Перекрытия каркасных монолитных зданий

 

Богуслав Войтехович, директор компании «Постстрой» (Минск):

— В чем смысл этого семинара? Новополоцк от Минска далеко, Польша еще дальше. Поэтому мы с партнерами из Новополоцка и Польши начинаем производство элементов сборно-монолитных перекрытий с несъемной опалубкой в Минске. Железобетонные плиты к концу года будет выпускать Завод сборного железобетона №1. Это ОАО без государственной доли. Там сейчас занимаются подготовкой производства. И балки будут изготавливаться в Минске. Пространственные арматурные каркасы (фермы) будут из Новополоцка, не хватит — будут из Польши.

Монолитные перекрытия

Разработанная еще в 20-30 годах прошлого столетия технология монолитного строительства сегодня стала самой востребованной из существующих технологий возведения домов. Если сборное  домостроение  предполагает изготовление элементов на заводе, а потом доставку их на стройплощадку, то  монолитное   домостроение  проходит по четко отработанной схеме, когда практически весь процесс проходит на строительной площадке. Причем возводится здание в самые короткие сроки, а стены и потолки готовы к отделке почти сразу.

Преимущества устройства таких перекрытий:

1. Это наименее организационный и трудозатратный процесс устройства перекрытий в условиях частного строительства.
2. Нет необходимости в заказе, ожидании, доставке и выгрузке материалов на площадку.
3. Не обязателен монолитный пояс
4. Поверхность потолка получается ровной, гладкой и без швов (которые у сборных перекрытий впоследствии трескаются), что гораздо упрощает последующую отделку
5. Сборные плиты в процессе эксплуатации могут лопнуть.
6. Возможность любой конфигурации и толщины.
7. Свободная планировка помещений.

      Монолитные перекрытия - это железобетонная конструкция, применяемая для горизонтальных несущих конструкций, например в строительстве монолитных домов. Они выдерживают нормальные режимы температуры и влажности, без значительных перепадов. Плиты перекрытия изготавливаются из бетона высокой классности, внутри размещается арматура.

     В итоге плиты перекрытия получаются прочными, долговечными и пожароустойчивыми. Они делятся на монолитные и сборные. Сборные плиты перекрытия доставляются на строительный объект в виде отдельных элементов, монолитные же создаются непосредственно на объекте строительства.

    Монолитные железобетонные перекрытия изготовляют на стройке в опалубке. Выполняя функцию перенесения нагрузки с пола на несущие стены, они служат в зданиях с массивным каркасом еще и элементами жесткости. Для изготовления монолитных железобетонных перекрытий необходима опалубка, выполняемая из дефицитного материала - древесины.

 

 

    Монолитные железобетонные перекрытия по форме делятся на:

• плитные,
• балочные,
• ребристые
• перекрытия-вкладыши

Рис.1. а - монолитная железобетонная плита; б - железобетонное монолитное балочное перекрытие; 1 - поперечная арматура балки; 2 - балка; 3 - продольная главная арматура балки; в - железобетонное монолитное ребристое перекрытие.

 

      Плиту, как правило, укладывают на несущую стену, причем длина поверхности, на которую укладывают плиту, равна 10 см; при применении плит толщиной более 10 см длина поверхности, на которую укладывают плиту, равна толщине плиты. Такие перекрытия могут иметь максимальный пролет 300 см (см. рис.1, а). При большем пролете железобетонная плита бетонируется на стальных несущих балках, перекрывающих большой пролет. Такие перекрытия называются плитными монолитными железобетонными или комбинированными перекрытиями со стальными несущими балками.

Монолитные балочные перекрытия. Для больших пролетов перекрытия могут иметь максимальный пролет 300 см. На стену укладывают железобетонные балки; их соединяют с железобетонной плитой и армируют. Такие перекрытия, изобретенные французским инженером Эннэбиком, называются перекрытиями Эннэбика. Балки укладывают на расстоянии 130-500 см одна от другой. Длина укладки балок на несущие кирпичные стены должна составлять 7,5% пролета балки, но быть не менее 22 см. Обычно балки заанкеривают в монолитные железобетонные пояса с кирпичной кладкой.

 

Железобетонные балочные перекрытия применяются в помещениях, где обязателен ровный потолок (подвальных, складских, мастерских и т. п.), поскольку для отделки ровного потолка расстояние по оси между балками этого перекрытия слишком большое. Применение балочных железобетонных перекрытий экономически эффективно при наличии пролетов 6 м (см. рис. 1, б).

Монолитные ребристые перекрытия. Если при применении железобетонных перекрытий необходимо сделать ровный потолок, следует уменьшить расстояние по оси между балками на 0,5-1 м. Сечение балок меньше, поэтому их называют ребрами. Чтобы ребра не выпучивались, их армируют при пролете 6 м одним поперечным ребром (см. рис. 1, в).

Рис. 2. Розничная отделка ребер крепления подшивки.    а - крепление сбоку; б - плита - основание подшивки; в - отделка без плиты; 1 - стальной стержень диаметром 8 мм; 2 – сетка

 

Ровный потолок отделывают подшивкой и известково-гипсовой штукатуркой или штукатуркой по камышу. До бетонирования ребристого железобетонного перекрытия в арматуру закладывают штыри или проволоку диаметром 10 мм таким образом, чтобы после бетонирования и распалубки они выступали с боков ребер. На эти закладные детали устанавливают планки толщиной 2 см, нижний край которых выступает за грань нижнего ребра на 1 см (рис. 2, а).

Другой способ заключается в том, что при изготовлении опалубки ребра в нее помещают до закладки арматуры и закрепляют дощатое дно, после чего оба конца проволоки замоноличивают. К изготовленному таким образом основанию крепят обшивку из плит толщиной 12-20 мм, прибиваемых гвоздями. Швы между плитами не должны быть шире 15 мм. На обшивку наносят простую штукатурку или подбивают камышовым матом (рис. 2, б). Иногда в плиту и ребра замоноличивают проволоку и к ней после распалубки крепят сетку Рабица и наносят известково-гипсовую штукатурку (рис. 2, в).

Монолитные перекрытия с вкладышами. Большим недостатком ребристых перекрытий и особенно перекрытий с ровным потолком является трудоемкость их устройства и большой расход древесины для изготовления опалубки и подшивки. Поэтому чаще применяют перекрытия с вкладышами. В местах будущих зазоров между ребрами помещают вкладыши, которые служат опалубкой ребер и одновременно нижней частью опалубки плиты. Нижние стороны вкладышей заменяют собой подшивку досками и служат основанием под штукатурку. Вкладыши изготовляют из различных материалов разнообразной формы. Наиболее распространены жесткие вкладыши из обожженной глины, нижняя часть которых доходит до полок, образуя нижнюю опалубку ребер. Вкладыши помещают в горизонтальную опалубку и после приготовления арматуры для ребер и плит бетонируют (рис. 3).

Рис. 3. Монолитное перекрытие с вкладышами 1 - штукатурка; 2 - керамический вкладыш; 3 - арматура ребра

 

Недостаток перекрытий с вкладышами состоит в том, что они отличаются большей звукопроницаемостью, чем описанные выше перекрытия, поскольку вкладыш после сцепления с железобетоном образует сплошную резонансную плиту.

 

Железобетонных монолитных перекрытий по профнастилу

Устройство железобетонных монолитных перекрытий по профнастилу исключает опалубочные бетонные работы, которые являются достаточно трудоемкими и не поддаются механизации.  В бетонных монолитных перекрытиях с профнастилом, во время бетонных работ профнастил играет роль несъемной опалубки, а в процессе эксплуатации — роль внешней рабочей арматуры.

Монолитное перекрытие по профнастилу имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают ему  широкое распространение среди других видов монолитных перекрытий, важнейшие из которых снижение трудоемкости работ, уменьшение конструктивной высоты и массы перекрытия, сокращение сроков и себестоимости бетонных работ.

 

 

Конструкция монолитного перекрытия по профнастилу

При проектировании монолитных перекрытий по профнастилу  необходимо соблюдать требования СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП II-23-81 «Стальные конструкции»

Монолитные  перекрытия с профнастилом применяют при возведении многоэтажных производственных и общественных зданий в широком диапазоне нагрузок при нестандартных шагах и пролетах конструкций, большом числе проемов и отверстий, при реконструкции зданий и устройстве рабочих площадок. Огнестойкость одно пролетных плит перекрытий с открытой снизу внешней арматурой в виде стального профилированного настила составляет 30 мин, много пролетных не разрезных плит перекрытия при расположении верхней арматуры по всей длине пролета 45 мин и выше. Профнастил, используемый в качестве арматуры монолитного перекрытия, должен быть оцинкованным или иметь другое покрытие, обеспечивающее его коррозионную стойкость. Для монолитных перекрытий , выполняемых по профнастилу, можно применять тяжелые бетоны на обычном или мелкозернистом заполнителе классов по прочности на сжатие не ниже В15. Стальные прогоны изготовляют из прокатных двутавров или сварными из прокатной профильной либо листовой стали марок, предусмотренных для стальных конструкций

Монолитное перекрытие состоит из монолитной железобетонной плиты, бетонируемой по профнастилу, который, после набора бетоном заданной прочности, используется в качестве внешней арматуры. Монолитное перекрытие может опираться на стальные или железобетонные прогоны, а также на кирпичные или бетонные стены. Длину пролета плиты выбирается  в пределах 1,5-6 м. Допускаются большие пролеты при устройстве временных опор на период бетонирования и набора прочности. Стыки листов профнастила по длине следует выполнять на прогонах впритык, без нахлестки. По ширине листы стыкуют путем нахлестки боковых граней. Для общего или местного усиления монолитного перекрытия выполняется  установка дополнительной  арматуры в виде отдельных стержней, каркасов и сеток. Толщину бетонной полки плиты монолитного перекрытия над профнастилом определяют путем расчета прочности и деформации, а также исходя из технико-экономических соображений. Она должна быть не менее 30 мм, а при отсутствии в конструкциях пола бетонной стяжки — не менее 50 мм. Профнастил ориентируют широкими гофрами вниз. Если размер отверстия поперек настила не превышает 500 мм, требуется  усиление монолитного перекрытия путем установки в примыкающих к отверстию гофрах арматуры в виде продольных стержней, заводя их за оси прогонов, а также в виде поперечных стержней, окаймляющих отверстие, заводя их за пределы подрезки на два-три гофра с каждой стороны.

Если размер отверстия поперек гофр настила белее 500 мм, то в конструкции монолитного перекрытия по контуру отверстия должны предусматриваться дополнительные элементы балочной клетки, передающие нагрузку с ослабленного отверстием участка на прогоны. В стадии возведения несущей конструкцией является стальной профнастил. При расчете определяют его прочность и жесткость как для стального тонкостенного изгибаемого элемента, работающего на нагрузку от собственной массы настила, массы свеже уложенного бетона и монтажной нагрузки, включающей массу оборудования и людей в процессе возведения перекрытия. В стадии эксплуатации несущей конструкцией является железобетонная монолитная плита перекрытия, в которой профнастил используется как внешняя рабочая арматура.

 

Монолитные работы

 Следует использовать  любую возможность применить  бетон «из миксера» (с бетонного  узла, завода и т .п.). Этот бетон всегда лучше самодельного – там есть входной контроль качества и количества заполнителей, в него входят добавки, облегчающие укладку смеси при сохранении расчетного количества воды, смесь долго не расслаивается. Бетон должен быть на тяжелых заполнителях иметь класс прочности В20-В30 (М250-М400), желательно морозостойкость от F50 – но не обязательно.

 Следует контролировать  отпускные параметры класс-марку  документами и понимать, можно  ли доставить и уложить бетон  до момента начала схватывания.

 Если нужно подать 10-20м3 на высоту 3м, или на расстояние 10 и более м, подумайте, как это делать без бетононасоса, - по-моему никак. Это значит, что вблизи участка должны иметь возможность расположиться одновременно два грузовых автомобиля. Вообще, все эти упражнения с многократным перекатыванием смеси лопатами по бесконечным желобам не самое рациональное и полезное занятие.

 О зимнем бетонировании - можно заказать смесь с противоморозными добавками, учитывая, что добавки обычно повышают время набора прочности, некоторые из них провоцируют коррозию арматуры, но в целом, это допустимо, если добавка заводская. Мне лично затея с противоморозными добавками не нравится, т.к. в промстроительстве бетон зимой обычно греют кабелями – неспроста это. В любом случае, сами ничего не добавляйте. Лучше уж организовать тепляки. Или вовсе не бетонировать зимой.

 Опалубка

 Опалубка должна выдерживать  вес свежеуложенной смеси без  видимых деформаций. Примите нагрузку  на квадратный метр 500кг (от слоя  смеси 20 см) и поймете, что это  что-то достаточно капитальное. Добавьте  к этому динамичность падения  смеси из шланга насоса. Используйте  для щитов опалубки фанеру 18-20мм  ламинированную (с покрытием) или  простую (но она сильнее прилипает). Для балок, ригелей и стоек  опалубки следует использовать  брус не менее 100х100. Когда опалубка  собрана следует убедится в ее горизонтальности доступными средствами измерений.

  Армирование

Армирование в данном случае позволяет создать прочную и качественную поверхность, обладающую рядом преимуществ:

• для таких операций не требуется громоздкая строительная техника, в частности — подъемный кран;
• таким образом могут создаваться даже нестандартные по размерам перекрытия;
• конструкция получается очень прочной, способна выдерживать колоссальные напряжения и длительное воздействие огня (для сравнения — перекрытие из дерева способно выдержать огневое воздействие только 25 минут, а монолитное выдерживает более часа).