Армирование монолитной плиты перекрытия от А до Я

Монолитная железобетонная плита перекрытия – это несущая пролётная конструкция. Жёсткий диск, объединяющий стены, пилоны и колонны каркаса капитального объекта строительства. Данный конструктивный элемент работает как в пределах одного этажа, воспринимая внешние статические и динамические, постоянные и временные нагрузки. Так и как неотъемлемая часть всего каркаса здания.

Что такое армирование

Армирование любой монолитной железобетонной конструкции – это процесс усиления бетона отдельными стальными стержнями. Сварными или вязаными готовыми сетками, либо объёмными каркасами.

Армирование необходимо, так как бетон хорошо работает на сжатие. И практически не воспринимает растягивающие усилия из-за повышенной хрупкости его структуры. Стальные стержни обеспечивают совместную работу с бетоном как на сжатие, так и на растяжение.

Основы армирования

Согласно требованиям СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», процесс армирования монолитной железобетонной плиты перекрытия осуществляется, в соответствии со следующим алгоритмом:

• В нижней части пролётной конструкции, преимущественно воспринимающей растягивающие усилия, устраивается фоновое армирование из продольных и поперечных стержней с периодическим профилем класса А500с (по ГОСТ 34028-2016).
• Диаметр фоновой арматуры и шаг между стержнями определятся расчётом и минимальным процентом армирования. В среднем, для стандартной монолитной плиты перекрытия, устраиваемой в жилом или общественном здании, с пролётом до 6000 мм, при толщине конструктивного элемента от 160 до 250 мм, диаметр стержней составляет от 8 до 12 мм, с шагом от 150 до 250 мм между ними в обоих направлениях.
• Стержни фоновой арматуры укладываются последовательно, сначала в продольном, потом в поперечном направлении, в каждом перекрестии элементы фиксируются при помощи отожжённой вязальной проволоки.

Допускается также армирование сварными плоскими сетками по ГОСТ 23279-2012, которые перехлёстываются между собой не менее, чем на 2 шага между стержнями и не менее, чем на 250 мм.

Фоновая арматура укладывается на пластиковые фиксаторы защитного слоя «стульчики». Это делается для удовлетворения конструктивным требованиям и предотвращению образования трещин. Для удобства вибрирования бетона во время заливки плиты перекрытия.

Дополнительная арматура, которая укладывается в местах наибольшей концентрации напряжений – в центре пролёта и в зонах передачи изгибающих моментов от жёстких узлов сопряжения пролётного элемента с вертикальными монолитными конструкциями каркаса.

Дополнительная арматура укладывается поверх фоновой, располагается между её стержнями, по центру шага, либо примыкает к ней по всей плоскости боковой грани стержней.

Диаметр и шаг, а также направление её раскладки определяется изополями напряжений, по результатам статического расчёта каркаса здания.

Поддерживающие гнутые стержни, либо вертикальные сварные каркасы, воспринимающие поперечные усилия и обеспечивающие дистанционирование верхнего армирования плиты перекрытия.

Поперечные усилия в плитах прикрытия, как правило, возникают в зоне расположения точечных опор, так как там образуется пирамида продавливания и повышается риск появления наклонной трещины.

Верхнее фоновое и дополнительное армирование, по аналогии с раскладкой нижних основных и усиливающих стержней, либо сеток. Верхняя дополнительная арматура устраивается также в зоне образования растягивающих усилий, чаще всего, над опорами – стенами, колоннами, пилонами, либо в зоне основания консольного вылета пролётной конструкции.

Перед заливкой плиты перекрытия, в конструкцию также укладываются закладные детали, проёмообразователи и стальные гильзы для пропуска инженерных коммуникаций. В зоне расположения балконов или консолей для опирания наружных стен.

В местах перехода плиты из тёплого в холодный контур, устраивается перфорация с эффективным утеплителем – пенополистирольными вставками.

Типы армирования

При усилении монолитной железобетонной пролётной конструкции используются следующие виды армирования:

• Отдельные стержни с рифлёной поверхностью, периодического профиля, класс арматуры А500с. За счёт рифления, обеспечивается обжатие стальных элементов бетоном в процессе набора прочности. Это гарантирует совместную работу всей конструкции.

• Отдельные стержни с гладкой боковой поверхностью класса А240с, которые предварительно изгибаются до Z-образной формы. Используются для поддержки верхней фоновой и дополнительной арматуры.

• Сварные сетки в виде плоских карт из арматуры классов А500с или А240с, либо из проволоки класса Вр-1, с диаметром и шагом, определяемым по расчёту. Диаметры стержневой арматуры в сетках варьируются от 6 до 12 мм, проволоки – от 3 до 4 мм. Шаг стержней сетки – от 50 до 200 мм.

• Рулонные сварные сетки, состоящие из рабочих арматурных стержней с диаметром до 8 мм и распределительных стержней из проволоки с диаметрами до 4 мм. Рулонные сетки поставляются с шириной от 1000 до 2500 мм, длиной 10, 20 и более метров. Применяются для фонового армирования участка плиты перекрытия, работающей по балочной схеме (длина конструкции более, чем в 2 раза превышает её ширину).

• Поперечные сварные каркасы, состоящие из вертикальных рабочих стержней. Длина которых на 20 – 30 мм меньше суммарной толщины армируемой плиты. Поперечные стержни с гладким или периодическим профилем соединяются на сварке с верхним и нижним распределительными стержнями с диаметром от 8 до 12 мм. Шаг поперечных стержней зависит от величины поперечных усилий в зоне расположения опор для пролётной конструкции, в общем случае, составляет от 50 до 150 мм. Расстояние между вертикальными элементами поперечных каркасов определяется толщиной части плиты между верхним и нижним армированием. Каркас должен располагаться между фоновыми сетками, не вызывая увеличения поперечного сечения пролётной конструкции.

Проектировщик стремится подобрать модульные размеры сварных сеток для возможности заказа их с завода. Однако, это получается не всегда, и на строительной площадке всегда должен присутствовать заготовочный участок для создания готовых арматурных изделий на месте, с геометрическим параметрами, согласно чертежам проекта.

Размеры и расположение арматуры

Подбор нужного диаметра арматуры при конструировании плиты перекрытия осуществляется, в зависимости от следующих параметров, правил и требований:

• Статический расчёт модели каркаса здания под действием всех сочетаний постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

• Конструктивные требования СП 63.13330.2018, согласно которым назначается минимальный процент армирования железобетонной конструкции.
• Требования по обеспечению защитного слоя бетона до грани, растянутой или сжатой арматуры в поперечном сечении пролётного железобетонного элемента.

В тонких плитах перекрытий (не более 160 мм), работающих в коротких пролётах, либо в ребристых конструкциях с монолитными рёбрами в нижней части, допускается локальное устройство арматурных сеток.

В таких случаях, нижнее усиление располагается в пролёте плиты, согласно эпюре внутренних напряжений, в растянутой зоне и в верхней части конструкции на приоопорных участках.

Этапы армирования монолитной плиты перекрытия

Армирование стандартной монолитной прямоугольной плиты перекрытия, которая возводится на гражданских объектах капитального строительства, выполняется, согласно следующему алгоритму:

• Установка пластиковых фиксаторов защитного слоя, которые раскладываются на опалубке с регулярным шагом, кратным расстоянию между стержнями нижней сетки.

• Укладка фоновой арматуры нижнего слоя в продольном направлении.
• Укладка дополнительных стержней усиления нижней зоны продольного направления, согласно расчёту, в наиболее напряжённых участках.

• Устройство фоновой и дополнительной арматуры нижнего слоя в поперечном направлении.
• Фиксация ортогонально расположенных стержней отожжённой вязальной проволокой в каждом перекрестии. Допускается вязка стержней плоских сеток через одно перекрестие, в шахматном порядке, для снижения трудоёмкости.

• Монтаж вертикальных каркасов, работающих на продавливание, в зонах расположения точечных опор.

• Устройство термовкладышей. Если монолитная железобетонная плита устраивается не только для тёплых помещений, но и для балконов, лоджий или других эксплуатируемых пространств холодного контура.

• Монтаж коробов и гильз для образования проёмов и технологических отверстий под инженерные коммуникации.

Укладка стержней обрамления отверстий и проёмов под коммуникации, согласно правилам СП 63.13330.2018. Количество вырезанной для устройства проёма арматуры должно быть не меньше суммарной площади поперечного сечения стержней обрамления.

• Установка гнутых гладких Z-образных поддерживающих стержней для дистанционирования верхней арматурной сетки плиты, относительно нижнего армирования.

• Устройство верхней фоновой и дополнительной арматуры строго в поперечном направлении.
• Укладка стержней основной и усиливающей арматуры верхнего слоя в продольном направлении.

На финальном этапе, выставляются закладные детали, выпуски под вышележащие вертикальные конструкции. После чего монтируется опалубка, и плита перекрытия предъявляется контролирующему звену для допуска к бетонированию.

Итоги

Армирование монолитной плиты перекрытия обеспечивает нормальную работу железобетонной конструкции под статическими и динамическими нагрузками. Арматурные стержни воспринимают растягивающие усилия, возникающие в поперечном сечении железобетонного пролётного элемента.

При армировании ЖБ плиты перекрытия каркаса сооружения должны быть выполнены конструктивные требования СП 63.13330.2018. Усиливающие элементы должны быть уложены, согласно расчёту, в местах наибольшей концентрации внутренних напряжений конструкции.