Монолитное перекрытие: устройство и виды

Монолитное перекрытие – один из самых популярных вариантов устройства горизонтальных элементов. Его применяют в зданиях и сооружениях, используемых в малоэтажном строительстве, в том случае, если планировка объекта отличается от стандартной. Например, когда нет внутренних несущих стен и перегородок или пролеты превышают размеры стандартных готовых плит, выпускающихся промышленным способом. Выделяют различные способы обустройства монолитных перекрытий – с использованием балок или безбалочные, по профнастилу или съемной опалубке.

Как определить, какой монолит лучше для частного дома? При выборе оптимальной конструкции стоит обращать внимание не только на особенности используемого материала и планировку стен здания. Нужно еще учитывать нагрузки, которые предстоит выдерживать плите. Это позволит точно определить количество и характеристики арматуры, обеспечивающие ей прочность.

Монолитное перекрытие – это разновидность несущих конструкций, имеющих горизонтальное положение в пространстве, создаваемых путем заливки металлической арматуры бетонным раствором. Его обустройство обеспечивает возможности для формирования цельного основания, способного служить опорой при дальнейшей эксплуатации здания. При самостоятельном бетонировании монолита используется опалубка с армирующими стержнями внутри. Применение цельнолитых перекрытий будет абсолютно обоснованным в следующих случаях.

1. При возведении зданий со сложными параметрами конфигурации или оригинальной архитектурой. Когда невозможно сделать всю конструкцию сборной, приходится дополнять ее монолитными участками. Но гораздо рациональнее в этом случае будет сразу выполнить обустройство единой плиты над всем зданием.
2. При сложностях с доставкой и транспортировкой плит, невозможностью использования тяжелой крановой техники.
3. При наличии нестандартных пролетов, которые невозможно перекрыть серийной железобетонной продукцией. В этом случае также могут применяться монолитные ребра для усиления или балочные опоры для промежуточных стоек.
4. При тяжелых условиях эксплуатации объекта. Чем выше нагрузка на перекрытия, тем вероятнее становится замена стандартных составных плит на монолит. При повышенной влажности, уровне шума нужно использовать только решения, обладающие достаточной устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды.
5. При возведении монолитных и сборно-монолитных конструкций, в которых применяется хорошо отработанная технология установки опалубки и вязания арматуры.

Насколько дешевле монолит, чем плиты? Все зависит от площади, на которой предстоит проводить работы, трудоемкости процесса. Но есть у такого решения и очевидные недостатки, которые стоит учитывать перед тем, как будет принято окончательное решение. В частности, монолитно-бетонное перекрытие требует постепенного набора прочности. Соответственно, трудозатраты и сроки завершения процесса будут значительно выше, чем при использовании обычных плит. Но эти неудобства полностью перекрываются достоинствами, которыми обладает это решение:

• высокие несущие способности – выдерживает даже удар взрывной волны и значительные вибрационные нагрузки;
• отсутствие ограничений по размерам пролетов, в отдельных случаях применяются опоры в виде колонн;
• локальность монтажного процесса – все создается на месте, непосредственно на объекте;
• возможность самостоятельного проведения работ, без привлечения труда сторонних специалистов;
• максимально длительный срок службы – за счет варьируемой толщины бетона можно предотвратить оголение арматуры на многие десятилетия вперед;
• высокий уровень пожарной безопасности, перекрытие создано из негорючего материала и не поддерживает процессы горения;
• отсутствие эксплуатационных сложностей – не нужно обслуживание, замена несущих элементов;
• уменьшение толщины конструкции без потери ее прочности.

Все виды железобетонных перекрытий подразделяются на монолитные, часторебристые и сборные. Если рассматривать в качестве основания именно цельную плиту, то для ее заливки потребуется применение опалубки, позволяющей обеспечивать правильное формирование бетонного слоя с армирующими компонентами внутри. Добиться этого можно только путем применения наружного съемного или несъемного каркаса. Чаще всего применяется устройство железобетонных балочных и безбалочных плит по профнастилу, актуальное для промышленных и торговых зданий.

Среди параметров, которые имеют важное значение при устройстве монолитного перекрытия, выделяют в первую очередь толщину. Согласно расчетным нормативам, этот показатель должен составлять 1/30. То есть, средние значения будут соответствовать 30 мм на 1 м пролета. Чем длиннее расстояние от стены до стены, тем толще должен быть слой монолита. Если эксплуатационные нагрузки будущей конструкции не слишком велики, ее можно сделать тоньше на 10-15%.

При расчете армирования монолитных оснований всегда учитывается показатель НДС, учитывающий дальнейшее «поведение» материала, его стойкость в отношении деформационных нагрузок. В зависимости от способа монтажа, плиты прогибаются не одинаково. Именно поэтому при определении оптимального характера монтажа арматуры следует заранее просчитать способ ее фиксации и распределение нагрузок. Характер опирания определяется при помощи выделения узлов/точек, на которые выпадает максимальная нагрузка.

Свойства бетона позволяют ему демонстрировать высокую устойчивость к сжатию. Но материал неустойчив к нагрузкам на растяжение. Решить эту проблему и призвано армирование. Готовый композитный материал (железобетон) требует использования соответствующих по своим характеристикам стержней.

Установка арматуры производится в зонах, подвергающихся наибольшему растяжению. Она именуется продольной или рабочей и требует использования стержней с периодическим профилем, обозначаемых как А400. Выбор шага (расстояния между отдельными элементами) имеет важное значение. Стандартным считается диапазон 150-200 мм, при этом наиболее важными областями считается центр и кромка плиты. При наличии опорных элементов (колонн, промежуточных стен) эти зоны также подвергаются наибольшему напряжению.

Выполнение армирования в верхней и нижней части бетонного слоя требует образования вертикальных соединений за счет поперечного армирования. В сложных условиях эксплуатации, при значительных нагрузках наличие этого компонента предотвращает расслаивание бетонного монолита. При отсутствии таких факторов влияния роль поперечного армирования носит скорее конструктивные функции, здесь используются стержни с гладким профилем.

Монолитное перекрытие в доме или на нежилом объекте может иметь балочное или безбалочное строение. В случае наличия опор балки и ригели, применяемые в конструкции плиты, становятся с ней одним целым. Безбалочные решения создаются без выступающих ребер, но у них есть участки, выходящие за 0,3 м от края пролета. В балочных вариантах находятся крестообразные или поперечные опоры ригелей.

Монтаж ЖБ по профнастилу регламентируется СНиП II-23-81 и производится в тех случаях, когда необходимо возводить здания и сооружения с широким диапазоном доступных нагрузок. При формировании монолита по профлисту необходимо обеспечить его защиту при помощи оцинкованного покрытия или полимерного напыления, чтобы коррозия не повредила материал в будущем.

При создании монолитных конструкций могут применяться заполнители из керамзитобетона, пенобетона и других измельченных фракций, повышающих шумоизоляционные характеристики. Чертеж в разрезе помогает определить толщину слоя заполнения и распределение всех компонентов внутри плиты. Деформационный шов в монолитном перекрытии создается при опорном типе монтажа, чтобы избежать растрескивания материала. На открытых площадках располагают усадочные и изоляционные полосы на расстоянии около 3 м.

При выборе монолитного перекрытия, которое будет обустроено в доме, лучше учитывать все факторы. Для здания в несколько этажей лучше применять съемную инвентарную опалубку, легко и быстро монтируемую на объекте. В частном секторе можно использовать безбалочные конструкции. Но если нагрузка значительная, усилия колонн и опор может оказаться недостаточно.

Межэтажное пространство, заполненное арматурным каркасом, может потребовать дополнительной изоляции для утепления и снижения уровня шумов. В этом случае пространство между этажами заливается бетоном с добавлением керамзита. Вариант с колоннами больше подойдет для нежилых объектов, коммерческих, торговых зданий или пространств со свободной планировкой. По стенам из пеноблоков лучше использовать не монолитобетонную плиту, а более легкие перекрытия. Если же выбирается цельный вариант, расчеты нагрузок должны быть максимально точными.

Для выполнения расчета монолитного перекрытия рекомендуется использовать специальные программы, позволяющие максимально быстро произвести решение поставленной задачи. За основу для расчета каркаса и узла опирания принимается руководство СНиП, в котором изложены основные технические параметры. Схема будет включать следующие параметры:

• массу железобетона – стандартная равна 2500 кг/м3;
• вес конструкции пола, обустраиваемой поверх нее, перегородок – 150 кг/м2 (усредненные значения);
• полезную нагрузку – она составит не менее 300 кг/м2.

Подбор армирования производится программой по осям X и Y, выполняется с учетом ожидаемых и моделируемых деформационных нагрузок. Также учитывается длина проекта, класс бетона и арматуры, толщина защитного слоя. При расчетах собственный вес пола суммируется с аналогичным показателем, но с учетом надежности по нагрузке, весом перегородок, расчетом временной нагрузки. Сложив эти параметры, можно получить информацию, применимую при разработке эскизных решений.

Еще один компонент расчетов – определение моментных усилий в сечениях монолитной плиты. Оно рассчитывается исходя из параметров конструкции, определяется индивидуально. Определение количества арматуры производится по усредненному весовому коэффициенту – он равен 80 кг/м3. Площадь перекрытия умножается на его толщину и перемножается со значением 80. Полученный результат будет равен общей массе арматурных стержней.

О том, что такое монолитное перекрытие, смотрите в следующем видео.