В случае, когда в строящемся доме будет больше одного этажа, вопрос об укладке перекрытий избежать не получится. Функционально на них возложена задача, разделять этажи и нести полезную нагрузку в виде собственного веса, людей и мебели, находящихся на них. Следовательно, их прочность и несущая способность должна быть достаточной, но при этом крайне желательно снизить их общий вес, поскольку избыточные нагрузки нежелательны ни для стен, ни для фундамента. Для облегчения веса с сохранением прочностных характеристик используются самые разные конструкции, в том числе и, так называемые, ребристые перекрытия.

Конструкционные особенности ребристого монолитного перекрытия

Давайте разберемся, что из себя представляет данный вид конструкции и каковы перспективы его применения в частном строительстве.

Ребристые монолитные перекрытия состоят из балок, которые могут идти в одном или двух направлениях, и плиты, соединенной с балками в единую конструкцию (т.е. работают балки совместно с опирающейся на них плитой). Применяются такие конструкции при строительстве зданий с большими пролетами (промышленных зданий, торговых центров, метрополитена, водоохранных, хозяйственных сооружений и т.д.).


двунаправленное ребристое перекрытие

опалубка для ребристого перекрытия

Применение взамен плоской ж/б плиты обусловлено уменьшением расхода бетона при возведении перекрытия и, как следствие, снижением нагрузки на несущие стены и фундамент. Снижение нагрузки на несущие конструкции здания позволяет архитекторам создавать более интересные по своему дизайну сооружения. Не второстепенным фактором является и уменьшение затрат на заливку бетона и армирование. Для создания ребристых перекрытий используют бетон класса В15-В25 и арматуру следующих классов: А240, А300, А400, В500. Выбор класса зависит от реализации конкретной конструктивной задачи. Изготовление данного вида межэтажных плит ничем не отличается от других железобетонных конструкций, за исключением принципа использования специальной съёмной опалубки. Принципиальную схему и внешний вид конструкции вы можете видеть на рисунке. Именно за счет формы опалубки создаются в итоге «ребра».

Межэтажные перекрытия по - экологичность совмещённая с экономией.

С общими понятиями мы разобрались. Теперь поговорим о применимости ребристых монолитных перекрытий при строительстве коттеджей и загородных домов для постоянного проживания. В сети существует достаточно большое количество информации о создании подобных конструкций своими руками. Такое внимание к наличию «ребер» в межэтажном ж/б перекрытии определяется, прежде всего, желанием сэкономить на его строительстве. Однако при этом стоит учитывать следующие моменты:

  • Необходим грамотный расчет конструкции;
  • Строительные компании предлагают в прокат съёмную опалубку и стойки, необходимые для изготовления ребристых плит, однако заказ в аренду такой опалубки обойдется гораздо дороже, чем для классической монолитной плоской плиты, что может в итоге нивелировать экономию на бетоне;
  • Создание опалубки своими руками (например, из досок или плит ОСБ) довольно длительный и трудоемкий процесс, т.е. вам придется учитывать и высокую трудоемкость работы;
  • Кроме того внешний вид потолка с балками впишется не во всякий интерьер. Возможно, его придется впоследствии зашивать гипсокартоном или другими материалами.


двунаправленное ребристое монолитное перекрытие

перекрытие по профнастилу

Правильно уложенные перекрытия сделают конструкцию надежной.

Этапы строительства своими руками

Окончательная конструкция ребристого монолитного перекрытия должна представлять собой плиту, совершенно ровную сверху, и в нижней части имеющую балочную усиливающую конструкцию. Причём плита и балки заливаются одновременно, образуя едино-монолитную конструкцию, из-за чего она набирает максимально возможную прочность. Чаще всего при самостоятельном возведении в качестве опалубки используются специальные короба, изготовленные из ударопрочного пластика. Изготовить опалубку можно и из листов пенопласта, скрепленных между собой. Они укладываются на специально сооружённом настиле, который снизу подпирается стойками – это предотвратит провисание настила с момента залива бетонной смеси и до её полного схватывания. На настил и стойки с целью экономии можно пустить лес, который впоследствии будет использоваться для строительства кровли. Более дорогим вариантом будет инвентарная опалубка.

Проёмы, которые образуют балки, прокладываются по всей длине арматурным каркасом, состоящим из прутов арматуры диаметром 12-16мм (в зависимости от предполагаемых нагрузок) и обвязки (примерно 6-8мм). Вся верхняя плоская часть усиливается арматурной сеткой (в 2 слоя) с шагом 10-20см. Арматуру укладывают так, чтобы со всех сторон ее закрывал защитный слой бетона не менее 20 мм в толщину. После того, как все составные части будущего перекрытия уложены и надёжно закреплены стойками, начинается заливка бетона.





Идеальным считается то перекрытие, плоскость которого была залита за один раз, поэтому самостоятельное замешивание раствора в бетономешалке крайне нежелательно. Это приведёт к тому, что плита не будет иметь одинаковую прочность по всей площади а, следовательно, появятся аварийно-опасные места. Для того чтобы получить надёжное перекрытие с максимальным запасом прочности используйте покупной бетон, доставляемый на стройплощадку в «миксере» (самостоятельно довольно сложно соблюсти правильную дозировку всех составляющих бетонной смеси). Таким образом, вы сможете залить плиту за один раз, и она получится абсолютно надёжной.

Перекрытия по профнастилу

К типу ребристых монолитных перекрытий относятся и плиты, заливаемые по профнастилу, используемому в качестве несъёмной опалубки. Профнастил также работает как внешняя арматура (при грамотном выполнении сцепления с бетоном). Стоит оговориться, что в таком типе плиты обязательно наличие должного армирования. Поэтому теоретические расчеты и подбор материала рекомендуем доверить специалистам.

Вывод

Ребристое перекрытие позволяет получить прочную конструкцию, разделяющую этажи, при грамотном проектировании и выполнении. Конструкционные особенности позволяют сэкономить строительный материал и облегчить нагрузки на стены и фундамент дома, однако процесс возведения опалубки будет гораздо более трудоемким и дорогим, чем при других вариантах перекрытия, что также стоит учитывать. Такой вариант перекрытия, выполненный своими руками, подойдет скорее тем, у кого много свободного времени и рабочих рук. В остальных случаях, на наш взгляд, эффективнее будет приобрести заводские ж/б плиты. А на небольшие пролеты более рациональным решением будет просто заливка плоской плиты.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту

РАСЧЕТ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Пермь, 2009

Введение

Монолитное ребристое перекрытие состоит из монолитной плиты, второстепенных и главных балок, монолитно связанных между собой.

Суть монолитно-ребристого перекрытия заключается в том, что в целях экономии бетона он удален из растянутой зоны и сосредоточен главным образом в сжатой зоне. В растянутой зоне бетон сохранен лишь для размещения рабочей растянутой арматуры.

Монолитная плита работает вдоль короткой стороны как многопролетная неразрезная балка, опирается на второстепенные балки и монолитно связана с ними.

Второстепенные балки воспринимают нагрузку от монолитной плиты и передают ее на главные балки, монолитно связанные с ними.

Главные балки опираются на колонны и наружные стены.

1. Выбор экономичного варианта

1.1 Монолитное перекрытие с главными балками вдоль здания

Пролет второстепенной балки l вб =6600 мм ; пролет главных балок l гб =8000 мм . Принимаем высоту плиты h пл =80 мм для q вр =11,5 кН/м 2 и шаг второстепенных балок 1600 мм (рис. 1 ).

Рис. 1. «Схема в плане монолитно-ребристого перекрытия»



.

принимаем высоту второстепенной балки

.



.

принимаем высоту главной балки

.


Рис. 2 «Разрез 1–1. Главная балка»


Рис. 3 «Разрез 2–2. Второстепенная балка»

Тогда вес всех главных балок:

Общий вес всего бетона, требуемого на монолитно-ребристую плиту, при расположении главных балок вдоль здания:

3.2 Монолитное перекрытие с главными балками поперек здания

Пролет второстепенной балки l вб =8000 мм ; пролет главных балок l гб =6600 мм . Принимаем высоту плиты h пл =80 мм для q вр =11,5 кН/м 2 и шаг второстепенных балок 1650 мм (рис. 4 ).


Рис. 4 «Схема в плане монолитно-ребристого перекрытия»

1. Определяем вес бетона, требуемого на плиту:

2. Определяем вес бетона, необходимый для второстепенной балки:

Определяем требуемую высота второстепенной балки:

принимаем высоту второстепенной балки

.

Определяем требуемую ширину второстепенной балки:

принимаем высоту второстепенной балки

.

Тогда вес всех второстепенных балок:

2. Определяем вес бетона, необходимый для главных балок:

Определяем требуемую высоту главной балки:

принимаем высоту главной балки

.

Определяем требуемую ширину главной балки:

принимаем высоту главной балки

.


Пожалуй не над одним аспектом строительства нашего дома я не думал так много, как над перекрытием . Сначала когда мои знания в матчасти данного вопроса были не высоки, я склонялся в пользу варианта от очень известного в то время одного из первых ТИСЭшников Andre777 . У него и по сей день есть сайт в интернет, где он уже пишет об обустройстве своего дома и участка.

Суть его технологии сводилась к заливке бетонных балок и по ним уже отливалась плита.

Так как можно не спеша заливать по одной балке, кажется что так проще. Но изрядно намаявшись с ТИСЭшным фундаментом мне уже совершено не хотелось так возиться и я стал сторонником других технологий, а именно заливка всего и сразу по максимуму товарным бетоном.

Так же Андрюхина технология сильно уступает заливке всего сразу (балок вместе с плитой), теряя большую несущую способность. Плита становиться нагрузкой на балки. Балки из-за этого приходиться делать больше сечением и в целом на выходе все равно низкая несущая способность и большой вес самого перекрытия.

На второй этаж сперва хотели перекрытие по деревянным балкам. Деревянные перекрытия это не айс. Очень плохая шумоизоляция. Если потом разбираться с этим вопросом, то выйдет на много дороже чем вы думали.

То ли дело вариант попавшийся мне намного позже и в итоге вошедший в план моего строительства. Им стало облегченное монолитное железобетонное ребристое перекрытие от Winder`а с ForumHouse .

Данное перекрытие рассчитано на полезную нагрузку 550кг/м2 везде. Это именно полезная нагрузка уже с вычетом стяжки, перегородок и собственного веса.

Winder рассчитал перекрытие под разные пролеты. Выбираем схему под свой пролет и вперед. Там же можно почитать километры обсуждения данного перекрытия. На это понадобиться не один день, но можно скачать путеводитель (FAQ) от max68.2011 , который сэкономит вам время.

Так как оба перекрытия у нас ребристо монолитные из железобетона то бишь схожи, то опишу в одном посте:

  • Перекрытие над . Однопролетное, разделено на две части.
  • Перекрытие над первым этажом. Многопролетное.

У нас пролеты в зоне ростверка 3,4м и 4,4м. Над первым этажом чуть больше, так как стены уже ростверка 3,475 и 4,475. Следовательно выбираем схемы под пролеты 4м и 4,5м (наиболее близкие из рассчитанных Winder’ом). Схема в начале статьи под пролет 4м (арматура Ф12) . Для пролета 4,5м схема такая же, только арматура Ф14.

Армирование в схемах Windera расчитано на оба случая (однопролетное или многопролетное) .


В нашем доме есть эркер, это дополнительные сложности в плане перекрытия. Если при перекрытии фундамента, здесь проблем не возникает, т.к. ростверк идет по всему периметру эркерной зоны, а вот над перекрытием этажей уже появляется проблема.

Обратился с этим вопросом к Winder’у и он сильно помог мне.

Определились, что в эркере требуется балка, которая будет встроена в само перекрытие, так же как остальные ребра и будет с ним в один уровень. Ребра монолитного перекрытия будут как бы опираться на эту эркерную балку, которая станет продолжением стены примыкающей к эркеру.

Winder так же рассчитал саму эркерную балку. Вышло, что если мы хотим чтобы балка была вровень со всем перекрытием, то бишь 23см (21+встроенный теплый пол), нужно армирование прутами Ф18 четыре снизу и четыре сверху. Плюс хомуты (поперечное армирование) из арматуры Ф8 через 15см.

Опираться такая балка должна минимум на 90см стены. Поэтому, чтобы в этом месте не было моста холода используем ЭППС 5+2 см. Смотрим на фото.

Любители «дышущих» материалов, не бойтесь использовать ЭППС на небольших участках. Даже если вы закроете им ряд газобетонных блоков, влага все равно будет испаряться из закрытых блоков через ряд выше.

При использовании встроенного теплого пола высоту перекрытия обычно увеличивают на диаметр трубы теплого пола. Труба располагается между сетками верхней части перекрытия.

Взяли итальянскую трубу Tiemme Cobra-Pex 16х2 мм. До кризиса не на много дороже отечественной от Ростерм стоила. Сейчас больше чем в два раза дороже 8). С нашей не сравнить, гораздо жестче и по характеристикам больше запас. На первом этаже видимо придется поддерживать отечественного производителя:).

Начали строительный сезон как полагается с закупки провианта. Тут я решил попробовать армейские пайки армии России. Очень даже вкусно.


Вяжем арматурные каркасы.

Тут еще есть нюанс как делать. Если делать сразу на всю площадь, то это многопролетное перекрытие (с упором на среднюю и внешние стены) см. рис. выше. Если делать перекрытие частями. Сначала одну половину от внешней стены к внутренней, затем другую, то это однопролетное перекрытие. Армирование однопролетного и многопролетного перекрытия разное.

Тут нужно сделать оговорку. Дело в том что если использовать многопролетную схему на один пролет то все будет нормально кроме излишнего расхода арматуры. Схема Windera такой и является (универсальной с «защитой от дурака»).

Какое перекрытие однопролетное или многопролетное выбрать, решается в зависимости от исходной длины вашей арматуры, чтобы уложить ее максимально экономично и с меньшим количеством обрезков. А так же зависит от технологии бетонирования. Может удобнее или есть возможность заливать бетон частями, тогда выбираем однопролетную схему.

Места где можно разрывать-наращивать арматуру также определены. На перекрытии фундамента (у нас однопролетное перекрытие) на одной половине дома Ф12 арматура (пролет 3,4м), а на другой Ф14 (пролет 4,4м).


А вот над первым этажом арматура в балочных частях над большим пролетом проходит Ф14 идет без разрывов над средней стеной и еще по хорошему должна идти на четверть следующего пролета, но у меня немножко короче. Над меньшим пролетом идет арматура A500 Ф12 и завязывается с Ф14.


Хомуты из A500 Ф6 сначала на четверть пролета с каждой стороны идут с шагом 200мм, затем ближе к центру с шагом 400мм (немного сэкономил). Перехлест у хомута должен быть в верхней части каркаса.


Район эркера. Видно эркерную балку, арматура Ф18 которой загнута в обе стороны на стену и связана с остальным каркасом.


Чтобы подставки под армосетку из Вр 5мм 100х100 не вминались в пенопласт, под них подложены обычные крышки для банок.


На земле делал каркасы из арматуры для перекрытия фундамента. При перекрытии первого этажа каркасы вязались уже по месту.


Довольно нудное занятие вязать каркасы для вего перекрытия.


Каркас крупным планом. Все фотки кликабельны, нажимаем чтобы увеличить.


Эркерная балка с другой стороны заходит на стену более чем на метр и увязана с общим армированием. Для того чтобы в зоне опирания не было моста холода, используется утепление ЭППС 5+2 см. Места с утеплителем усилены досками на время заливки.


Над лестничным пролетом делаются сдвоенные балки. То-есть арматуры больше в два раза и ширина тоже. Как бы две обычные балки рядом.


Однопролетное перекрытие над фундаментом. Как раз видно несъемную опалубку из газобетона по центру внутренней ленты ростверка (фундамента).


Опирание перекрытия по расчету 15см. Хотя на таких малых пролетах можно и больше (Winder пересчитывал).



Разложили пенопласт и армокаркасы. Поднялся сильный ветер, поэтому пришлось накидать досок. Доски убирали по мере раскладки сетки первого слоя.


Подняли сетку из Вр Ф5мм 1 на 2 метра ячейка 100х100мм на второй этаж. Большего размера на тот момент не было. Удобнее использовать сетку 2м х 3м. Разрезаем 1,3м х 3м и 0,7м х 3м. Укладываем 1,3м вниз, перекрывая два ребра и между ними, а 0,7м кладем вверх над ребром. То бишь без обрезков и без стыков между ребрами.

Подложили доски, чтобы не порвала полиэтилен над пенопластом.


Армирование в области лестничного пролета с двойными ребрами.


Сплошная сетка первого ряда. Перехлест делался минимум полторы ячейки почти везде около двух получилось. Лучше ставить больше подставок, а то масса бетона даже с крышками сильно давит в пенопласт.



Многопролетное перекрытие над первым этажом, здесь армокаркасы ребер проходят над внутренней стеной дома. Для обеспечения зазора между сетками нарезали трубу ПНД 25мм. Дешево и эффективно.


Такие колечки крепятся с помощью вязальной проволоки. Отрезок проволоки загибаем пополам, обхватываем пруток нижней сетки, пропускаем через кольцо из ПНД оба конца и закручиваем над прутком верхней сетки.


Люки и отверстия можно делать в ребристом монолитном перекрытии в любом месте между ребер .

Схема армирования периметра зависит от расстояния, которое осталось до края.

Фотки с трубами теплого пола пока не нашел, добавлю позже.

Опалубку делали следующим образом.


Закупили пенопласт Knauf по 10 и 5 см толщиной.


Над ямой погреба пришлось городить балку из четырех досок 100х40, чтобы в нее упереть опалубку.

При перекрытии фундамента, по периметру пустили доски 150х40 на ребро и прикрепили к ростверку. Ростверк я дырявить не стал, в нем уже были шпильки Ф8мм, оставшиеся от скрепления опалубки самого ростверка.

На втором перекрытии (первого этажа) такие доски крепились к стенам на саморезы 120мм. В одном месте крепления вкручивал по два самореза под разными углами.


Затем ставим доски 150х40 на ребро, хотя на такие пролеты можно и плашмя, так чтобы они оказались под ребрами будущего монолитного перекрытия. Мы крепили их на стальные уголки разной формации, в среднем 100х90х100. Уголки крепились на саморезы Ф6мм белые, впоследствии на кровельные и на кучу других.


Чтобы подпорки не ушли при заливке в грунт, уложили под них обрезки досок.




Распорки в подполье.








Первые блоки несъемной опалубки из газобетона.


Отверстие в опалубке для того чтобы залить плиту пола погреба. Заливка велась одновременно с перекрытием.


Поверхность ростверка(фундамента) сначала промазали битумным праймером, затем наплавили гидроизоляцию Линокром от Технониколь.








На среднюю часть ростверка (под средней стеной) клали посередине перегородочные подпиленные блоки 100х250х625 211 КЖБИ Сертолово D500, оставшиеся от строительства малого дома, подпиленной стороной вниз. Можно сильно не стараться отпиливать ровно, раствор все снивелирует.



При строительстве перекрытия над ростверком, по периметру сделали не съемную опалубку из газобетонных блоков. Использовали Aeroc 250x200x625 D500 . Блок был перевернут, так чтобы высота стала 200. Вместе со слоем цементопесчаного раствора получилось как раз около 21см. Между собой блоки клались на клей Aeroc летний.


Над первым этажом для ребристого монолитного перекрытия так же изготавливалась несъемная опалубка из ГБ Aeroc 250x150x625 D400 . Блок не переворачивался, т.е. высота опалубки составила 25см. После кладки опалубки в нее по периметру на монтажную пену был приклеен утеплитель экструдированный пенополистирол 50мм.

Так же здесь мы решили использовать вариант со встроенным водяным теплым полом (поэтому высота перекрытия малость возрастает, а именно где-то на диаметр трубы). По религии классических стяжек с теплым полом так делать нельзя. Большую площадь там делят деформационными швами. По религии фундаментов УШП получается можно. Там заливают большие площади теплого пола вместе с плитой фундамента.

На практике же одновременное литье вполне прокатывает. Утеплитель в опалубке так же выполняет функцию демфера при тепловом расширении бетона перекрытия. Хотя как показывает практика (она почему то не подтверждает теорию), то даже без демфера ничего бы не случилось.

Дешевый китаец CMI показал себя в работе отлично, оказался гораздо удобнее чем бытовой Bosch и пока терпит мои нагрузки. Потом взял ударную дрель CMI за копейки спецом на стройку. Чувствуется что не то в плане комфорта, но фигарит зверски. Терпит все мои издевательства

Оффтоп прогнал, теперь к делу. Настил прибил гвоздями 70. Над каждым ребром по гвоздю. Помните, что вам еще разбирать потом эту конструкцию.

Опалубку для формирования ребер практически полностью взяла на себя моя вторая половина. Для нее использовался пенопласт Knauf с неясными до конца характеристиками (плотность). Укладывали два листа 100мм и на него 50мм с подрезанной по инструкции на 20мм кромкой. Между ребрами получается ширина пенопластового листа то бишь 1метр.

Пенопласт ни чем к опалубке не крепили и между собой тоже. Держится за счет полиэтилена, который щедро прикреплен к деревянной опалубке степлером. Скрепки 8мм. В дальнейшем его еще прижмет своим весом армокаркас.

Брали простой не плотный, дешевый полиэтилен. Частично использовали полиэтилен из упаковки пенопласта.

Во время работы над опалубкой могут возникнуть проблемы. У нас они возникли:)

  • Пока не собран армокаркас, нужно класть утяжелители (мы использовали доски и обрезки ГБ) на полиэтилен–пенопласт, иначе при сильном ветре конструкция пытается улететь.
  • Птицы пробивают полиэтилен и крошат пенопласт со страшной силой. Задолбался скотчем все это дело приводить в более менее нормальный вид. Подвешивали пластиковые тарелки. Их колышет на ветру, что немного улучшает ситуацию, отпугивая птиц.

Заливка перекрытия бетоном.

Раньше я все пытался растянуть. Разложить работу частями. Сейчас я не сторонник таких методов и вам не советую, конечно если нет особых обстоятельств. Бывает, например, что товарный бетон ни как не доставить, тогда приходиться лить частями самомес.

Мы заливали оба ребристых монолитных перекрытия товарным бетоном М350 (B25) из Пумика (миксер со встроенным бетононасосом). Хотя перекрытие рассчитано под марку бетона М200 .

Но во-первых более высокая марка снивелирует косяки, если они были – это запас прочности. Во-вторых нам некогда ждать месяц пока бетон наберет нужную прочность.

Бетон марки М350 наберет необходимую прочность для продолжения строительства уже за неделю. В третьих сам производитель может малость накосячить.

Первое перекрытие залили семейным подрядом: я, жена и батя. Было очень легко заливать из Пумика. Я легко справлялся чуть ли не одной рукой. Это профессионализм водителя, который управлял стрелой. Он практически читал мои мысли. Так бывает далеко не всегда. Когда мы заливали ростверк, хобот ели ели удерживали вдвоем. Водила сильно врубил насос – торопился и плохо смотрел за работой.

Так как тут есть опалубка над внутренней стеной тоже, то брали шестиметровую сороковку и ей выравнивали поверхность.

На заливку второго перекрытия позвал друга. Это перекрытие уже многопролетное, как ровно его залить пришлось долго думать. Сначала хотел натянуть троса, но так ничего и не успел. В итоге перед самой заливкой натянул несколько капроновых ниток. Не очень конечно, но оказалось что лучше чем ничего.

Батя на верх не полез. Держать хобот было потяжелее, чем на первом перекрытии, но все же гораздо легче чем на ростверке. Учитывая предыдущий опыт лили частями. Залили сектор, выключили насос, провибрировали. Растащили излишки. Жена правилом пошла заглаживать верх, а мы продолжили заливку следующего сектора.


Когда перекрытие затвердело из-за того что несъемная опалубка из ГБ выше на 2-3 см чем поверхность перекрытия, на перекрытии набиралась дождевая вода. Для слива были проделаны отверстия и вставлены трубки (куски трубы от теплого пола).

Разборка опалубки.

На разборку ушло много времени. Разбирали большими пролетами. Вес пролетов играет на руку. Немного раскачать и бабах. Главное под ним не стоять.



Поверхность перекрытия гладкая как стекло.



Ребристое перекрытие в зоне лестничного пролета.

Сначала оно черное, что удивило, но оказывается если отодрать пленку оно сохнет и становиться привычного серого цвета.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту

РАСЧЕТ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Пермь, 2009

Введение

Монолитное ребристое перекрытие состоит из монолитной плиты, второстепенных и главных балок, монолитно связанных между собой.

Суть монолитно-ребристого перекрытия заключается в том, что в целях экономии бетона он удален из растянутой зоны и сосредоточен главным образом в сжатой зоне. В растянутой зоне бетон сохранен лишь для размещения рабочей растянутой арматуры.

Монолитная плита работает вдоль короткой стороны как многопролетная неразрезная балка, опирается на второстепенные балки и монолитно связана с ними.

Второстепенные балки воспринимают нагрузку от монолитной плиты и передают ее на главные балки, монолитно связанные с ними.

Главные балки опираются на колонны и наружные стены.


1. Выбор экономичного варианта

1.1 Монолитное перекрытие с главными балками вдоль здания

Пролет второстепенной балки l вб =6600 мм ; пролет главных балок l гб =8000 мм . Принимаем высоту плиты h пл =80 мм для q вр =11,5 кН/м 2 и шаг второстепенных балок 1600 мм (рис. 1 ).

Рис. 1. «Схема в плане монолитно-ребристого перекрытия»

. , . ,

принимаем высоту второстепенной балки

. . , . ,

принимаем высоту главной балки

.

Рис. 2 «Разрез 1–1. Главная балка»


Рис. 3 «Разрез 2–2. Второстепенная балка»

Тогда вес всех главных балок:

.

Общий вес всего бетона, требуемого на монолитно-ребристую плиту, при расположении главных балок вдоль здания:

.

3.2 Монолитное перекрытие с главными балками поперек здания

Пролет второстепенной балки l вб =8000 мм ; пролет главных балок l гб =6600 мм . Принимаем высоту плиты h пл =80 мм для q вр =11,5 кН/м 2 и шаг второстепенных балок 1650 мм (рис. 4 ).



Рис. 4 «Схема в плане монолитно-ребристого перекрытия»


1. Определяем вес бетона, требуемого на плиту:

.

2. Определяем вес бетона, необходимый для второстепенной балки:

Определяем требуемую высота второстепенной балки:

,

принимаем высоту второстепенной балки

.

Определяем требуемую ширину второстепенной балки:

,

принимаем высоту второстепенной балки

.

Тогда вес всех второстепенных балок:

.

2. Определяем вес бетона, необходимый для главных балок:

Определяем требуемую высоту главной балки:

,

принимаем высоту главной балки

.

Определяем требуемую ширину главной балки:


,

принимаем высоту главной балки

.

Рис. 5 «Разрез 3–3. Второстепенная балка»

Рис. 6 «Разрез 4–4. Главная балка»

Тогда вес всех главных балок:

.

Общий вес всего бетона, требуемого на монолитно-ребристую плиту, при расположении главных балок поперек здания:

.
, то за окончательный вариант для расчета принимаем монолитно ребристую плиту с главными балками, расположенными вдоль здания.

2. Расчет монолитной плиты

2.1 Сбор нагрузок на плиту

Таблица 3

Наименование

Коэффициент надежности

А) Конструкция пола

1. плиты URSA

,

2. пергамин 1 слой

3. Цементно-песчаная стяжка

,

4. плитка керамическая

,

Б) Собственный вес плиты

Выделяем полосу шириной 1 м. Тогда расчетная нагрузка

.

рис. 7.





Рис. 7. «Продольный разрез плиты. Расчетная схема»

Плита рассчитывается, как многопролетная неразрезная балка, на которую действует равномерно распределенная нагрузка (рис. 7). Расчетный пролет принимается равным: крайний – расстояние от центра опоры до ребра второстепенной балки, средний – расстояние между второстепенными балками:

; .

Определяем наибольшие моменты, возникающие в плите:


; ; .

4.2 Подбор арматуры в среднем пролете

Для расчета плиты выделяем полосу шириной 1 м. Тогда расчетное сечение плиты будет следующим (рис. 8 ).

В первом приближении принимаю арматуру В500 диаметром 6 мм.



Рис. 8. «Расчетное сечение плиты»

, – ширина расчетного сечения, – расчетная высота сечения; – коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки. ,

По сортаменту подбираем диаметр арматуры и количество стержней: n=7 стержней арматуры В500 диаметром d=4 мм, для которых

.

Определяем шаг стержней:

.

Рабочие стержни раскладываем вдоль плиты в соответствии с эпюрой моментов. Поперечные стержни подбираем конструктивно: стержни арматуры В500 диаметром d =3 мм с шагом 300 мм.

Окончательно принимаем сетку С-1:

.

Рис. 9 «Сетка С-1»

4.3 Подбор арматуры в крайнем пролете

В крайнем пролете, помимо сетки С-1, поперек плиты дополнительно раскатываем сетку С-2.

Для расчета плиты выделяем полосу шириной 1 м. В первом приближении принимаю арматуру В500 диаметром 6 мм.

.

Определяем требуемую площадь арматуры:

По сортаменту подбираем диаметр арматуры и количество стержней: n=4 стержней арматуры В500 диаметром d=3 мм, для которых

.

Принимаем шаг стержней конструктивно 200 мм.

Рабочие стержни раскладываем поперек плиты.

Продольные стержни подбираем конструктивно: стержни арматуры В500 диаметром d =3 мм с шагом 300 мм.

Окончательно принимаем сетку С-2:

.

Рис. 10 «Сетка С-2»


3. Расчет второстепенной балки

3.1 Сбор нагрузок на второстепенную балку

Таблица 4.

)

)

Наименование

Коэффициент надежности

А) Конструкция пола

1. плиты URSA

,

2. пергамин 1 слой

3. Цементно-песчаная стяжка

, ;

4. плитка керамическая

, ;

Б) Вес плиты перекрытия

3. Собственный вес второстепенной балки

Строим огибающие эпюры моментов по формулам:


; . - средний; - крайний.

Полученные значения моментов сведены в таблицу 5.

Таблица 5

крайний пролет

средний пролет

Расчетная схема перекрытия представлена на рис. 11.



Рис. 11. «Расчетная схема перекрытия»



Рис. 12. «Огибающие эпюры моментов, эпюра поперечных сил»

Второстепенная балка рассчитывается как неразрезная многопролетная балка с равномерно распределенной нагрузкой. Расчетный пролет принимается равным: крайний – от центра тяжести опоры до края ребра главной балки; средний – расстояние в свету между ребрами главных балок.

Определяем наибольшие моменты, возникающие в второстепенной балке:

;
; .

3.2 Подбор нижней арматуры в крайнем пролете

Эта статья – рассуждение на тему расчёта монолитных железобетонных конструкций в различных расчётных комплексах.

Многие проектировщики сталкивались с проблемой расчёта монолитных железобетонных плит усиленных балками (другие названия: монолитное ребристое перекрытие, балки с тавровым сечением, балочное монолитное перекрытие и т. д.). С балкой на двух опорах проблем не возникает – тут всё просто: расчётная схема, нагрузки, формулы, усилия, арматура, трещины. Проблемы появляются, когда такую балку (ребристую плиту) нужно смоделировать в конечно-элементной модели каркаса здания. Многие над этим ломают голову, я тоже ломал. Для получения объективных данных я решил посчитать такую конструкцию в двух разных программных комплексах: LIRA и MicroFe.

Исходные данные для задачи: Пролёт балки 9 м. Опоры – жёсткое защемление с двух сторон. Для чистоты эксперимента собственный вес не учитывается. Модуль упругости материала 29420 МПа Нагрузка – распределённая по верху плиты 1 т/м 2 . Поперечное сечение изображено на рисунке

Несколько слов по поводу моделирования данной конструкции в программных комплексах. Начнём с ПК ЛИРА САПР. Если почитать форумы проектировщиков, то практически везде вы найдёте советы моделировать балку (стержень) в плоскости плиты, а потом задать её эксцентриситет при помощи жёстких вставок. В то же время официальная техническая поддержка ЛИРА САПР рекомендует задавать балку ниже плоскости плиты, и, что самое главное, удалять участок плиты над стержнем шириной равной ширине ребра, дабы не было двойного учёта бетона при расчёте прочности и подборе армирования. Таким образом балка и плита живут как бы отдельно друг от друга. Это устраняется введением абсолютно жёстких тел (АЖТ) в каждом треугольнике узлов (плита-балка-плита). Способ довольно трудоёмкий, т. к. АЖТ вводится для каждоё тройки узлов отдельно. В итоге В ПК ЛИРА конструкция была смоделирована двумя способами: с жёсткими вставками и жёсткими телами.


В программе MicroFe конструкция моделировалась при помощи элементов “подбалок”. Разбивка плитной части на конечные элементы в каждой расчётной модели задавалась одинаковой – 0.5х0.5 м. Основные результаты расчёта представлены ниже. Собственный вес при расчёте не учитывался.

Общий вид расчётной схемы


Жёсткости конечных элементов. Толщина плиты во всех случаях равнялась толщине полки сечения.


Первая проверка – это суммарная реакция опор, которая должна равняться сумме приложенных на конструкцию нагрузок. Во всех трёх задачах она оказалась равной 720 кН = 72 тс.