортом г/п не менее 3,5 т с краном-манипулятором. Один рейс обеспечивает доставку материалов для 30 м² перекрытия. Разгрузка производится вручную или краном-манипулятором.

2. Устройство плиты перекрытия своими руками начинается с укладки двутавровых балок на несущие стены с шагом 70 см и опиранием не менее 10 см.

3. Укладка многопустотных блоков между балками.

4. Фиксация крайних балок кладкой.

5. Укладка армирующей сетки на всю площадь перекрытия.

6. Заливка монолитной бетонной стяжки, объединяющей балки и пустотные блоки в единую конструкцию. Бетон затекает в пространство между пустотными плитами и балками, создавая прочную жесткую конструкцию.

Варианты устройства полов по сборно-монолитному перекрытию

На СМП ТЖБС можно укладывать полы любых видов. В качестве примера рассматриваются линолеумный и паркетный пол. Очередность слоев указана в направлении снизу вверх.

Линолеумный пол

Песчаный слой толщиной 30 мм.
Мягкая древесноволокнистая плита толщиной 12 мм.
Гидроизоляции из рубероида.
Цементно-песчаная стяжка из раствора марки М 150 толщиной 40 мм.
Выравнивающий слой полимерцемента толщиной 8 мм.
ПВХ-линолеум на теплозвукоизолирующей подложке, уложенный на бустилат.

Паркетный пол

Слой песка толщиной 30 мм.
Деревянные лаги сечением 80×40 мм, уложенные с шагом 400 мм.
Доска паркетная 20 мм.

Высота перекрытия с чистовым полом составляет 340 мм (240 мм перекрытие + 100 мм пола).

Размеры и классификация пустотных плит

Схема плитного перекрытия.

Железобетонные пустотелые плиты в большинстве случаев имеют в своей маркировке значение длины и ширины. Высота перекрытия чаще всего равняется 220 мм. Типичная для этих изделий маркировка выглядит следующим образом ПБ-24-12 или ПБ-60-12. Где значения 24 и 60 – это приблизительна длина изделий в дм соответственно, а 12 – значение ширины в дм. Диаметр отверстий равен 150 мм, иногда встречаются изделия с диаметром отверстий равным 159 мм. Словосочетание “приблизительная длина” означает, что, например, изделие ПБ-25-12 имеет длину 2480 мм, то есть этим учитывается зазор при укладке конструкций. Изделия ПБ с шириной 12 дм, как правило, в сечении имеют 6 отверстий. Приведенная ширина 12 дм – одна из наиболее часто используемых в строительстве в силу своей популярности, расчет сооружений очень часто приводят к применению плит именно такой ширины.

Определение технического состояния и степени износа конструкций перекрытий (плит перекрытий, балок и т.д.).

Безопасность эксплуатации зданий или сооружений не в последнюю очередь зависит от исправного состояния конструкций перекрытий. В процессе длительной эксплуатации, а также в результате ошибок, допущенных при проектировании и строительстве, в перекрытиях возникают деформации, появляются трещины и другие признаки разрушения.
Для установления точных причин появления повреждений, а также для выбора метода восстановления эксплуатационных характеристик перекрытий необходимо определить их текущее техническое состояние и степень износа т.е. произвести экспертизу или выполнить обследование.

Расчет ж/б балки с арматурой в сжатой зоне

В малоэтажном строительстве как правило используются железобетонные конструкции с расчетной арматурой только в растянутой зоне поперечного сечения. В верхней, сжатой зоне арматура в таких случаях устанавливается без расчета, т.е. конструктивно — для перераспределения возможных местных нагрузок, для упрощения изготовления каркаса и т.д.

Однако бывают ситуации, когда из-за ограничений геометрических размеров сечения, ограничений по классу бетона или при использовании готовых железобетонных конструкций необходимо добавить арматуру в сжатую зону или учесть наличие рабочей арматуры в сжатой зоне поперечного сечения.

Расчет в этом случае немного усложняется, но необходимые этапы и сам принцип расчета, а точнее расчетные предпосылки практически не изменяются.

Данная статья не является руководством к действию, а носит чисто информационный характер. Все тонкости расчета железобетонных конструкций строго нормированы СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» и сводом правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» по всем возникающим вопросам расчета железобетонных конструкций следует обращаться именно к этим документам, мы же далее рассмотрим пример расчета железобетонной балки с арматурой в сжатой зоне с использованием рекомендаций указанных норм и правил.