Монолитное ребристое перекрытие: особенности, устройство и отзывы. Ребристая монолитная плита перекрытия
Монолитное ребристое перекрытие: особенности, устройство и отзывы
При строительстве частного дома (к примеру, дачи или усадьбы) возникает желание увеличить жилое пространство и пристроить к дому дополнительный этаж. Для этого необходимо выбрать максимально комфортное и функциональное перекрытие. Что же, уделим этому вопросу более пристальное внимание.
Виды межэтажных перекрытий
Существует несколько разновидностей данных конструкций.
- Сборные перекрытия. Представляют собой разделенные элементы готовой конструкции. В основном это деревянные детали или элементы из легкого бетона. Самый экономичный вариант, но и недостатков имеет немало. Чаще всего встречается в деревянных или каркасных домах.
- Сборно-монолитные конструкции. Предпочтительны для домов из кирпича или газоблоков. Многопустотные перекрытия, влагоустойчивые и не воспламеняются. Очень крепкие и надежные.
Типы монолитных межэтажных перекрытий
Вот какими бывают конструкции такого вида:
- плоская монолитная плита, изготовленная на съемной опалубке;
- плита из нескольких слоев, сформированная на опалубке;
- кессонные межэтажные перекрытия;
- ребристые перекрытия.
Два последних вида относятся к облегченным перекрытиям и наиболее распространены в строительстве.
Конструкция монолитного ребристого перекрытия
Такая конструкция представляет собой балки, которые могут идти в одном или нескольких направлениях, и бетонную плиту. Работа элементов конструкции совместная, что позволяет снизить вес перекрытия, не снижая прочности. Соответственно, несущие стены и фундамент дома не нагружаются большим весом. Это позволяет творчески подойти к дизайну верхнего этажа. Главное отличие ребристого покрытия – съемная опалубка. Она придает перекрытию ребристую поверхность.
Важные моменты разработки
Изготавливаются ребристые железобетонные перекрытия очень часто своими руками, поскольку серьезных сложностей в процедуре создания такой конструкции нет. Однако не стоит забывать, что строительство нового этажа и межэтажных перекрытий – довольно серьезная работа, и непременно следует учесть некоторые детали.
Любую конструкцию необходимо грамотно просчитать. При этом необходимо учитывать, какую нагрузку перекрытие даст на фундамент дома, размеры ребристого перекрытия, нагрузку на несущие стены, количество материалов и другие факторы. При расчете нужно предельно внимательно изучить все тонкости и желательно считать с запасом.
Учитывая то, что ребристые перекрытия - наиболее демократичный по цене вариант, нужно помнить, что опора и съемная опалубка, которые предлагаются в аренду, могут полностью перекрыть экономию на бетоне, и стоимость конструкции получится очень высокой.
Основное удобство в создании такого перекрытия – большое пространство. Маленькие пролеты гораздо быстрее и проще залить гладким перекрытием.
Усиление
Для тех, кто собирается перепланировать дом или возникают какие-либо причины усилить уже имеющееся перекрытия, есть несколько способов самостоятельно провести работы.
- Изготовление шпренгельной рубашки. Самый простой и распространенный способ – укрепление конструкции армированием. Из стальных прутьев изготавливается специальная решетка, ребра жесткости которой усиливают имеющееся железобетонное основание. Самое главное – тщательно проверить готовую рубашку на прочность. Чем тщательнее проверка, тем безопаснее усиление ребристых перекрытий.
- К наращиванию перекрытия прибегают, когда требуется усилить несущую способность и прочность конструкции. Для этого на предварительно подготовленный бетонный слой устанавливают усиленную решетку из арматуры и поверх заливают новым слоем бетона.
- Усиление опорами. Это больше дополнительный метод к армированию, чем самостоятельный способ. В основном опоры, принимающие на себя часть нагрузки, используют, если шпренгельная рубашка не справляется с конструкцией самостоятельно.
Как сделать ребристое перекрытие своими руками?
После того как все рассчитано и принято решение монтировать данное перекрытие, хочется немедленно начать работу. Самостоятельно сделать его вполне реально, хоть и трудоемко.
В первую очередь подготавливаются балки, из которых будет делаться временная опалубка. Дерево крепится на стенах, желательно на небольшом расстоянии от края стены, чтобы в будущем не было серьезных проблем с извлечением. Балки, несущие основную нагрузку, обязательно укрепляют опорами, которые нужно соединять другими балками между собой.
После того как фундамент к заливке подготовлен, начинается настил арматуры и сварных каркасов, которые будут нести бо́льшую часть нагрузки. Арматура крепится анкерами.
На этом этапе лучше отметить все места коммуникаций и сделать каркасы отверстий перед заливкой бетона. После можно приступать к непосредственной заливке, при помощи специального аппарата или других имеющихся средств.
Для большей надежности к концам балок из железобетона лучше установить стальные уголки с приваренными анкерами.
Как только бетон застынет, снимается временная опалубка, и можно приступать к дальнейшим работам.
Отзывы и советы специалистов о перекрытиях
Создавая что-либо для себя, важно прислушиваться к мнению специалистов. Конструктивная критика, бесстрастное обсуждение недостатков и преимуществ очень часто может вовремя застраховать человека от серьезных ошибок. Если речь идет о жилье, особенно о таких серьезных работах, как пристройка верхнего этажа или перепланировка, мнение специалистов важно.
Плюсы конструкций
В первую очередь строители хвалят этот вид конструкций за их умение равномерно распределять нагрузку, независимо от веса. Для фундамента и несущих стен это самый важный фактор.
Специалисты утверждают, что при грамотном подходе ребристые железобетонные конструкции – самый выгодный вариант по соотношению цены и качества. Планируя ребристые перекрытия, расчет нужно провести точно и верно. Тогда на материале экономится немаленькая сумма.
Размеры такого ребристого перекрытия могут быть самыми разнообразными. Так, данные конструкции отлично подходят как для небольших домов, так и для крупных сооружений.
Минусы по мнению профессионалов
Когда речь заходит о жилых помещениях, строители сразу предупреждают, что нижняя часть ребристого перекрытия между этажами нуждается в дополнительном покрытии, поскольку вид крайне неэстетичный. Не всегда удобно дополнительно обшивать потолок шпоном, гипсокартонном или любым другим материалом, дабы скрыть бетонные ребра.
Также профессионалы считают минусом, что создание временной опалубки занимает массу времени, а аренда готовой у подрядчиков стирает материальную выгоду и делает данный вид дороже относительно других вариантов.
Отмечают также специалисты и необходимость в отдельном слое звукоизоляции, а в идеале и теплоизоляции тоже.
Еще одним минусом строители отмечают и то, что работы по монтажу должны проводиться беспрерывно, поскольку не допускается попадание мусора, инородных предметов, грязи, осадков в перекрытие. Самостоятельно в таком режиме работать будет трудно.
fb.ru
Проектирование монолитного ребристого перекрытия многоэтажного промышленного здания с балочными плитами
Федеральное агентство образования и науки Российской Федерации
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра строительных конструкций, оснований и надежности сооружений
пояснительная записка к курсовому проекту
Выполнил
ст. гр. ПГС 1-04
Проверил
Волгоград, 2008
Содержание
Исходные данные 3
1. Выбор и обоснование конструктивной схемы здания 4
2. Расчет и конструирование монолитной плиты
2.1 Выбор расчетной схемы и расчетного сечения 5
2.2 Статический расчет плиты 6
2.3 Конструктивный расчет плиты 6
2.4 Конструирование плиты 8
3. Расчет и конструирование второстепенной балки
3.1 Выбор расчетной схемы и расчетного сечения 9
3.2 Статический расчет второстепенной балки 9
3.3 Конструктивный расчет сечений 11
4. Расчет и конструирование главной балки
4.1 Выбор расчетной схемы и расчетного сечения 16
4.2 Статический расчет главной балки 16
4.3 Конструктивный расчет главной балки 16
5. Список литературы 22
Исходные данные
Временная нагрузка
На междуэтажное перекрытие, кН/м2 5.00
На чердачное перекрытие, кН/м2 3.25
Вес чердачного перекрытия и кровли, кН/м2 2.30
Вес пола междуэтажного перекрытия, кН/м2 0.50
Высота этажа, м 3.4
Район строительства, город Волгоград
Расчетное давление на грунт, МПа 0.18
Число этажей 4
Размеры здания в плане (в свету)
Длина здания, м 35
Ширина здания, м 12.6
1. Выбор и обоснование конструктивной схемы здания
Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающему по короткому направлению, второстепенных и главных балок. Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона В20.
Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия состоит в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Полка ребер – плита, с пролетом, равным расстоянию между второстепенными балками, - работает на местный изгиб. Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, а те – на колонны и наружные стены.
Принимаем ,,в рабочем направлении,в нерабочем направлении.
Пусть
длины второстепенных балок одинаковы
шаг второстепенных балок одинаковый
Предварительно принимаем размеры поперечных сечений элементов
Колонна 400х400 мм
Толщина плиты
Высота главной балки
Высота второстепенной балки
Ширина главной балки
Ширина второстепенной балки
2. Расчет и конструирование монолитной плиты
2.1 Выбор расчетной схемы и расчетного сечения
плита балочная
Плита рассчитывается как многопролетная неразрезная балка. Для расчета плиты вырезаем полоску шириной в крайнем и среднем пролетах здания и определяем необходимые геометрические данные.
Расчетная длина крайнего пролета
Расчетная длина среднего пролета
Плита загружена равномерно распределенной нагрузкой и рассчитывается на основное сочетание нагрузок.
Ширина грузовой площади 1 м.
Сбор нагрузок на плиту.
| Наименование нагрузки | Подсчет | Нормативное значение, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке γf | Расчетное значение, кН/м2 |
| Постоянные | ||||
| Вес пола | 0.5·1 | 0.5 | 1.3 | 0.65 |
| Вес плиты | 25·0.06·1 | 1.5 | 1.1 | 1.65 |
| Итого: постоянные | 2.0 | 2.3 | ||
| Временные | ||||
| Полезная | 5·1 | 5 | 1.2 | 6.0 |
| Общая на плиту | 7.0 | 8.3 | ||
studfiles.net
Расчет монолитного ребристого перекрытия - строительство
Расчет монолитного ребристого перекрытия
пример типового расчета
Монолитное ребристое перекрытие (перекрытие по балкам) является более экономичным, чем сплошное монолитное перекрытие между 2 стенами - опорами и более экономичным, чем сплошное монолитное перекрытие по контуру - опирающееся на все 4 стены.
Кроме того ребристое перекрытие является более легким, а значит уменьшается нагрузка на стены и на фундамент, в итоге весь дом будет стоить дешевле.
Однако у ребристых монолитных перекрытий есть и недостатки, главный из них - это необходимость использования более сложной, а значит и более дорогой опалубки. А если вы в итоге хотите получить ровный потолок, то балочное монолитное перекрытие придется чем-то зашивать.
Одним из способов решения этих проблем является использование несъемной опалубки. Однако расчет перекрытий с использованием такой опалубки сейчас мы не рассматриваем, а ознакомимся с основными принципами расчета на примере однопролетного ребристого монолитного перекрытия, у которого балки - ребра имеют простое прямоугольное сечение.
Например, имеется помещение с внутренними размерами 5х8 метров. Если делать в таком помещении сплошную монолитную плиту, опертую по контуру. то возможная высота такой плиты h = 15 см. При этом только масса плиты составит
m = 2500·5,4·8,4·0,15 = 17010 кг или около 17 тонн
где,
5,4 и 8,4 полные размеры плиты с учетом опорных участков в метрах, ? = 2500 кг/м 3 - примерный удельный вес 1 кубического метра железобетона на крупном заполнителе щебне и с процентом армирования
В результате потребуется для такой плиты около 6,8 м³ бетона.
А если сделать монолитную плиту высотой 8 см по 4 прямоугольным балкам сечением примерно 10х20 см, расположенным с шагом 1,6 м, то масса такой плиты составит
m = 2500(5,4·8,4·0,08 + 0,1·0,2·5,4·4) = 10152 кг или около 10,15 тонн
для такой плиты потребуется около 4,06 м³ бетона.
Как видим, разница ощутимая и лучше ощутить ее поможет расчет.
Пример расчета монолитного ребристого перекрытия
с балочными плитами
Дано:
Имеется монолитное сплошное перекрытие, опертое по контуру, максимальное значение временной равномерно распределенной нагрузки равно 400 кг/м².
Для изготовления плиты и балок будет использоваться бетон класса В20, имеющий Rb = 11,5 МПа или 117 кгс/см² и арматура класса AIII, с расчетным сопротивлением растяжению Rs = 355 МПа или 3600 кгс/см².
Требуется:
Подобрать сечение арматуры для плиты по балкам и более точно определить геометрические параметры балок.
Решение:
1. Расчет балок
Если балки будут бетонироваться отдельно от плиты перекрытия то расчет таких балок ничем не отличается от расчета обычных железобетонных балок прямоугольного сечения. А если и балки и плита будут бетонироваться одновременно, то такие балки уже можно рассматривать, как балки таврового сечения, у которых плита является полкой тавра, а сама балка является ребром тавра. При этом не только увеличивается высота балки, но и увеличивается площадь сжатой зоны бетона, что в итоге и дает значительную экономию. В итоге мы имеем следующие предварительные параметры перекрытия, необходимые для расчета плиты:
Рис. 313.1
На рисунке 313.1 размеры указаны в миллиметрах, однако для дальнейших расчетов удобнее использовать сантиметры.
2. Расчет монолитной плиты - многопролетной неразрезной балки.
Главные отличия расчета многопролетной балки от однопролетной можно вкратце сформулировать так:
2.1. Многопролетная неразрезная балка является статически неопределимой и степень статической неопределимости зависит от количества пролетов. В данном случае будет 5 пролетов, а значит балка будет четырежды статически неопределимой. А еще в многопролетной балке возникают моменты на промежуточных опорах. А так как железобетон является композитным материалом в котором бетон работает на сжатие, а арматура на растяжение, то в многопролетной балке армирования только в нижней зоне сечения недостаточно. На опорах, где будет происходить растяжение в верхней зоне сечения, потребуется армирование и в верхней зоне.
2.2. На значение момента в пролетах будет влиять характер приложения нагрузки. И если для однопролетной балки с опорами А и F варианты приложения нагрузки, показанные на рис. 313.1. г) и д) будут означать просто уменьшение нормальных напряжений в поперечных сечениях балки, то для многопролетной неразрезной балки такое изменение приложения нагрузки может приводить к тому, что вместо сжимающих напряжений в рассматриваемых сечениях будут действовать растягивающие и наоборот. Приведенные на рис.313.1. г) и д) варианты приложения нагрузки являются еще достаточно простыми. В действительности временные нагрузки будут скорее всего условно сосредоточенными - от мебели, от инженерного оборудования, от людей. Кроме того следует учитывать, что домохозяйки в целях изменения дизайна любят переставлять мебель в доме, а потому расчетных схем должно быть намного больше.
2.3. Балки, которые мы принимаем в данном случае за промежуточные опоры, будут под воздействием нагрузки прогибаться, и этот прогиб следует учитывать при расчетах, так как прогиб влияет на значения изгибающих моментов на опорах и в пролетах.
2.4. В крайних пролетах при выбранной расчетной схеме значения изгибающих моментов будут больше, чем в остальных. Это потребует установки арматуры большего сечения, а для бетонной конструкции изменение сечения арматуры при неизменных геометрических параметрах поперечного сечения означает изменение жесткости. Кроме того, образование трещин в растянутой зоне сечения также означает изменение момента инерции по длине плиты. А изменение жесткости также следует учитывать при расчетах.
Как видим, одно только перечисление проблем, возникающих при расчете многопролетной неразрезной балки, способно навсегда отбить охоту заниматься расчетами подобных конструкций. Тем не менее пробраться через дебри расчета все-таки можно. Например, расчет плиты согласно п.2.1 и 2.2 даст следующие результаты:
а расчет с учетом осадки опор внесет в эпюру моментов следующие коррективы:
Если из соображений унификации принимать сечение арматуры одинаковым для всех пролетов, то таких данных достаточно для подбора арматуры. Кроме того, в этом случае не потребуется перерасчет с учетом изменения жесткости балки в различных пролетах. Так для крайних пролетов при расчете многопролетной балки было принято армирование 1 м ширины плиты 5 стержнями арматуры d = 6 мм, площадь сечения арматуры составляет Аs = 1,42 см².
Для надежной анкеровки арматуры все продольные стержни должны быть заведены за грань крайних опор - стен не менее чем на 5d - при отсутствии поперечной арматуры и не менее, чем на 10d - при наличии поперечной арматуры. Как правило в монолитных плитах поперечная арматура по расчету не требуется и согласно п.5.25 СНиП 2.03.01-84 в сплошных плитах вне зависимости от высоты поперечного сечения поперечную арматуру допускается не устанавливать, если такая арматура по расчету не требуется. Проверить необходимость установки поперечной арматуры можно по следующей формуле:
где,
Qmax - максимальное значение поперечной силы. Согласно расчету многопролетной балки на опорах А и F Qmax = 269,6·0,91 = 245,3 кг ;
Rbt - расчетное сопротивление бетона растяжению, для класса бетона B20 Rbt = 9 кгс/см²
245,3
Как видим, условие выполняется с очень большим запасом, тем не менее принимаем минимально допустимую длину заделки не менее 10d = 10·6 = 60 мм. Таким образом конструктивно принятая длина опирания 80 мм является достаточной.
Перед промежуточными опорами стержни нижнего армирования должны заходить в сжатую зону бетона (нижняя зона сечения) на расстояние не менее чем на 12d = 72 мм и не менее чем
lan = (0,5·3600/105,3 + 8)6 = 151 мм
Таким образом длина стержней нижнего армирования в крайних пролетах должна составлять не менее 0,75l + lan = 0,75·1512 + 151 = 1285 мм или около 130 см. В средних пролетах длина продольных стержней может составлять около 0,5l + 2lan = 1058 мм или около 110 см.
Стержни верхнего армирования над промежуточными опорами должны заходить в сжатую зону сечения (верхняя зона сечения) на такое же расстояние, вот только область действия отрицательного изгибающего момента в разных пролетах разная. Обычно считается, что достаточно завести арматуру на 0,25l в каждую сторону от опоры. Однако с учетом огибающей эпюры моментов лучше увеличить это расстояние до 0,3l над опорами С и D. Таким образом длина стержней верхнего армирования должна составлять не менее 0,25l·2 + b = 0,5·151,2 + 11 = 87 см над опорами В и Е, 0,6·151,2 + 11 = 102 см. Для унификации можно принять длину стержней 100 см над всеми промежуточными опорами.
Так как на крайних опорах плита будет частично защемлена расположенной выше стеной, то на приопорных участках крайних опор - стен также предусматривается верхнее армирование для восприятия отрицательного изгибающего момента. Стержни верхнего армирования как правило имеют длину около 1,10 длины пролета, считая от грани опоры.
Для балок - ребер принимаем нижнее армирование по расчету - 2 стержня d = 18 мм, конструктивное верхнее армирование стержнями d = 10 мм и поперечное армирование стержнями d = 6 мм, шаг поперечной арматуры 300 мм.
В целом армирование плиты может выглядеть так:
Примечание. Если планируется армирование стандартными сварными сетками, то сечение арматуры можно пересчитать в связи с большим расчетным сопротивлением проволочной арматуры. При этом изменятся и все остальные параметры.
Конечный результат.
m = 2500(5,4·8,2·0,06 + 0,11·0,24·5,4·4) = 8067 кг или около 8,67 тонн
для такой плиты потребуется около 3,23 кубометров бетона. В итоге экономия бетона составит больше, чем в 2 раза. Экономия арматуры также будет значительной.
По материалам сайта: http://alexfl.pro
fix-builder.ru
