Армирование дорожной плиты

Бетон, применяемый для изготовления дорожных плит, обладает высокой прочностью на сжатие. Это объясняется, в основном, сопротивляемостью к таким нагрузкам гранитных зёрен щебня с низкой лещадностью.

Преимущества армирования плит перекрытия

Армированные плиты рекомендовано использовать в покрытиях, перекрытиях построек жилого и общественного типа, сооружениях со стенами, выполненными из ячеистобетонных блоков, кирпича, включая крупные блоки. Плиты перекрытий используют в зданиях, где влажность воздуха составляет до 60%, а также для построек с наличием на внутренней поверхности стен пароизоляции – здесь влажность воздуха должна составлять до 75%. Показатель глубины опирания плит перекрытия на стены несущего типа должна находиться в пределах не менее чем 80 мм.

Армированные плиты дают возможность получить качественное утепление постройки, а также ускорить процесс по строительству, включая повышение звукоизоляции. Небольшой вес армированной плиты с бетонными перемычками понижает нагрузку на стены и фундамент. Таким образом, можно дополнительно добиться экономического эффекта при непосредственном возведении дома. Чтобы провести армирование пустотных плит перекрытия, не нужно иметь громадную строительную технику, например, подъемный кран.

Особенности конструкций

Бетонная конструкция, усиленная металлическими стержнями, обладает более высокими качественными характеристиками, нежели плита, полностью отлитая из бетона. Кроме того, пруты являются связующими деталями, поэтому создание монолита всегда осуществляется с использованием арматуры.

Усиление цельных плит перекрытия посредством арматуры выполняется при помощи стержней диаметром от 8 мм до 14 мм, учитывая, что толщина такой плиты не будет превышать 15 см. При этом, сечение стержней может варьироваться в зависимости от типа конструкции.

Если было решено приобрести готовые плиты, следует учесть, что существует несколько типов таких элементов:

  • Цельные (сплошные);
  • Ребристые;
  • Пустотелые.

Специалисты рекомендуют отдать предпочтение третьему варианту. Пустотелым плитам присуща незначительная масса, они отличаются высокими теплоизоляционными свойствами и низкой звукопроницаемостью.

Однако следует понимать, что при укладке любых готовых плит всегда образуются стыки, а это пагубно сказывается на ровности поверхности. Если же изготовить плиту перекрытия собственноручно, о данной неприятности можно забыть.

Стальное армирование дорожной плиты

В соответствии с действующими нормативами (ГОСТ, СНиП) любая дорожная плита должна изготавливаться с армированием элементами горячекатаной стали, сваренными в единую арматурную конструкцию.

Армирование монолитной дорожной плиты может выполняться по ненапрягаемой технологии или с предварительным напряжением осевых стержней. Изделия с преднапряжением прочнее ненапрягаемых, для дорожных плит это означает более высокую нагрузку.

Технология предварительного напряжения состоит в фиксации стержней арматуры в специальных зажимах стенда с последующим растяжением их домкратами или путём разогрева. В арматуру с растянутыми стержнями заливают бетон и выдерживают его до определённой стадии набора прочности. Затем фиксаторы освобождают и отправляют плиту на склад для «дозревания».

Армирование дорожных плит можно проводить только по схемам, установленным для каждого типоразмера ГОСТ В нём приведены типовые чертежи с обозначением видов элементов, составляющих армоконструкцию.

В таблице спецификаций по каждой плите приводятся номера элементов, обозначенных индексами:

  • арматурная сетка — С;
  • арматурный каркас — К;
  • петля монтажная — П;
  • скоба — Ск;
  • фиксатор — Ф;
  • отдельный стержень — словом.

Другая таблица определяет параметры элементов — диаметр, класс стали и общий вес металла.

Таким образом, чертежи армирования дорожных плит позволяют рассчитать стоимость металла и трудоёмкость работ по изготовлению стальной конструкции.

Норма по стандартам

Стандартные нормы рассчитаны для различных случаев. При составлении проекта, они указываются в технической документации, и должны точно выдерживаться. При этом архитекторы учитывают все тонкости, включая нагрузку на конструкцию из армированного бетона, состояние грунта, климатические условия и прочие необходимые условия. Поэтому указать точное количество для абстрактного случая невозможно.

Норма по стандартам

Если же нужно рассчитать для частного строительства мелких бытовых построек, можно использовать приблизительные величины и пользоваться поправкой на возможные усложнения.

Учитывается:

Норма по стандартам
  1. Тип фундамента.
  2. Размер возводимого здания и его вес.
  3. Особенности грунта.
  4. Технические характеристики арматуры.

Если для высотных зданий часто используется центнер арматуры, для небольших сооружений расход арматуры на 1 м3 бетона будет в 2-4 раза меньше, и использовать диаметр 1 см с ребристым профилем.

Норма по стандартам

Тогда приблизительно на ленточный фундамент длиной 9 м. и шириной 6 м. должно использоваться сечение м., арматуры диаметром 12 мм надо всего на куб бетонной смеси, а диаметра 6 мм. – 5.9 кг. В общем это составляет 24.6 кг. арматуры.

Читайте также:  Железобетонные плиты перекрытия. Как укладывать

Основные расчеты и подбор материалов

Для начала следует рассмотреть самый распространенный пример армирования монолитной плиты перекрытия: рабочие пруты в нижней части плиты, рабочие прутья в верхней части элемента, стержни, перераспределяющие нагрузку, катанки и подставки. Естественно, существуют и другие проектные схемы.

Какой бы чертеж не был выбран, необходимо позаботиться о грамотном расчете планируемой нагрузки на бетонную конструкцию. Толщина плиты перекрытия вычисляется исходя из пропорции 1 к 30, следовательно, чтобы рассчитать толщину бетона, следует поделить длину пролета на 30.

Если толщина бетонной конструкции будет превосходить 15 см, придется выполнять двойное армирование. Сетки арматуры должны располагаться одна на другой и связываться специальной проволокой. Минимальный размер ячеи – 15х15 см, максимальный – 20х20 см.

Для того чтобы обеспечить плите хорошую стойкость, лучше всего использовать металлические стержни одинакового диаметра. Дополнительное усиление можно осуществить прутами длинной 0,4-1,5 м. Схема армирования предполагает, что основная нагрузка приходится на нижний ряд стержней, а сжимающая – на верхний ряд. Арматурный каркас для цельной плиты перекрытия необходимо изготавливать на полную длину конструкции, а не на ее часть.

Также не стоит забывать, что требуется использовать опалубку – важный элемент при бетонировании плиты. Для изготовления опалубки можно применять дерево (доски размером 5х15 см) или дешевую фанеру. Главное – надежно зафиксировать опалубочный каркас, так как масса бетонного раствора, применяемого при заливке, может равняться 300 кг на квадратный метр плиты. Наиболее подходящими опорами для такой опалубки считаются телескопические стойки, с которыми очень легко работать. Они обладают высокой несущей способностью (могут выдержать до 2 т), в отличие от деревянных балок, в которых нередко бывают сучки или микроскопические трещины.

Непосредственные расчеты

Схема анкеровки плиты перекрытия.

Если нижний каркас должен доходить до последних перекладин, то его заводят за опору на длину базовой анкеровки, расчет которой производят по формуле:

lo, an = Rsp Asp/(Rbond us), где Rsp – рассчитываемое сопротивление долевого сечения арматуры растяжению; Asp – номинальная площадь арматуры (установленной); Rbond – сопротивление сцепления каркаса и бетона; Us – периметр по профилю арматуры (по номинальному диаметру).

После того как производят расчет анкеровки, необходимо разобраться, какие хомуты и стержни употребить и как их разместить.

Непосредственные расчеты

Например, некоторые стержни, которые необходимо довести до опоры, обрывают в пролете, а стержни вязаной арматуры иногда отгибаются, причем тогда, когда их количество больше двух и если они двухсрезные. А когда это четырехсрезные хомуты, их число не должно превышать четырех и их тоже можно отгибать на опоры и на плиты.

Монолитные плиты перекрытия частично или полностью опираются по контуру (периметру), а иногда свободно опираются или имеют защемления на опорах. В конструкциях чаще всего используют консольные перекрытия, которые опираются на одну кромку, или такие плиты, которые опираются на углы (безбалочное перекрытие). Какие из них употребить, зависит от расчета, который производится довольно легко. Для него понадобится:

  • Лист;
  • Карандаш;
  • Линейка;
  • Калькулятор;
  • Знание необходимых формул.

Плиты, как и балки, могут быть однопролетные – разрезные (шарнирные и с нешарнирным опиранием), неразрезные – консольные (многопролетные).

Полезные советы

  1. Соотношение ширины плиты с её толщиной должно быть равно 1:30, ведь, если ширина её будет равна 6 м, то в таком случае толщина должна будет составлять 20 см. Ну а если толщину плиты решено делать меньше требуемой, то в этом случае необходимо увеличить армирование при помощи добавления большего количества прутьев. Если толщина менее 15 см, то достаточно уложить всего один ряд прутьев, если же она больше, то потребуется сделать армокаркас в 2 слоя. Прутья нужно будет уложить сверху и снизу.
  2. Некоторые считают, будто арматуру нужно соединять при помощи сваривания. Это ошибочное мнение, так как обычная вязальная проволока гораздо лучше справится с задачей соединения прутьев арматуры в каркас, к тому же обеспечит ему большую гибкость и обойдется дешевле сварки и электродов.
  3. Чтобы армирование, выполненное для плиты, усиливало её прочность, при заливке используется жидкий бетон, обычно марки М200. После заливки плита должна быть выдержана около месяца до полного набирания прочности.

Рассчитывают армирование конкретной плиты, учитывая следующие условия:

  • Какая требуется несущая способность конструкции.
  • Какими будут раскрытия трещин во время изгиба.
  • Насколько допустима нагрузка на грунт.
  • Сильно ли просядет грунт.
  • Процент возможного деформирования конструкции.

Для чего нужен армопояс?

На фундаментную плиту действуют преимущественно растягивающие нагрузки от веса здания, мебели, жильцов, ветра, снега. Однако присутствуют и сжимающие усилия. Бетон работает исключительно на сжатие, причем подобным нагрузкам этот материал противостоять не может. Поэтому в нижней части плиты у подошвы помещают арматурную сетку, компенсирующую сжатие. В верхней части уложена вторая сетка, воспринимающая усилия растяжения.

Для чего нужен армопояс?

Расчет арматуры позволяет обеспечить прочностной запас для максимально возможного ресурса конструкции при минимальном сечении прутка, шага ячейки сетки. Кроме того, для стальных прутков необходим защитный слой (15 – 40 мм), на который их необходимо погрузить в бетон для отсутствия коррозии.

Читайте также:  Как происходит усиление перекрытий в строительстве?

Схема

Армирование плит не является сложным процессом. Но существует несколько важных правил, которых нужно придерживаться при этой процедуре. Так, укладка арматуры может производиться в один или несколько слоев. Однослойные конструкции желательно применять для плитного фундамента толщиной до 15 см. Если данное значение больше, тогда рекомендовано применять многорядное расположение арматуры.

Между собой арматурные слои соединяются с помощью вертикальных опор, которые не позволяют верхнему ряду упасть.

Основная ширина плиты должна формироваться из равномерно расположенных ячеек. Шаг между арматурной проволокой как в поперечном, так и в продольном направлении, подбирается в зависимости от толщины монолита и нагрузки на него. Для деревянных домов проволоку можно вязать между собой на расстоянии 20–30 см, образуя квадратные ячейки. Оптимальным же шагом для кирпичных зданий считается расстояние 20 см.

Если же конструкция относительно легкая, тогда подобное значение допустимо увеличивать до 40 см. Торцы каждой плиты, согласно стандартным нормам, следует армировать с помощью П-образной арматуры. Ее длина должна равняться 2 толщинам самой монолитной плиты.

Данный фактор следует учитывать при проектировании конструкций и выборе армирующих элементов.

Поддерживающие каркасы (вертикальные стержни) устанавливают с шагом, который аналогичен параметрам расположения арматуры в сетке. Но иногда это значение может увеличиваться в два раза. Но используют это для фундаментов, которые не будут поддаваться очень сильным нагрузкам.

Зоны продавливания формируются с помощью решетки с уменьшенным шагом. Эти сегменты представляют собой часть плиты, на которой в последующем будет располагаться каркас здания (несущие стены). Если основная зона закладывалась с помощью квадратов со стороной 20 см, то в этом месте шаг должен быть примерно 10 см в обе стороны.

При обустройстве зоны сопряжения фундамента и монолитных стен, следует формировать так называемые выпуски. Они представляют собой вертикальные штыри арматуры, которые с помощью вязки соединены основным армирующим каркасом. Такая форма позволяет значительно увеличить прочность и обеспечить качественное соединение опоры с вертикальными элементами. Арматуру при монтаже выпусков следует загибать в виде буквы Г. При этом горизонтальная часть должна иметь длину равную 2 высотам фундамента.

Еще одной особенностью формирования армирующих каркасов является технология соединение проволоки. Сделать это можно несколькими основными способами:

  • Сварка. Длительный процесс, который возможен только для стальной арматуры. Используют ее для небольших монолитных плит с относительно минимальным количеством работы. Альтернативным вариантом является применение уже готовых сварных конструкций, изготовленных на производстве. Это позволяет значительно ускорить процесс формирования каркаса. Недостатком подобного соединения является то, что на выходе получается жесткая конструкция.
  • Вязка. Соединение арматуры осуществляется с помощью стальной тонкой проволоки (диаметр 2–3 мм). Скрутка выполняется специальными приспособлениями, позволяющими немного ускорить процесс. Данный способ является довольно трудоемким и длительным. Но при этом арматура жестко не связывается между собой, что позволяет ей адаптироваться к определенным колебаниям или нагрузкам.

Технологию армирования фундамента можно описать следующими последовательными действиями:

  • Подготовка основания. Монолитные плиты располагаются на своеобразной подушке, которую формируют из щебня и песка. Важно получить прочное и ровное основание. Иногда перед заливкой бетона на почву стелют специальные гидроизоляционные материалы, предотвращающие проникновение влаги к бетону из грунта.
  • Формирование нижнего армирующего слоя. Арматуру последовательно располагают изначально в продольном, а затем в поперечном направлении. Связывают ее с помощью проволоки, формируя квадратные ячейки. Чтобы металл не выступал из бетона после его заливки, нужно полученную конструкцию немного приподнять. Для этого под нее подкладывают небольшие опоры (стулья) из металла, высота которых подбирается в зависимости от высоты монолитной плиты (2–3 см). Желательно, чтобы эти элементы были изготовлены из металла. Таким образом, непосредственно под сеткой образуется пространство, которое заполнится бетоном и закроет металл.
  • Обустройство вертикальных опор. Изготавливают их из той же арматуры, что и саму сетку. Проволоку изгибают таким образом, чтобы получить каркас, на который может опереться верхний ряд.
  • Формирование верхнего слоя. Сетку конструируют аналогичным образом, как это делалось для нижнего ряда. Здесь же используется тот же размер ячеек. Крепят конструкцию к вертикальным опорам одним из известных методов.
  • Заливка. Когда армирующий каркас готов, его заливают бетоном. Сверху и с боков над сеткой формируют также защитный слой. Важно, чтобы металл не проступал сквозь материал после застывания фундамента.

Расчет процента армирования плиты перекрытия

Исходя из количества пролетов и характера крепления, балки и перекрытия из железобетона бывают: однопролетные и многопролетные, а также свободно лежащие, защемленные (как на одной, так и на нескольких опорах), консольные и неразрезные.

Читайте также:  Межэтажное перекрытие по деревянным балкам своими руками

Профили и размеры

Лучшим вариантом для плит перекрытия является монолитная плита.

Такие перекрытия применяют отдельно или комплексно: в конструкции самого перекрытия или для фундамента. Перпендикулярный профиль монолитных железобетонных балок в основном имеет прямоугольную или тавровую форму. Существуют и другие виды, например, двутавровая, коробчатая, трапециевидная и др., но их не применяют, так как при выполнении армирования таких железобетонных балок сталкиваются как с техническими, так и с технологическими трудностями.

Расчет поперечного сечения перекладины (ее ширина) производится с учетом того обстоятельства, что она должна равняться 1/2-1/3 высоты самого профиля. А если быть более конкретными, то она должна составлять 10, 12, 15, 20, 22, 25 см и выше (все величины должны быть кратными 5). В том случае если конструкция тонкостенная, тогда толщина балки (ее ребра) составляет 1/5 от высоты сечения.

Перекладины, плиты и перекрытия из монолитного железобетона армируют вязаной и сварной арматурой, при этом используя как продольный, так и поперечный каркас. Для вязаных каркасов можно использовать и отогнутую арматуру. При этом если продольный каркас в балках имеет доведение до опоры не меньше двух стержней, то ее диаметр должен быть 10 мм и выше.

Если перекрытия часторебристые, тогда применяют рабочий каркас 8 мм, причем один стержень доводят до опоры.

Когда возводят вязаный каркас, а высота балок при этом составляет 40 см, тогда вместо ненапрягаемой арматуры используют 12 мм стержни. Если хотят сконструировать продольную арматуру, применяют стержни меньшего диаметра.

Кильсон и перемычки

Схема монтажа плиты перекрытия.

Когда кильсон изготовлен из легкого бетона, а каркас с запасом прочности 500 МПа, тогда можно произвести расчет диаметра стержня для продольной арматуры, величина которого составит от 16-32 мм, что зависит от использованного класса бетона. В случае если для изготовления кильсона используют ячеистый бетон (класс В10 и ниже), тогда, произведя расчет диаметра продольной арматуры, можно выяснить, что его величина должна составить до 1,6 см.

Учтите, что для перемычек используют стержни двух диаметров, при этом не учитываются конструктивные балки и плиты перекрытия. В первом ряду, при вязаном каркасе и в углах перпендикулярного профиля, а также в тех местах, где происходит перегиб хомутов, размещают арматуру большего диаметра.

Основа продольного каркаса (ненапрягаемого) располагается по сечению перекладины равномерно в три ряда. В последнем (третьем) ряду должно располагаться два и более стержня. В последующем ряду стержни нельзя располагать в просветах. При этом расстояние между отдельными стержнями арматуры не должно быть меньше большего диаметра стержня, а также меньше 2,5 см (нижняя арматура) и 3 см (верхняя).

В плитах нижнюю арматуру необходимо распределить и разместить равномерно (произведя соответствующий расчет), но для этого понадобится уложить больше двух рядов, при этом ее высота должна составить около 5 см. Если места мало, тогда в плитах разрешается размещать стержни попарно, без зазоров. Между стержнями периодического сечения расстояние равно номинальному диаметру, при этом не учитывают ребра и выступы.

Непосредственные расчеты

Схема анкеровки плиты перекрытия.

Если нижний каркас должен доходить до последних перекладин, то его заводят за опору на длину базовой анкеровки, расчет которой производят по формуле:

lo, an = Rsp Asp/(Rbond us), гдеRsp – рассчитываемое сопротивление долевого сечения арматуры растяжению;Asp – номинальная площадь арматуры (установленной);Rbond – сопротивление сцепления каркаса и бетона;

Us – периметр по профилю арматуры (по номинальному диаметру).

После того как производят расчет анкеровки, необходимо разобраться, какие хомуты и стержни употребить и как их разместить.

Например, некоторые стержни, которые необходимо довести до опоры, обрывают в пролете, а стержни вязаной арматуры иногда отгибаются, причем тогда, когда их количество больше двух и если они двухсрезные. А когда это четырехсрезные хомуты, их число не должно превышать четырех и их тоже можно отгибать на опоры и на плиты.

Монолитные плиты перекрытия частично или полностью опираются по контуру (периметру), а иногда свободно опираются или имеют защемления на опорах. В конструкциях чаще всего используют консольные перекрытия, которые опираются на одну кромку, или такие плиты, которые опираются на углы (безбалочное перекрытие). Какие из них употребить, зависит от расчета, который производится довольно легко. Для него понадобится:

  • Лист;
  • Карандаш;
  • Линейка;
  • Калькулятор;
  • Знание необходимых формул.

Плиты, как и балки, могут быть однопролетные – разрезные (шарнирные и с нешарнирным опиранием), неразрезные – консольные (многопролетные).