Монолитное перекрытие — устройство и виды

Здания невозможно представить без перекрытий, для изготовления которых используют бетонную смесь и арматуру. Перекрытия имеют повышенную прочность и способны выдерживать большие напряжения. Железобетонные элементы конструкции монтируют различными методами. В одних случаях монтаж осуществляется железобетонными изделиями, изготовленными на заводах ЖБИ. По другой технологии сооружается монолитная плита перекрытия, основу которой составляет бетонный раствор и арматура диаметром 8-12 мм. Рассмотрим монтаж цельной плиты. Разберемся, как правильно сделать первый шаг.

Конструктив и классификация перекрытий

Перекрытия как сборные – из несущих балочных элементов и ограждающих конструкций, так и цельные. Независимо от конструктива, это несущая и ограждающая часть дома, подвергающаяся повышенным нагрузкам. Требования, предъявляемые к перекрытиям, варьируются, исходя из типа.

• Цокольные.
• Чердачные.
• Межэтажные.

Цокольное перекрытие должно выдерживать от 200 кг/м², а для чердачного обычно достаточно 100 кг/м², так как на него и нагрузка меньше. Кроме того, подвальные, цокольные и чердачные перекрытия отвечают сфере применения – вкупе с прочностью и жесткостью высокие теплоизоляционные параметры. Это достигается применением в «пироге» специализированных изоляционных материалов (утеплители, мембраны).

Для межэтажных перекрытий температурно-влажностный режим не так критичен, как устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам, особенно, если речь о балочных деревянных конструкциях. Просчеты при проектировании и монтаже деревянных межэтажных перекрытий приводят к эффекту «батута». Теплоизоляционный слой поддерживает равномерную комфортную температуру на каждом этаже. Теплоизоляция сочетает минимальную теплопроводность со звукоизолирующими свойствами – один материал и тепло держит, и звук глушит. Конечно, только теплоизоляцией тишины не добиться, для этих целей применяют комплексные решения, но достаточного уровня комфорта достичь реально.

В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?

1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
2. Сложная конфигурация в плане с «неудачным» расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и  характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.

Что такое?

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.

При правильном подходе выбор монолитного перекрытия гарантированно дает массу преимуществ при дальнейшей эксплуатации здания.

Сборная и монолитная плита перекрытия – варианты конструкций

При возведении жилых и производственных зданий строителями сооружаются различные виды железобетонных перекрытий:

• сборные. Для их изготовления используется необходимое количество стандартных железобетонных панелей, изготовленных в производственных условиях. Выбор длины плиты выполняется с учетом нужного расстояния между капитальными стенами. После укладки с помощью грузоподъемного оборудования готовых изделий производится их анкеровка и выполняется герметизация рабочего шва между торцами панелей;
• сборно-монолитные. Технология формирования перекрытий сборно-монолитного типа похожа на метод обустройства сборных конструкций. Готовые плиты укладываются на опоры, функцию которых выполняют несущие стены строения. После фиксации уложенных плит арматурой выполняется заливка бетонного слоя толщиной не менее 100 мм. Высота перекрытия включает толщину плиты и высоту залитого поверх бетона;

Одним из самых надежных и недешевых перекрытий в строительстве, является монолитное перекрытие

• монолитные. Для сооружения цельной плиты не требуется грузоподъемная техника. Процесс сооружения цельной конструкции предусматривает установку щитовой опалубки, сборку и размещение внутри нее арматурного каркаса, а также последующую заливку бетонного раствора. Важно правильно выполнить расчет опалубки с учетом планируемой нагрузки на перекрытие. Владея технологией монтажа, все работы несложно произвести своими силами.

Частные застройщики отдают предпочтение монолитным конструкциям благодаря простоте, возможности самостоятельного сооружения, а также отсутствию необходимости использования грузоподъемного оборудования. Не обязательно сооружать щитовую опалубку из древесины, если принимается решение сформировать перекрытие по профнастилу монолитное. В этом случае нижняя поверхность перекрытия, образованная металлопрофилем, не требует дополнительной отделки. Выбирая разновидность железобетонной плиты, руководствуйтесь требованиями проектной документации и учитывайте конструкцию здания.

Достоинства и недостатки укладки перекрытий монолитного типа

Планируя устройство монолитного перекрытия для собственного дома или дачи, следует детально изучить преимущества монолитной конструкции по сравнению со сборным и сборно-монолитным вариантом и проанализировать ее слабые стороны.

Основные достоинства цельной железобетонной плиты перекрытия:

• увеличенная прочность монолитного железобетона. В конструкции цельной железобетонной основы отсутствуют швы и зона стыковки, которые имеются в сборном варианте перекрытия;
• выравнивание усилий, создаваемых весом элементов здания, на коробку строения и фундаментную основу. Нагрузка равномерно передается по всему периметру опорной поверхности;
• возможность сооружения перекрытий разнообразной формы для реализации нестандартных проектов оригинальных зданий. При этом в качестве опорных элементов могут использоваться колонны, а также несущие стены;

В домах из кирпича, бетона или бетонных блоков перекрытия обычно выполняются из железобетона

• возможность претворения в жизнь замыслов архитекторов, связанных с сооружением балконов выносного типа на железобетонной консоли перекрытия. Увеличенный запас прочности таких конструкций гарантирован;
• жесткость монолитной плиты, сформированной между этажами строения. Цельная конструкция не имеет возможности смещаться в поперечной плоскости и продольном направлении;
• возможность осуществления монтажных работ своими руками. Отсутствует необходимость использования кранового оборудования для подъема к месту монтажа тяжелых плит из железобетона.

К неоспоримым преимуществам цельной конструкции также относится долговечность. Продолжительность эксплуатации правильно забетонированного перекрытия превышает столетие.

Наряду с комплексом достоинств, имеется ряд недостатков:

• увеличение продолжительности строительных работ, связанное с длительным набором бетонным массивом эксплуатационной прочности;
• необходимость использования увеличенных объемов бетонной смеси, которую желательно заливать за один прием с помощью бетононасоса.

Анализ достоинств конструкции и изучение недостатков позволяет утверждать, что монолитное перекрытие превосходит сборный вариант по большинству показателей.

Определение требуемой толщины монолитного перекрытия

Для изгибаемых плитных элементов, за десятилетия опыта применения железобетонных конструкций, опытным путем определено значение — отношения толщины к пролету. Для плит перекрытия оно составляет 1/30. То есть при пролете 6м оптимальная толщина составит 200мм, для 4,5мм — 150мм.

Занижение или наоборот, увеличение принимаемой толщины возможно исходя из требуемых нагрузок на перекрытие. При низких нагрузках (к нему относится частное строительство) возможно уменьшение толщины на 10-15%.

Преимущества монолитных плит перед пустотными

Бетонные перекрытия сегодня в строительстве используются повсеместно. Разные типы и варианты конструкций предполагают свои особенности, плюсы и минусы. Поэтому перед тем, как начинать проектировать здание и реализовывать проект, необходимо все тщательно изучить и рассчитать.

Основные достоинства монолитных плит:

• Повышенная прочность изделия – в конструкции отсутствуют зоны стыковки и швы, пустоты, поэтому элемент представляет собой цельный монолит со зданием, выдерживая максимальные несущие нагрузки, выступая одновременно и потолком, и полом в зданиях на два и более этажа
• Возможность выровнять усилия, которые создает масса элементов здания, при воздействии на фундамент и саму коробку. Вся нагрузка передается равномерно по периметру всей опорной поверхности
• Монолитное перекрытие своими руками можно сделать каким угодно – любой формы, нестандартного размера и конфигурации. Можно проектировать балконы выносного типа, сооруженные на железобетонной консоли перекрытия, в качестве опорных элементов допускается использовать не только несущие стены, но и колонны
• Максимальная жесткость плиты монолита, которая формируется между этажами здания – конструкция получается цельной, потолок или пол не может смещаться, покрываться трещинами в стыках, остается неизменным в продольной и поперечной плоскости
• Существенная экономия – на оплате работы мастеров (все можно сделать своими руками) и аренде грузоподъемной техники (как в случае со сборными плитами)
• Длительный срок эксплуатации – правильное устройство монолитной плиты перекрытия гарантирует срок службы конструкции минимум столетие

Из недостатков стоит упомянуть лишь такие: серьезный объем бетонных работ и продление срока строительства за счет необходимости дать бетону набрать прочность в течение 28 дней.

Характеристика перекрытий

При строительстве дома своими руками каждый человек сталкивается с необходимостью изготовить межэтажные перекрытия, которые будут встречаться на каждом этаже от цоколя до чердака.

Существует три варианта таких перекрытий, каждый из которых имеет свои нюансы:

• дерево (кругляк и брус);
• плиты (железобетонные и пустотные);
• монолит (полноценный и по металлическим балкам).

Самым сложным и дорогим считается монолитное перекрытие, т.к. на его изготовление уходит много времени (около месяца), денег и трудов. Однако в конечном итоге конструкция монолитных перекрытий оправдывает себя на все 100, т.к. она наиболее долговечна, обладает лучшими изолирующими свойствами, а также почти никогда не требует даже косметического ремонта.

Для того чтобы изготовить монолитное перекрытие, следует заранее определиться, какой именно тип придется вам по душе, т.к. они имеют весомые различия по всем параметрам.

Различия будут включать в себя армирование, бетон (толщина), поддерживающую систему и время подготовки.

Полноценный монолит будет стоить гораздо дороже, для его сооружения потребуется гораздо больше сил и времени, но конструкция простоит века. Толщина бетона в нем будет вдвое превышать эту же характеристику собрата. Но подойдет этот вариант далеко не для каждого этажа. К примеру, нет никакого смысла ставить его на уровне цокольного этажа, т.к. бетон будет вылит просто так.

Если межэтажные перекрытия устанавливаются на железных балках, каждое из них будет вдвое тоньше, но вторая его половина будет компенсироваться прочностью металла. В этом случае конструкция не простоит меньше предыдущей, но из нее можно будет гораздо проще что-то создать. Этот тип подойдет под любой современный дизайн. Кроме того, бетона, армирующего прута и фанеры уйдет гораздо меньше.

НДС перекрытий

Для определения общих принципов армирования монолитного перекрытия необходимо понять типологию его работы посредством анализа напряженно-деформированного состояния (НДС). Удобнее всего это сделать с помощью современных программных комплексов.

Рассмотрим два случая — свободное (шарнирное) опирание плиты на стену, и защемленное. Толщина плиты 150мм, нагрузка 600кг/м2, размер плит 4,5х4,5м.

Прогиб в одинаковых условиях для защемленной плиты (слева) и шарнирно опертой (справа).

Разница в моментах Мх.

Разница в моментах Му.

Разница в подборе верхнего армирования по Х.

Разница в подборе верхнего армирования по У.

Разница в подборе нижнего армирования по Х.

Разница в подборе нижнего армирования по У.

Граничные условия (характер опирания) смоделированы наложением соответствующих связей в опорных узлах (отмечены синим цветом). Для шарнирного опирания запрещены линейные перемещения, для защемления — ещё и поворот.

Как видно из диаграмм, при защемлении работа приопорного участка и средней области плиты существенно отличается. В реальной жизни любое железобетонное (сборное или монолитное) является как минимум частично защемленным в теле кладки. Этот нюанс важен при определении характера армирования конструкции.

Классическое монолитное перекрытие: шаг за шагом

Давайте сначала рассмотрим конструкцию и изготовление классического монолитного перекрытия, а уже за тем его более новые виды.

В основе такого перекрытия – прочная, крепко связанная арматура, которая служит чем-то вроде скелета перекрытия. Прежде, чем вы приступите к заливке, вам нужно будет связать между собой прутья.

Причем существует немало способов и видов такой вязки, а также ее можно проделывать вручную или при помощи специального оборудования. Если у вас есть время, желание и помощники, вы легко обучитесь этому мастерству.

А это видео поможет вам разобраться, вязать прутья или лучше варить, и как правильно это делать:

Чтобы изготовить правильный арматурный каркас, нужен точный расчет. Обычно речь идет о двух сетках в верхней и нижней зоне, диаметром 12-14 мм, из арматуры класса А400. При этом шаг прутьев должен быть 20 см в двух направлениях.

Иногда устанавливают также дополнительную арматуру. Обе сетки должны находиться на расстоянии 25-30 мм от края плиты. Под нижнюю следует положить фиксаторы на расстоянии 1 метра друг от друга, прямо на пересечение арматуры.

А чтобы верхняя сетка находилась на определенном расстоянии, под нее устанавливают специальные подставки из прутьев диаметром 10 мм или более современных пластиковых приспособлений:

В этом варианте в качестве подставок к арматуре приварили отрезки прутьев:

Поставить такие опоры можно чаще, это будет только плюсом:

А такого вида опору можно приобрести в магазине, называется она «стульями»:

Если вы беретесь вязать арматуру, тогда воспользуйтесь такими хитростями домашних мастеров, которые приловчились использовать для этой цели подручные инструменты. Вот отличный способ быстро связать арматуру с минимальными усилиями.

Шаг 1. Берем проволоку, загибаем на концах, чтобы получились «ушки», и подводим под арматуру:

Шаг 2. Сверху соединяем концы проволоки и делаем петельку для крюка. На это уходит от силы 4-5 секунд:

Шаг 3. Вставляем крюк одним концом в шуруповерт, а другим – в петельку проволоки. Включаем на секунду инструмент – и арматура крепко связана. Остается только сохнуть получившийся хвостик.

Процессу бетонирования он не будет мешать, но ноги мимо проходящих рабочих может поцарапать. Поэтому от него лучше сразу избавиться, пригнув к стержню арматуры:

Вот, к примеру, отличный простой способ вязки арматуры для новичков:

Вот пример, как арматуру связывают обычной металлической проволокой:

А этот метод устройства арматуры уже для профессионалов:

В этому случае для устройства перекрытия связали одинарную арматуру:

К слову, для монолитного перекрытия армопояс не нужен. Ведь такое перекрытие само по себе прекрасно перераспределяет нагрузку со всех сторон. Единственное, что нужно сделать – это установить опалубку по всей площади.

Давайте рассмотрим внимательно основные этапы устройства монолитной плиты перекрытия:

• Шаг 1. Установка опор – металлических стоек с регулируемой высотой. Оптимальное расстояние между ними  – 1 метр, а от стен – 20 см.
• Шаг 2. На стойки укладывают ригели, в качестве которых подходит двутавровая балка, швеллер или брус.
• Шаг 3. Поверх ригелей организовывают опалубку, идеально ровная. Чтобы потом ее было легко снять, используют гидроизоляционную пленку для досок или машинное масло для метала.
• Шаг 4. Изготавливаем армирующий каркас выбранным способом.
• Шаг 5. Теперь переходим к бетонированию. Заливать бетон следует при помощи бетононасоса, и вибрировать глубинным вибратором. После чего бетон сохнет и набирает прочность. Первую неделю, пока он будет сохнуть, смачивайте его водой, и по истечению 28 дней снимите опалубку.

Вот пошаговый процесс устройства монолитной плиты:

Классическую монолитную плиту перекрытия часто делают утепленной. В этом случае утеплитель дополнительно теплоизолирует перекрытие:

Если в перекрытии ко всему будут трубы теплого пола, тогда бетонная мембрана поверх их должна быть от 8 до 10 см. Но учитывайте при этом, что каждый 1 см верхней бетонной мембраны понижает полезную нагрузку перекрытия на целых 25 кг/кв.м. Т.е. с каждым лишним сантиметром перекрытие становится более тяжелым и тем меньше на него можно будет делать нагрузку мебелью и техникой в будущем.

Общая толщина конструкции в итоге получится от 180 до 220 мм. Конечно, по сравнению с деревянным такое перекрытие имеет куда больший вес. А потому его устройство возможно далеко не для всех конструкций.

Например, для деревянного или бревенчатого дома. Также монолитное перекрытие не делают на пролетах больше 7 метров, иначе оно получается слишком тяжелым. Если вы имеете опыт строительных работ, тогда знаете, насколько тяжелый бетон. Посмотрите, сколько его нужно даже для одного квадратного метра плиты:

Плюс ко всему устройство монолитного перекрытия по такой схеме занимает немало времени: монтаж и демонтаж опалубку, изготовление арматуры, устройство объемного каркаса, заливка бетона и его застывание.

Также отсутствие необходимости в специальном кране еще не говорит о том, что вам вообще не понадобится техника. Дело в том, что поднять на высоту второго этажа балки весом 60 кг вдвоем или втроем не сложно, но от 110 кг – уже проблема.

Монтаж монолитного перекрытия – материалы и технология

Мероприятиям по созданию цельной основы предшествуют проектные работы. На этапе проектирования производится расчет площади поперечного сечения железобетонной основы, подтверждающий устойчивость конструкции под воздействием нагрузок и изгибающ