Виды и сферы применения железобетонных перекрытий

Сайт инженера-проектировщика

Железобетонные перекрытия. Общие сведения и классификация.

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными, поэтому в настоящее время находят широкое применение в промышленном и гражданском строительстве. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными.

Самым простым видом монолитного железобетонного перекрытия является простая однопролетная плита. Такое перекрытие, имеет толщину 100 — 200 мм в зависимости от нагрузки и величины пролета.

При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными.

Также используют железобетонные колонны  в промышленных постройках, как основной элемент каркаса зданий, который также служат дополнительным декоративным элементом. Колонны жби служат опорами для таких строительных конструкций, как ригели, фермы, балки железобетонные.

Ребристые перекрытия образованы из главных балок и второстепенных балок. По верху укладывают плиту толщиной 60 — 100 мм. Таким образом конструкция перекрытия получается ребристой. Высота главной балки ориентировочно может быть принята 1/12 — 1/16 пролета, а ширина — 1/8 — 1/12 расстояния между осями.

Если высота главных и второстепенных балок принята равной, то такой вид перекрытия называют кессонным. Применение связано в основном с требованиями решения интерьера помещения.

Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия представляют собой плиту толщиной 150 — 200 мм, опирающуюся непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены утолщения, называемые капителями. Сетка колонн при безбалочных перекрытиях принимается квадратной или близкой к квадрату с размером сторон 5 — 6 м. Эффективно устройство сборных безбалочных перекрытий.

Наибольшее распространение в гражданском строительстве получили плитные сборные перекрытия. Основными несущими элементами являются различные виды железобетонных плит, изготовленных из бетона. В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают (рис. 1):

— из плит, опирающихся концами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль дома;

— из плит, опирающихся концами на поперечные стены или прогоны, уложенные поперек здания;

— из плит, опирающихся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам;

— из плит, опирающихся по четырем углам на колонны каркаса.

Минимальная глубина заложения плит в кирпичных стенах 120 мм, в блочных и панельных — 100 мм с каждой стороны.

Сборные железобетонные плиты перекрытий в ходе их установки жестко заделываются в стенах с помощью анкерных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связями (рис. 1).

Швы между плитами заполняют раствором. Таким образом получаются достаточно жесткие горизонтальные диски, которые увеличивают общую жесткость зданий.

Рис. 1. Схемы перекрытия с панелей: а — из железобетонных плит с опиранием на продольные стены или прогоны; б — тоже, поперечные стены или прогоны; в – из плит, опирающихся по контуру; г –из плит с опиранием на колонны по четырем углам; 1 –плиты перекрытия; 2 — продольные стены; 3 -поперечные стены или прогоны; 4 – колонны

Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые и пустотные (рис. 2 а). Железобетонные панели с круглыми пустотами (рис. 2. а) плотно укладывают на стены или прогоны, образуя гладкие потолки помещений и ровную поверхность под основание пола.

Плиты кладут на несущие стены по слою раствора. Концы уложенных плит опирают на кирпичные стены на величину не менее 100 — 200 мм, а на панельные стены — 50 — 70 мм.

Применяют также ребристые плиты, которые имеют вид плиты, обрамленной по контуру ребрами. Изготовленные размером на комнату, они позволяют исключить из конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не сбавляя высоты помещения.

Рис. 2. Сборные перекрытия из плит: а — типы железобетонных плит; б — опора и закрепление плит в кирпичном здании; в — тоже, в крупноблочном; 1 — плиты с овальными пустотами; 2 — плиты с круглыми пустотами; 3 — ребристые плиты; 4 — анкер; 5 — раствор; 6 — кладка; 7 — внутренняя стена; 8 — наружная стена; 9 — вырезы (заполняются кладкой или бетонными вкладышами); 10 — блок-перемычки; 11 — закладные детали

Сборные и монолитные железобетонные перекрытия

Железобетонные перекрытия используются в коттеджном и промышленном строительстве, служат потолком для нижнего этажа и полом для верхнего. Существует два вида железобетонных перекрытий: монолитные и сборные. Монолитные делают непосредственно на месте стройки, после заливки они представляют собой единую горизонтальную плоскость. Сборные – собираются из заводских плит, которые монтируются одна за другой, промежутки заполняются раствором, результат — монолитная поверхность. Длина выпускаемых плит колеблется от 2 до 7,2 м, ширина от 0,8 до 2 м, высота до 22 см.

Преимущества и недостатки

Монолитные железобетонные перекрытия — одни из самых надежных и универсальных. К их преимуществам относят:

1. Высокие несущие возможности.
2. Долгий срок эксплуатации. В первые 50 лет бетон только набирает прочности, такие панели могут прослужить нескольким поколениям людей.
3. Возможность заливки перекрытий любых размеров и форм. Единственное условие для больших помещений — требуется установка дополнительных опор.
4. Пожаробезопасность. Бетон не горит и не способствует горению.
5. Отсутствие швов и переходов.
6. Толщина меньше чем у готовых плит.

Недостатки монолитного перекрытия:

1. Сложность устройства. Необходимость использования специализированного оборудования, что значительно усложняет возможность самостоятельного обустройства.
2. Большой вес оказывает сильную нагрузку на стены и фундамент, что делает невозможным использование в некоторых постройках (деревянных домах).
3. Сезонность работ. При температуре ниже 5°С надо применять противоморозные добавки, что значительно удорожает процесс.
4. Непрерывность заливки. Не рекомендуется, чтобы встречался «старый» и «новый» бетон, это может привести к появлению трещин.

Часто на стройках пользуются готовыми железобетонными плитами. В этих перекрытиях есть свои преимущества:

Заводские железобетонные плиты распространенный строительный материал, используемый для перекрытии.

1. Сравнительная дешевизна.
2. Скорость монтажа.
3. Прочность и долговечность.
4. Простота монтажа. Уложить плиты можно автокраном при помощи нескольких стропальщиков.
5. Шумоизоляция. Пустоты в плитах снижают уровень шума.
6. Надежность. Плиты изготавливают в заводских условиях, что гарантирует качество.

Недостатки сборного железобетонного перекрытия:

1. Необходимость привлечения грузоподъемной техники.
2. Меньший уровень жесткости в сравнении с монолитным перекрытием.
3. Наличие пролетов между плитами, что требует дополнительной отделки.

Вернуться к оглавлению

В зависимости от принципов устройства, перекрытие железобетонное бывает нескольких типов:

Заливка перекрытия монолитной железобетонной плитой ребристого типа поможет сократить количество использованного бетона, уменьшить давление на фундамент, стены. Используется обычно для обустройства промышленных зданий, когда надо залить большие пролеты.

Это монолитное перекрытие включает в себя плиту и идущие вдоль нее балки (могут идти в одном и двух направлениях). Балки есть главные, которые опираются на колоны, стены, и второстепенные, опирающиеся на главные. Плиты опираются на второстепенные балки. Ребрами плита ложится на стены либо колоны. Ширина плит от 1,8 до 2,8 м, это позволяет делать плиты минимальной толщины (5-8 см). Надо отметить, что установка опалубки для такой конструкции сложнее, чем при заливке плоских плит, а потолки получаются ребристые и требуют обшивки гипсокартонном. Толщина ребристого перекрытия меньше на 5-6 см от обычного. Устройство перекрытий ребристыми монолитными плитами в 2 раза выгоднее от обычного.

Схема кессонного перекрытия.

При заливке больших площадей пользуется популярностью и кессонное перекрытие. В таком перекрытии балки размещены в двух направлениях (перпендикулярно) с шагом до 1,5 м, сверху расположена монолитная бетонная плита. Балки должны иметь высоту не менее 1/20 пролета, толщина плиты от 4 см.

Легкость железобетонному перекрытию придают пустоты между ребрами, которые формируются при помощи пластиковых форм-пустотобразователей, исполняющих функцию съемной или несъемной опалубки. Устройство кессонного перекрытия позволяет сэкономить до 55% материала в сравнении с плоскими плитами. Кессонные еще называют частореберными, частобалочными, или вафельными монолитными перекрытиями.

Безбалочные перекрытия делают в помещениях с большими равномерными нагрузками и когда хотят получить гладкие потолки, удобные для монтирования подвесного транспорта, разводки коммуникаций. Это могут быть многоэтажные склады, холодильники, мясокомбинаты. Безбалочное перекрытие представляет собой плоскую железобетонную неразрезную панель. Опирается она на колоны или капители грибовидной формы. Особенность этой конструкции в том, что нагрузка через панель передается непосредственно на колоны. Сетка колон делается квадратной или прямоугольной формы с шагом 6 м. Вверху колоны расширяются, образуя капители. Безбалочная конструкция имеет ряд преимуществ: улучшаются санитарные показатели, облегчается вентиляция помещений, упрощается прокладка коммуникаций, уменьшается площадь, требующая дополнительной отделки (потолки получаются гладкими), высота потолка ниже, чем при использовании ребристых или кессонных конструкций, что позволяет экономить на обслуживании здания (отоплении, охлаждении).

Технология изготовления

Для заливки монолитных конструкций необходимо подготовить следующие материалы: арматуру, цемент (марка от М-400), щебень, песок, аппарат для сварки арматуры, доски для опалубки, электроинструмент (для резки досок, арматуры). Когда материал готов, можно приступать к сборке опалубки, ее дно может быть сделано из досок толщиной 3-4 см, или водостойкой фанеры толщиной 2 см, для боковых стенок используют доски толщиной 2-3 см. Если щиты со щелями, их надо закрыть пленкой, это предотвратит вытекание раствора.

Первое что нужно сделать, это уложить щиты днища, для монтажа используют поперечные балки и опоры. Расстояние между стойками (опорами) 1-1,2 м. После этого монтируют боковые стенки. Опалубка должна быть прочной, быть выставлена строго горизонтально, дно можно устелить пленкой или рубероидом, это придаст гладкости поверхности, уберет мелкие неровности досок.

Расчет армирования в железобетонном перекрытии должен проводиться специалистом. Советуют использовать арматуру с диаметром 8-14 мм (зависимо от предполагаемых нагрузок).

Армирование проводится в два шара, нижний устанавливается на пластмассовые подставки. Из арматуры делают сетку с шагом 150-200 мм. Арматура к сетке крепится мягкой проволокой. Арматура берется цельная, если длины мало, то дополнительный кусок крепится с нахлестом, равным 40-кратному диаметру прута. Стыки размещают в шахматном порядке. Сетки по краям соединяются п-образными усилениями. Каркас после заливки должен быть скрыт шаром бетона от 2 см.

В зависимости от площади заливки проводится дополнительное усиление. Оно делается отдельными отрезками арматуры длиной 40-200 см. Нижнюю сетку надо усилить в проеме, верхнюю – над несущими стенами. В местах опирания на колоны армирование требует отдельных объемных усиливающих элементов.

Для заливки перекрытий используют бетон марки М400 (1 часть бетон, 2 – песок, щебень -4, вода). Бетон заливают в опалубку, начав в одном углу, и закончив в противоположном. При укладке нужно использовать глубинный вибратор, это поможет удалить пустоты с бетона. Железобетонная плита заливается без перерывов, толщиной в 8-12 см. После заливки поверхность выравнивается устройствами, похожими на швабры.

Снять опалубку можно через 2-3 недели после заливки, тогда плита набирает 80% своей прочности. Если опалубка снимается раньше, то опоры оставляют. Использовать плиты можно через 28 дней (после полного высыхания). Чтобы избежать пересыхания и появления трещин, первую неделю после заливки бетон надо регулярно увлажнять, поливать водой. Иногда поверхность накрывают мешковиной или пленкой для дополнительного сохранения влаги.

Выводы

Сегодня как в частном, так и в промышленном строительстве часто делают перекрытия железобетоном. Популярность этот вид конструкций получил благодаря своей прочности, долговечности. В зависимости от типа помещений, назначения можно выбрать наиболее оптимальный вид и тип перекрытий.

Устройство перекрытий из железобетонных плит – одна из наиболее часто встречающихся конструкций при любом виде строительства, начиная с жилищного и заканчивая крупным промышленным. Это обусловлено ее простотой, надежностью и длительным сроком эксплуатации, которые гарантируются при грамотном выполнении работ.