Поперечное армирование плиты перекрытия

Поперечное армирование плиты перекрытия в зоне продавливания

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 12.05.2020 2020-05-12

Статья просмотрена: 759 раз

Библиографическое описание:

Зацепилова, А. В. Поперечное армирование плиты перекрытия в зоне продавливания / А. В. Зацепилова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 23-25. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69811/ (дата обращения: 06.06.2021).

Ключевые слова: железобетонное перекрытие, колонна, узел опирания.

Железобетонные плоские перекрытия являются одним из самых распространенных видов конструкций, которые применяются в строительстве зданий и сооружений. Наиболее ответственным местом конструкции безбалочного бескапительного монолитного перекрытия является зона опирания плиты на колонну, требующая расчета данной зоны на продавливание.

Продавливание — пространственная форма скалывания, во время которого из тела плиты происходит выкалывание бетонной усеченной пирамиды, боковые стороны которой наклонены по углом 45 к горизонтали, а высота равна рабочей высоте плиты (h).Этот механизм продавливания принят в СП 63.13330.2018, где рассматривают расчетное поперечное сечение, расположенное вокруг зоны передачи усилий на элемент на расстоянии нормально к его продольной оси (рис.1) [1]. Плиты сопротивляются продавливанию за счет прочности бетона на растяжение. Аналогичная модель продавливания рассматривается в ТКП EN 1992–1–1–2009 [2]. В отличие от СП 63.13330–2018, в ТКП EN 1992–1–1–2009 при расчете железобетонных плит на продавливание рассматриваются различные ситуации расположения колонны, учитывается влияние отверстий вблизи колонны, наличие капители.

Рис. 1. Условная модель для расчета на продавливание [1]

В настоящее время для армирования плит в зоне продавливания существуют различные варианты поперечной арматуры. Наиболее распространенными типами поперечного армирования являются закрытые хомуты (рис. 2b), открытые хомуты (рис.2c), непрерывные хомуты (рис. 2d) и наклонные хомуты (рис. 2е). Закрытые и непрерывные хомуты менее технологичны, так как ухудшают установку арматуры плиты. Результаты испытаний хомутов с наклоном 45° и 60° по отношению к плоскости плиты показали отличные конструктивные характеристики, но их использование ограничено, поскольку они не практичны. Стержни с одной (рис. 2i) и двумя головками (рис. 2j) являются промышленно развитыми типами поперечной арматуры, они просты в монтаже и имеет дает высокое сопротивление при разрушении плиты от продавливания.

Рис. 2. Условная модель для расчета на продавливание [3]

Арматура от продавливания PSB представляет собой арматурные стержни определенного диаметра и длины, которые с обоих концов имеют горячедеформированные “высаженые” головки (рис.3). Для более удобной установки PSB в каркас плиты перекрытия, арматурные стержни привариваются к металлической полосе, либо к арматурным стержням.

Рис. 3. Арматура от продавливания PSB

Также для армирования плит в зоне продавливания используется жесткая поперечная арматура. Одним из вариантов такого армирования является закладная деталь, предложенная Л. Л. Кукшей. Она представляет собой сваренные между собой стальные швеллера, к которым приварены арматурные стержни для лучшего сцепления с бетоном (рис.4). Расчет на продавливание плит с жесткой поперечной арматурой из профилированной стали производят на основе научно-технического отчета НИИЖБ [4].

Рис. 4. Закладная деталь (по Л. Л. Кукше)

Длина элементов профилированной стали принимается не менее 1,5 h. За границей расположения элементов профилированной стали расчет на продавливание производится как для бетонного сечения, рассматривая контур расчетного поперечного сечения плиты, проходящий у конца жесткой арматуры. Установка закладных деталей из профилированной стали значительно увеличивает жесткость узла, а также периметр продавливания.

При окончательном выборе варианта армирования зоны продавливания необходимо принять такой тип армирования, который не только обеспечивает несущую способность на продавливание, но является наиболее экономически выгодными и удобным при монтаже.

  1. СП 63.13330.2018 «СНиП 52–01–2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». — М., 2018. — 168 с.
  2. Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций: ТКП EN 1992–1–1:2009 / М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь. — Минск, 2010. — Ч. 1–1: Общие правила и правила для зданий. — 207 с.
  3. Maurício P. Ferreiraa, Rafael N. M. Barrosa, Manoel J. M. Pereira Filhoa, Luamim S. Tapajósa, Felipe S. Quaresma. One-Way Shear Resistance of RC Members with Unconnected Stirrups. Latin American Journal of Solids and Structures. vol.13 no.15 Rio de Janeiro Dec. 2016.
  4. ГУП «НИИЖБ». Научно-технический отчет по теме: «Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание». М.: 2002. — 51 с.

Расстояние между арматурой по СП 63.13330 (СНиП 52-01-2003)

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к минимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10.3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. (раздел 10.3 СП 63.13330.2018)

Для чего необходим обеспечить минимальное расстояние между стержнями в железобетонной конструкции:

  • обеспечение совместной работы арматуры с бетоном;
  • качественное изготовление конструкций (укладка и уплотнение бетонной смеси)

Согласно п. 10.3.5 (СП 63.13330.2012, СП 63.13330.2018), минимальное расстояние между стержнями арматуры должно составлять:

1. Не менее наибольшего диаметра стержня!

2. При горизонтальном или наклонном положении стержней в один или два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматурыне менее 25 мм;
  • для верхней арматурыне менее 30 мм;

3. При горизонтальном или наклонном положении стержней более чем в два ряда при бетонировании:

  • для нижней арматуры не менее 50 мм (кроме стержней двух нижних рядов).

4. При вертикальном положении стержней при бетонировании.

  • не менее 50 мм;

5. При стесненных условиях допускается располагать стержни группами — пучками (без зазора между ними).

При этом расстояния в свету между пучками должны быть также не менее приведенного диаметра стержня, эквивалентного по площади сечения пучка арматуры, принимаемого равным по формуле:

d si -диаметр одного стержня в пучке,

n- число стержней в пучке.

Требования к максимальному расстоянию между стержнями арматуры

Требования к максимальному расстоянию между стержнями арматуры приведены в разделе 10.3 СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.

Для продольной арматуры

В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

1. в железобетонных балках и плитах:

  • не более 200 мм — при высоте поперечного сечения h≤150 мм;
  • не более 400 мм или 1,5 h — при высоте поперечного сечения h>150 мм;

2. в железобетонных колоннах:

  • не более 400 мм — в направлении, перпендикулярном плоскости изгиба;
  • не более 500 мм — в направлении плоскости изгиба.

3. В железобетонных стенах:

  • не более 400 и не более 2t (t- толщина стены) — между стержнями вертикальной арматуры;
  • не более 400 — между стержнями горизонтальной арматуры.

Важные примечания!

  1. В балках и ребрах шириной более 150 мм число продольных рабочих растянутых стержней в поперечном сечении должно быть не менее двух.
  2. В балках и ребрах при ширине элемента 150 мм и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень.
  3. В балках до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры с площадью сечения не менее 1/2 площади сечения стержней в пролете и не менее двух стержней.
  4. В плитах до опоры следует доводить стержни продольной рабочей арматуры на 1 м ширины плиты с площадью сечения не менее 1/3 площади сечения стержней на 1 м ширины плиты в пролете.
Читайте также  Максимальная площадь монолитного перекрытия без опоры

Для поперечной арматуры

В соответствии с п.10.3.11-10.3.20- СП 63.13330.2012 (СП 63.13330.2018), максимальное расстояние между осями стержней продольной арматуры составляет:

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура.

Ее устанавливают с целью восприятие усилий, а также ограничения развития трещин, удержания продольных стержней в проектном положении и закрепления их от бокового выпучивания в любом направлении.

Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов (колонны, стойки и т.д.) принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.

Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов (балках, ригелях и т.д) принимают не менее 6 мм.

В сварных каркасах диаметр поперечной арматуры принимают не менее диаметра, устанавливаемого из условия сварки с наибольшим диаметром продольной арматуры.
Максимальное расстояние для поперечной арматуры:

  • не более 0,5 h и не более 300 мм — в железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном.
  • не более 0,75 h и не более 500 мм — в балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном.
  • можно не устанавливать — в сплошных плитах, а также в часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном.
  • не более 15d и не более 500 мм — во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры в целях предотвращения выпучивания продольной арматуры (d — диаметр сжатой продольной арматуры).

Важные примечания!

  • Если площадь сечения сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5%, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.
  • Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно-сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы — на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.
  • В элементах, на которые действуют крутящие моменты, поперечная арматура (хомуты) должна образовывать замкнутый контур.
  • Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более 1/3h и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе 1/3h и не далее 1/2h от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1/3h. Допускается увеличение шага поперечной арматуры до 1/2h. При этом следует рассматривать наиболее невыгодное расположение пирамиды продавливания и в расчете учитывать только арматурные стержни, пересекающие пирамиду продавливания.
  • Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.
  • Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, должна иметь надежную анкеровку по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры.
  • У концов предварительно напряженных элементов должна быть установлена дополнительная поперечная или косвенная арматура

h — рабочая высота сечения в м, вычисляется по формуле

h — высота сечения в м.

a’ — расстояние от центра тяжести растянутой арматуры, до ближайшего края сечения

Рабочая высота сечения — это расстояние от сжатой грани элемента до центра тяжести растянутой продольной арматуры (п.3.22 СП63).

Как проводится армирование плиты перекрытия?

Ежегодно индивидуальное строительство набирает все больше и больше оборотов и чертеж плит перекрытия, армирование стен выступает немаловажным этапом работ. Какая применяется арматура для возводимой плиты перекрытия, в какой именно последовательности проводятся работы – рассмотрим далее.

Виды существующих перекрытий

Армирование перекрытия предусматривает различные типы конструкций, и, учитывая каркас самого перекрытия, применяют как деревянные, так и железобетонные. Так последние условно делится на:

  • стандартные плиты самых разных конструкций, с определенными характеристиками и свойствами;
  • монолитные перекрытия.

Важно! Главный плюс готовой арматуры: профессиональное изготовление и соответствие стандартам и ГОСТам.

Сама схема армирования предусматривает, что с учетом количества, формы самого строения – можно выделить следующие виды:

  • пустотный – имеет круглые и продольного типа отверстия.
  • ребристый – имеет сложную в свое структуре поверхность.
  • пустотный – узкие, в большинстве своем фигурные панели, применяемые как вставки.

Готовые плиты обоснованно применять при крупном, так сказать объемном строительстве, иначе перекрытие можно изготавливать самому. Минусы готовых плит состоят в следующем:

  • наличие стыковых швов и необходимость применения при укладке специальной, грузоподъемной техники.
  • подходят для работы со стандартными по размеру помещениями.
  • нет возможности создавать фигурного типа перекрытия, нет отверстий для установки вытяжки.

Рисунок 1. Арматурное перекрытие

Сама готовая арматура для перекрытия в строительстве индивидуального дома стоит дорого – это транспортировка и подъем машинами, применение специальной техники. Потомку самостоятельная заливка плит будет оптимальным решением. Монолитная плита перекрытия, чертеж и все работы будут стоить на несколько порядков ниже.

Расчет толщины плиты и рядов арматуры

Армирование в свое структуре плиты возводимого перекрытия, чертежи и само проведение работ предусматривают проведение предварительных, тонных расчетов. Их проводят на основе требований ИЖС. Исходные размеры прочности добавляют 30%, умножив в конечном итоге на показатели 1.3. В процессе расчета учитывают вес и структуру несущего типа в возводимом строении стены, используемых опорного типа колонн, стоящие на основании того или иного типа фундамента.

Толщина возводимого перекрытия

Так расчет толщины самого арматурного перекрытия проводят относительно показателей расстояния меж стенами – он составляет 1 к 30. Это и есть соотношение показателей толщины монтируемых плит – длины пролета.

Если ширине 6 метров – 6 000 мм, толщина – соответственно 200 мм. Если помещение по ширине равно 4 метра – можно спокойно устанавливать плиту 120 мм. Этот тип выбранного перекрытия подойдет исключительно для нежилых помещений, например чердака, где не будут стоять громоздкие предметы мебели.

Схема возводимой армированной плиты несущего перекрытия для пола/потолка предусматривает монтаж плит 150 мм, при этом применяют укладку 2-х рядов армированного типа сетки. При этом можно сэкономить, если установить шаг арматуры при размерах диаметра прута в 8 мм в два раза больше.

Если же имеется пролет более 6 метров – прогибы, как и иные нагрузки будут существенно увеличиваться, потому так важно, чтоб все расчеты и чертежи должен проводить мастер.

Рисунок 2. Схема расчета для арматурного перекрытия

Армирующая сетка

В самом СНиП все предусмотрено. Если возводят жилое помещение, стоит применять не 1, а именно 2 ряда армированной сетки. Если укладывается верхний ряд – можно применять поперечного типа арматура. Она имеет меньшее сечение и больше разъемы ячеек. Так расчет армирования плиты перекрытия предусматривает:

  • диаметр арматуры возводимых в строении рядов в среднем соответствует 8-12 мм;
  • связанные между собой стержни, формирующие решетку – будут иметь ячейки размером 20-40 см.

Важно! Главное, чтоб толщина всех перекрытий по дому были одинаковы, при этом каждые расчеты округляют именно в большую сторону.

Стыки прутков

Сам арматурный каркас из специально подобранного горячекатаного проката, выполненного с круглым сечением, и главное – берется для этого низкоуглеродистая сталь. Это гибкий и пластичный металл, прекрасно удерживающий нагрузки и актуальны на слабых грунтах.

Читайте также  Ремонт пустотных плит перекрытия

Выбор самой арматуры в монтируемой плите перекрытия ведется непосредственно с учетом того, будет ли выполняться стык путем наложения. Все дело в том, что самой длины стержня может не хватить. Плюс ко всему выбранные материалы должны в полной мере соответствовать определенным физическим характеристикам, не быть поражены ржавчиной и коррозией.

Все стержни укладывают на расстоянии меж собой не более 10 диаметров, после связывают их проволокой. Когда же толщина самого стержня – составляет 8 мм., двойное соединение в структуре арматуры будет равна 80 мм.

Аналогично поступают и в отношении особого проката Ф12, где сам стык выходит на 480 мм, и стыковые стрежни смещают в таком случае, размещая на единой линии. Для стыка применяют метод сваривания, прокладывая с помощью сварки продольного типа швы. Хотя это может пагубно сказаться на всей конструкции, точнее степени ее гибкости.

Монтаж сетки

Монтаж стеки предусматривает в самом начале укладку проволоки, с толщиной в 1.5 – 2 мм, и каждое при укладке переселение – обязательно плотно скручивается. Между самими сетками выдерживается расстояние порядка 8 мм, и именно она обеспечивает неразрывным в размере прудом с диаметром минимум 8 мм.

Сама увязка проводится в местах пересечения и именно на нижней в структуре сетке. При этом под самой нижней арматурой оставляется незначительный зазор – в него в будущем и проводят заливку бетона от 2 см.. Просто на саму опалубку монтируют фиксаторы, с интервалом в 1 м.

Обвязка и отверстия

Вместе со стенами по его периметру создают сам короб, как и боковая опалубка. Такая опалубка монтируется вертикально, выступает своеобразной границей для растекаемого батога и именно вокруг нее и проводят последующую обвязку по всему периметру, не минуя углы. По мере застывания бетонной плиты – созданный короб буде сниматься и остается готовый, ровный торец.

Сама опалубка идет на 2 см. от установленных торцов и продольного типа прутов, но уже после завершения процесса сборки укрепляющей металлической сетки внутри бетонной заливки. Монтируют на 15 см. от стены, если кладка возводится из шлакоблока или кирпича. Если это газобетон – он менее прочен по своей структуре и соответственно стоит брать в расчет нахлест как минимум 20 см. Именно эти 20 см. на стене и до заливки покрывают особым составом, который будет гасить вибрацию. Все это позволит в разы усилить прочность самого здания.

Такая же усиленная опалубка будет ставиться и в места, где будут проделаны отверстия – в большинстве своем речь идет о лестничном пролете, выходами для труб, вентиляционных систем и прокладываемой коммуникации. Такие места будут в итоге закрываться сеткой и заливаться как таковые не будут.

Но в любом случае все работы проводят после составления чертежей – это позволит все правильно рассчитать и спланировать, составить смету, рассчитать расход материала.

Рисунок 4. Чертежи армирования

Инструкция — армирование перекрытия

Проводя армирование, стоит принимать во внимание ряд главных правил. Первое, это знать, какие материалы нужны для выполнения задач. Это стальные стрежни, имеющие рифленую поверхность, отлитые из стали класса А 4. А также бетонная смесь, в состав которой входит цемент М300, крупный песок и мелкокалиберный щебень.

В самой работе пригодиться для возведения опалубка – влагостойкого типа фанера, либо же доски. Для перевязки применяют отожженную, специально укрепленную проволоку, специальный рабочий инструмент – для загиба и резки прутьев, болгарка. Для замеса бетона вам понадобиться – измерительная тара и посуда для замеса, инструменты и рабочие перчатки.

Проведя расчет, составив чертеж — приступают непосредственно к установке и возведению опалубки по всей длине будущего перекрытия. Берутся доски размером 150 на 50 мм, фанера, как и брусья. Насколько правильно и ровно возведено строение – отмеряют и контролируют при помощи строительного уровня.

Далее укладывают нижнее соединение, выкладывая в шахматном поочередном порядке, заливают раствором бетона. Потому сама сетка в работе монтируется на подставки. На месте фиксируется между собой вязального типа проволокой. Главное помнить – при связывании всех элементов запрещено использовать сварочный аппарат для крепления.

Далее на уложенный первый слой проводят укладку второго, и все строительные элементы располагают на специально установленных подставках. Следующий в работе шаг – заливается вся опалубка жидким, но густым по консистенции раствором бетона. При помощи движений лопаты из него убирают все пузырьки воздуха и оставляют сохнуть на несколько дней. Для недопущения последующего растрескивания бетона на протяжении первых 3-4 дней поливают конструкцию водой. По истечении отведенного срока, как правило, это 30 дней, затвердевания раствора, опалубка разбирается и снимается.

Конструктивные особенности

Железобетонная арматура применяется исключительно вертикально вниз, при этом равномерно распространяется по всей площадке. Сам вес нагрузки рассчитывают с учетом собственного веса стройматериала и веса самой конструкции, людьми/предметами, находящимися в самом помещении. Армировка плит помогает выдержать данный вес. Прокладывают две армирующие сетки, располагая сами пруты располагают внутри конструкции вдоль/поперек самого пролета.

Минимальный в размере шаг стержня – существующее расстояние в возводимой конструкции между прутьями, уложенными параллельно. В среднем он составляет 15-20 см. В таком показателе как толщина бетонной заливки – сетка кладется на 20-25 мм от самой поверхности. Все прутья в обязательном порядке перевязывают крепежной проволокой, надежно фиксируя каждое соединение.

Несколько реже возможен разрыв между соединениями. И потому между нижним/верхним слоем сетки могут устанавливаться специальные вертикального типа фиксаторы. Именно они и обеспечивают соблюдение единого расстояния и целостности между сотами сетки. Сами же края армированного перекрытия дополнительно в процессе работ усиливают. Это делается арматурой в виде Г и П образных элементов. В особенности это делается в местах контакта с опорой.

Когда сама плита перекрытия опирается по всему своему перекрытию – усиление необходимо проводить по всей площади. При этом сама верхняя в строении часть упрочнения будет работать соответственно на сжатие. Нижняя на растяжение и соответственно забирает на себя всю нагрузку. Соответственно учитывая все это, для нижнего слоя берут прутья большего диаметра. Для верхнего — меньшие в своем размере.