Монолитное перекрытие кессонной конструкции

В промышленном и гражданском строительстве, в том числе и частном, нередко проектируются монолитные перекрытия, так как они не только прочны и надёжны, но ещё и, за счёт необычной формы опалубки, могут быть невероятно красивы по форме. В данной статье будет предложена информация, ориентированная на самого обычного читателя — о том, как проектируют и строят монолитные перекрытия.

Нюансы монолитного строительства

Все основные требования к процессу создания монолитных конструкций из железобетона – в том числе и перекрытий, изложены в своде правил 52*103*2007.

На заметку: Эти правила относятся только к конструкциям из тяжёлого бетона, заливаемым без предварительного напряжения арматуры.

Возведение монолитного каркаса здания

• При проектировании любого здания выбирается КС (конструктивная система), в которой все несущие элементы увязываются так, чтобы обеспечить строению максимальную устойчивость и прочность.
• Определяющим фактором здесь является применяемый массово строительный материал: дерево, металл, сборный или монолитный железобетон. Так как темой данной публикации является монолит, именно о нём и будем вести речь.
• Монолитное перекрытие может устраиваться и по сборным ЖБ стенам, и по каменной кладке. Тут многое зависит от типа конструктивной системы, и основные из них представлены ниже:
  1. Колонная система, где основным несущим элементом являются колонны;
  2. Стеновая система, где все нагрузки воспринимают стены;
  3. Смешанная, где нагрузки распределяются между колоннами и стенами.

Варианты конструктивных систем

На заметку: При строительстве многоэтажных зданий, перекрытия для нижних этажей нередко проектируют в одной системе, а для верхних – в другой.

Какими бывают перекрытия в монолите

Монолитные перекрытия могут быть:

• Плоскими. Их обычно проектируют для зданий с пролётами между колоннами или стенами менее 8 метров. Это обычный, наиболее часто применяемый, вариант для гражданского строительства;

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

• Ребристыми. Применяют при пролётах до 12 метров, чаще в промышленном строительстве.

Ребристое перекрытие в административном здании

• Кессонными. Их рекомендуется устраивать в помещениях зального типа – как производственных, так и жилых. За счёт углублений в перекрытии улучшается акустика помещений, и появляются широкие возможности для дизайна потолка.

Перекрытие кессонного типа

• Пустотными. Применяют там, где необходимо максимально снизить вес конструкции. Чаще всего это перекрытия большой площади в одноэтажных зданиях.

Вариант монолитного пустотного перекрытия

Необходимую конфигурацию перекрытие принимает за счёт использования при заливке специальных форм:

Общие требования к плитам

Главными параметрами, от которых зависит прочность и надёжность заливаемого перекрытия, являются:

1. Габариты в поперечном сечении – а именно, толщина плиты;
2. Класс применяемого бетона, который определяет его прочность на сжатие;
3. Содержание в плите продольной арматуры, количество которой определяется, исходя из длины пролётов и предполагаемых нагрузок на перекрытие.

Стандартная плита со сплошным сечением обычно имеет толщину не менее 160, но не более 250 мм. Бетон для заливки должен применяться класса В20, не ниже. Толщина всех прочих плит варьируется от 250 до 500 мм, с применением бетона класса В25.

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Внимание: Для снижения веса перекрытий, для их заливки могут применяться пустотелые вкладыши в виде плит или блоков из лёгких бетонов, как показано на фото.

Армирование

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

1. Продольно, в два ряда — вдоль верхней и нижней плоскостей;
2. Поперечно, с распределением арматуры по всей площади и усиления в местах опирания плиты на стены или колонны;
3. На участках в концах плит должна устанавливаться арматура в виде П-образных хомутов, позволяющих произвести анкеровку концов продольных стержней.

Более подробно об армировании монолитных плит вы можете узнать из пособия по проектированию, изданным НИИЖБ в 2007г. В нём подробно излагается информация по сортаменту применяемой арматуры, её расчёту, выполнению соединений, гибке, анкеровке.

Правила бетонирования перекрытий

Создание таких серьёзных конструкций, как железобетонная плита перекрытия – не для любителей. И, тем не менее, многие люди, участвующие в строительстве дома в качестве заказчика, интересуются процессом бетонирования.

Подробно ознакомиться с ним можно, проштудировав типовую технологическую карту, посмотрев видео в этой статье. Мы же далее представим краткий обзор основных операций, из которых состоит вся технология.

Следует помнить, что надёжность готовой монолитной конструкции определяет:

1. Применение качественной опалубки и точность её сборки;
2. Правильный монтаж элементов каркаса и фиксация рабочей арматуры;
3. Послойная заливка и тщательное уплотнение бетона;
4. Соблюдение режима набора прочности, и если надо – тепловой обработки бетона.

Для обеспечения безопасности, в процессе производства работ необходимо непрерывно вести наблюдение за общим состоянием опалубки, её креплений и подпорок.

Рабочие швы

Очень важно соблюдать технологию устройства деформационных швов, которые впоследствии заполняются герметиком или отверждаемой мастикой. Но не менее ответственно нужно относиться и к устройству рабочих швов.

Что это такое:

• Забетонировать конструкцию большой площади за один заход практически невозможно, поэтому прерывание технологического процесса неизбежно. Устройство рабочих швов — как называют места, где стыкуются участки, бетонируемые в разное время, позволяет сохранить несущую способность плиты.
• Делать перерывы в бетонировании можно только в местах, назначаемых проектом. Обычно рабочие швы предусматривают там, где на плиту воздействует минимальный изгибающий момент.
• Если перерыв в бетонировании по времени превышает два часа, возобновить работу можно только когда бетон наберёт прочность в 1,5 Мпа (в нормальных условиях на это ухолит 24-36 часов). Иначе, за счёт работы вибраторов и прочих механизмов нарушится структура бетона, залитого ранее.

• Недостаточно предусмотреть шов в правильном месте, его ещё нужно надлежащим образом обработать. Чтобы новый бетон лучше сцепился с уже затвердевшей массой, её край зачищают компрессорной или водяной струёй, с применением механических средств (фрезы, стальной щётки).
• Затем, с целью заполнения неровностей, на очищенное место накладывается слой цементного раствора на толщину до 3-х мм. Далее приступают к бетонированию, укладывая смесь слоями, и следя, чтобы она плотно прилегала к закладным деталям и арматуре.
• Каждый уложенный слой уплотняется, вибратор при этом должен примерно на 12-15 см проникать в предыдущий слой, разжижая его и смешивая с новой порцией бетона. Именно так обеспечивается качество соединения слоёв.

Если же сделать заливку нового слоя вовремя не успели и предыдущий слой начал схватываться, бетонирование приостанавливается и устраивается рабочий шов.

Прочие нюансы бетонирования

Перед началом заливки перекрытия следует принять меры к тому, чтобы бетон не сцепился с опалубкой. Поэтому, если она фанерная или металлическая, её поверхность покрывается любой водоотталкивающей смазкой. Опалубка из материалов на цементной основе просто смачивается водой.

• При укладке арматуры необходимо помнить про защитный слой бетона. Обеспечить его помогут инвентарные пластиковые фиксаторы-стульчики снизу и маячные рейки сверху. Смесь должна укладываться полосами шириной до двух метров, без разрывов, и всегда в одну сторону. Толщина слоя должна быть везде одинаковой.
• Чтобы избежать необходимости устройства рабочих швов, следует следить за продолжительностью перерыва в бетонировании. Допустимое время устанавливает строительная лаборатория.
• Для уплотнения бетона на стройках используют электрические или пневматические вибраторы. Продолжительность их воздействия на смесь зависит от её подвижности, и в среднем составляет порядка 60 секунд в одной точке.
• Признаком нормального уплотнения случит появление на поверхности цементного молочка. Чересчур длительное уплотнение тоже нежелательно, так как оно приводит к расслаиванию бетона.

Применение глубинного вибратора

• Важно, чтобы работающий вибратор не соприкасался с арматурой и закладными деталями бетонируемой конструкции. В этих местах уплотнение производится вручную, методом штыкования. Шаг перемещения вибратора на следующую точку должен соответствовать полуторному радиусу действия прибора.
• Бетон – материал капризный, ему для нормального твердения требуется определённая температура и влажность. Свежий бетон закрывают плёнкой или рогожей, чтобы защитить его от потери влаги и размывания осадками, и периодически проливают водой, если погода сухая, а температура воздуха выше +5 градусов.
• Боковую опалубку снимают на четвёртые-шестые сутки — за это время бетон набирает порядка 2,5Мпа прочности. Дольше держать его в опалубке нельзя, так как в процессе твердения бетон сцепляется с ней всё сильнее. Несущую опалубку снимают только по достижении бетоном 50, 70 или даже 100% проектной прочности, что зависит от длины пролёта.

Демонтаж несущей опалубки

После демонтажа опалубки, раковины, образовавшиеся на поверхности бетона, зачищают жёсткими стальными щётками, промывают водой и затирают раствором с пропорциями цемента и песка 1:2. Таким образом бетонный камень защищается от образования трещин, а его гладкая поверхность значительно облегчает процесс финишной отделки.