Армирование жб плиты. Армирование монолитной плиты межэтажного перекрытия. Необходимые материалы и инструменты

Прием армирования повсеместно встречается практически во всех областях строительства. С его использованием делают ступеньки для лестниц, крыльцо из бетона, монолитные плиты для перекрытий. Суть армирования заключается в органичном совмещении разных материалов в единое целое. Например, арматуры и бетона. Бетон обладает по своей природе очень высокой прочностью, но при этом слишком хрупкий на излом. Металл, входящий в состав арматуры, эластичен. Поэтому сочетание этих двух материалов создает некую синергию, то есть свойства железобетона значительно лучше и полезней свойств бетона или металла по отдельности. Железобетон способен выдержать такие вибрации и колебания, которые никогда не перенесет обычный бетон. По своей сути арматура играет роль некого скелета для изделий из бетона, ведь без нее он просто бы рассыпался на куски при первой же нагрузке.

Что нужно знать об армировании перекрытий

Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.

Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.

При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.

Каковы возможности армирования

Применение конструкций из армированного бетона позволяет не только утеплить здание, но и ускорить в значительной степени процесс его возведения. Относительно небольшая масса плит с арматурой уменьшает нагрузку на фундамент. Сама же конструкция получается достаточно прочной и может выдержать не только длительное и значительное напряжение, но и серьезное воздействие огня. При пожаре армированные бетонные плиты перекрытий удерживают здание в течение часа, в то время, как деревянные рушатся уже через 25 минут.

Использование монолитных плит перекрытия с арматурой дает возможность возводить здания и сооружения с любой степенью сложности. С их помощью достаточно легко можно поправлять геометрические особенности помещения, а также создавать нестандартные перекрытия, как по размерам, так и по форме. Так как опорами для таких плит являются не только стены здания, но еще и различные арки с колоннами, возможности планировки возрастают в разы.

Как можно своими руками изготовить монолитную плиту перекрытия

В строительной литературе можно встретить очень простую формулу, с помощью которой легко рассчитать толщину перекрытия. Берут длину пролета и делят ее на 30. Полученный результат является оптимальной толщиной будущей плиты. Классическая схема армирования плит предполагает размещение рабочих стержней в верхней и в нижней частях плиты. Это перераспределяет нагрузку всей арматуры и упоров из катанки. При толщине плиты менее 80 мм, вполне достаточно будет использовать не арматурный прут, а проволочную сетку. Только нужно сделать так, чтобы она находилась внутри монолита. Для этого сетку приподнимают на 2,3 см над заливаемой поверхностью.

Арматурный прут между собой связывают проволокой или скрепляют сваркой. Первый способ более быстрый и удобный. Для связывания используют специальный крючок, который можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине. В случае, когда плита предполагает толщину около 150 мм или даже больше, потребуется сделать два слоя арматуры. Слои делают друг над другом, скрепляя между собой перемычками. Размер получающихся ячеек должен варьироваться от 150 до 200 мм. Для нормальной прочности при самостоятельном изготовлении плиты перекрытия стоит использовать прут с одинаковым сечением. Чтобы прочность еще больше увеличить, можно привязать арматуру прутьями длиной от 40 до 150 мм к основной конструкции.

Распределение нагрузки на всю конструкцию происходит таким образом, что основная ее доля приходится на нижний слой арматуры. При этом верхний слой подвержен сжимающим воздействиям подобно бетону. Армирование производится путем заливания бетона в опалубку по всей поверхности перекрытия.

В целом весь процесс создания бетонной плиты перекрытия делится на три составляющие: монтаж опалубки, армирование и заливка бетона. Рассмотрим их все.

Создание опалубки

Опалубка для заливки монолитного перекрытия напоминает горизонтальную «палубу» из специальной влагостойкой фанеры, толщина которой 18-25 мм или сколоченной плотно обрезной доски толщиной 40 мм. Устанавливают ее по надежным поддерживающим балкам из деревянного бруса (80-100х100 мм), расположенным горизонтально.

Горизонтальные брусковые балки поддерживаются прочными вертикальными стойками, которые бывают готовыми, специальными (телескопическими) либо приготовленными самостоятельно из цельного бруса 100х100 мм, кругляка, имеющего диаметр 80-100 мм, а также прочных металлических труб или швеллера.

Для определения потребности в материалах для сооружения опалубки, нужно вычислить площадь всего перекрытия и его толщину. Последняя бывает от 10 до 20 см, в зависимости от того, какая ширина пролета и планируемая при будущей эксплуатации нагрузка. Прочность опалубки должна быть такова, чтобы без малейшей деформации выдержать вес бетона и той арматуры, которая будет в него вмурована. При толщине перекрытия в 20 см, вес образующейся плиты составляет около 500 кг на каждый м2. Поверхность опалубки лучше всего делать из обычной или ламинированной 20-миллиметровой фанеры. При использовании фанеры с ламинированным покрытием вы получите идеально гладкий потолок, не требующий большого объема отделочных работ. Высоту установки опалубки определяют с использованием нивелира или строительного уровня. Для этого отбивают горизонтальную линию, которая должна соответствовать высоте будущего перекрытия, по периметру всего пролета.

При использовании телескопических стоек их устанавливают в первую очередь по краям, применяя треноги и унивилки (короны). По стойкам устанавливают балки продольного направления на расстоянии в 2 м. Только после этого можно устанавливать промежуточные стойки. Не обязательно делать треноги на все. Обычно достаточно снабдить этой конструкцией 30 – 40% стоек. Расстояние между промежуточными опорами делают из расчета мощности перекрытия и толщины самих стоек. Усреднено на одну стойку с нагрузкой 900 – 1200 кг должно выделяться не более 1 м2 опалубки.

Если принято решение использовать самодельные стойки, то их длина должна соответствовать высоте установки нижней части продольных балок. Устанавливают самодельные стойки с шагом в 1 м на твердое основание или толстые обрезки доски с достаточной площадью. По продольным лагам помещаются поперечные на расстоянии друг от друга в 0,5 м, а сверху на них укладываются листы толстой фанеры. Верхняя поверхность этой конструкции обязана быть строго горизонтальной и отвечать заранее зафиксированному уровню.

При применении для верхней части опалубки обрезных досок, они должны быть совмещены вплотную, а поверх них кладется плотная полиэтиленовая пленка либо рубероид. По всему периметру дощатой опалубки монтируется бортик равномерной высоты, соответствующей толщине перекрытия. По углам его нужно надежно соединить.

Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия

Стальная арматура класса А3 производится методом горячего проката. Она бывает от 8 до 14 мм в диаметре с гладкой или ребристой поверхностью. Она лучше всего подойдет для самостоятельного создания монолитного армированного перекрытия. Первую сетку монтируют в нижней части предполагаемой плиты, а вторую соответственно в верхней. Опалубка должна быть выставлена таким образом, чтобы обе сетки находились внутри монолита плиты. Расстояние от верхней сетки до поверхности должно быть не менее 2 см. В сетку арматуру нужно связывать вязальной проволокой, образуя ячейки со сторонами 200 или 150 мм. Сегодня существуют специальные машинки для вязки арматуры, но можно это делать и обычным ручным крючком.

Использование сварочного аппарата целесообразно только тогда, когда вы хорошо умеете с ним управляться, так как неумелые действия могут привести к истончению прутьев в местах сварки, что обязательно приведет к разрушению. По всей длине сетки разрывов быть не должно, поэтому при недостаточности длины прутьев, их следует наращивать внахлест не менее 50 см. При этом все стыки нужно размещать в шахматном порядке. По всем краям сетки связываются в П-образные фигуры. Изгибать пруты нужно только при острой необходимости без нагревания. Перекаливание металла нарушает его внутреннюю структуру, что может привести к перелому прута. В тех местах, где предполагаются дополнительные нагрузки, армируют в особом режиме с дополнительными прутьями. При армировании следует и учитывать те места, где будут проходить инженерные коммуникации. По возможности в них лучше сразу оставить отверстия, вставив отрезок трубы. Особо требует усиления вся площадь опоры на стены и колонны. В последнем случае усиления должны быть объемными.

Заливка бетонной смеси

После того, как вся сетка из арматуры будет связана, можно приступить к ее заливке. Для этого лучше всего использовать бетононасос. Если же объем работ не очень велик, то вполне можно справиться и без него. В таком случае вам понадобятся хотя бы два помощника, которые будут замешивать бетон в бетономешалке и поднимать его вам для заливки. В процессе заполнения опалубки бетонным раствором нужно периодически производить уплотнение смеси. Лучше всего для этого подойдет специальный строительный вибратор, но при неимении такового можно просто время от времени ритмично постукивать молотком по опалубке или открытым частям арматурной сетки.

В процессе затвердевания происходит значительная усадка бетона, что при ускоренном процессе высыхания может привести к возникновению микротрещин. В связи с этим на протяжении нескольких дней залитую плиту нужно поливать водой, тем более в жару. Однако нужно знать, что воду стоит разбрызгивать из шланга с дождевальной насадкой или лейкой, так как прямая струя может повредить поверхность еще не схватившегося бетона. Иногда для избежание появления трещин под самый нижний слой кладут специальную полимерную сетку, а всю остальную конструкцию сооружают уже поверх нее. В других случаях полимерную сетку применяют в качестве основного армирующего элемента. Это делают там, где невозможно соорудить арматуру из прутьев и даже проволоки.

Полное застывание бетона произойдет не раньше, чем через 3 – 4 недели. До этого времени не стоит производить какие-либо работы на объекте и разбирать опалубку. По истечении этого срока опалубка демонтируется и получается бетонная плита перекрытия, которая является черновым потолком для помещений под ней. Таким способом можно создавать даже криволинейные перекрытия любой конфигурации.

При строительстве собственного дома или коттеджа вполне возможно создать самостоятельно бетонные плиты перекрытия с арматурой внутри. Эта конструкция намного надежнее и долговечнее деревянной, но сооружать ее стоит только на прочных бетонных или кирпичных стенах. Использование в качестве стенового материала легкобетонных блоков или древесины исключает такую возможность, так как такие стены могут не выдержать вес железобетонного перекрытия.

Важным этапом строительства дома является возведение фундамента. Эта основная часть принимает на себя нагрузки от подвижек грунта, от массива строения и других внешних факторов. Следовательно, фундамент должен быть достаточно прочным и надежным. Укрепить основание дома помогает армирование, то есть усиление металлическими арматурными прутьями.

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Армирование плитного фундамента

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом. Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования. Следовательно, необходимо подробнее узнать, какие ошибки совершаются на этапе армирования, чтобы полностью избежать их или свести к минимуму.

Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.

Армирование фундаментной плиты - это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.

Плита перекрытия, изготовленная из бетона, испытывает несколько видов механических нагрузок. Нагрузку на сжатие, нагрузку на изгиб, а в ряде случаев еще работает на кручение. При этом железобетонные изделия и конструкции выдерживают значительные нагрузки на сжатие и совсем не «стоят» на изгиб и кручение.

Если не будет выполнено армирование плиты перекрытия, изделие переломится пополам под тяжестью своего веса, не говоря о приложении нагрузки от кровли или высших этажей.

Особенности и схема армирования

Современная технология возведения малоэтажных жилых и коммерческих зданий предусматривает заливку плит перекрытия непосредственно на их постоянном месторасположении. Это единственно возможное решение для сооружений, имеющих сложную геометрию.

Кроме того, изготавливая плиту перекрытия самостоятельно, застройщик существенно удешевляет ее стоимость и получает потолок без межплитных швов при всех прочих равных условиях: необходимой несущей способности и долговечности.

Для того чтобы указанные факторы присутствовали, перед заливкой бетона необходимо выполнить одинарное или двойное армирование плиты перекрытия, стальной либо композитной арматурой.

Обычно, чертеж армирование плиты перекрытия разрабатывается инженером-строителем строго индивидуально. При расчете армирования плиты перекрытия и составлении схемы армирования учитываются нагрузки на конструкцию, габариты пролета и места концентрации нагрузок.

Сложный участок в плане концентрации нагрузок – это касание колонн стенок и арок, соприкосновение с технологическими отверстиями, место установки камина и т.п. Поэтому здесь будет рассмотрен частный случай армирования плиты перекрытия частного дома между первым и вторым этажом. Основные этапы технологии армирования:

Расчет толщины плиты перекрытия. Толщина перекрытия находится в прямой зависимости от наибольшей длины пролета, в метрах разделенной на 30, но не менее 150 мм. Другими словами берется самый большой размер плиты между опорами и делится на 30. Например, при длине пролета 6 м, толщина конструкции оставляет 6/30=200 мм.
Сборка и установка опалубки.
Подготовка к вязке каркаса. Арматурный каркас плиты перекрытия представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из верхнего армирования плиты перекрытия, нижнего армирования плиты перекрытия и дистанцирующих элементов соединенных в единое целое вязальной проволокой. Для создания пояса усиления используют арматурный прут класса A-III по ГОСТ 5781–82, диаметром 8-14 мм. Для соединения элементов в единое целое используют отожженную стальную проволоку диаметром 1-1,5 мм. Дистанцирующиеся элементы приобретаются в строительных магазинах или на сайтах компаний производителей.
Важно! Конструкция каркаса должна располагаться в толще плиты. Выходы металлических элементов наружу не допускаются. В общем случае, наружные поверхности каркаса должны быть защищены слоем бетона толщиной не менее 1 диаметр арматуры. Для обеспечения требуемой толщины защитного слоя используют подручные материалы (кусочки деревянных планок, кусочки кирпича и т.п.) или специальные «покупные» дистанцирующие элементы.
Вязка нижнего армирования. В общем случае шаг армирования плиты перекрытия принимается 200х200 мм. На дистанцирующие элементы, с шагом 200 мм выкладываются продольные стержни. Поверх продольных стержней с шагом 200 мм выкладывается поперечное армирование плиты перекрытия. Далее по всей площади пояса арматуры распределяются дистанцирующиеся элементы для присоединения второго пояса. Вязка прутьев и дистанцирующихся элементов производится во всех местах пересечения, по всему периметру каркаса.
Вязка верхнего армирования. Проводится аналогично нижней конструкции. При этом созданная сетка из арматурных прутьев присоединяется к верхней части дистанцирующих элементов. Конструкция готова к заливке бетоном.

Инструмент для вязания. Для соединения прутьев и дистанцирующих элементов можно использовать: самодельный или готовый ручной крючок (цена 280-300 рублей), полуавтоматические клещи (цена 1 000 рублей), автоматический пистолет для вязки арматуры (цена 160 000 рублей) или обычные слесарные плоскогубцы.

Перечисленный инструмент обеспечивает примерно одинаковое качество вязки. Разница заключается в скорости. К примеру, автоматический пистолет ускоряет процесс вязания в 5 раз по отношению к вязанию ручным крючком или плоскогубцами.

Однако, если стоит задача изготовить одну или несколько плит перекрытия, экономически целесообразно пользоваться последними двумя вариантами ручного инструмента или взять автоматический пистолет в аренду.

Важные нюансы

Нормативные документы допускают соединение элементов арматурного каркаса методом электродуговой сварки. Это лучший вариант, если есть соответствующая квалификация и под рукой есть сварочный аппарат.

При соединении арматуры способом сварки, сварочный шов должен быть в виде минимально затрагивающей тело стержня точки. В противном случае (при глубокой проварке) происходит ослабление сечения. Соответственно происходит ослабление несущей способности каркаса. Это недопустимо!

Вопрос армирования монолитных плит актуален при любом виде строительства, будь это плитный фундамент или бетонное перекрытие в кирпичном здании. Объясняется это огромным запасом прочности, неприхотливостью к условиям окружающей среды и универсальностью такого типа строительных конструкций. Способные выдерживать большую нагрузку в течение долгих десятилетий, они, тем не менее, требуют квалифицированного подхода при их проектировании и возведении.

Ниже будет рассмотрен ряд причин, почему нельзя просто взять и залить плиту без расчета и чертежа армирования, как это сделать правильно и все это будет наглядно отражено на реальном, широко распространенном примере.

Схема

Монолитная плита в процессе эксплуатации выдерживает неравномерное распределение нагрузок. Сверху на нее давит суммирующий вектор силы тяжести, нагрузка стен и размещающихся над ней элементов здания и интерьера. Если на верхнюю поверхность плиты воздействует сила сжатия, то на нижний (или единственный, если армирование однопролетное) слой арматурной сетки оказывает влияние сила растяжения, действующая на разрыв.

Такому пункту, как армирование монолитной плиты перекрытия необходимо уделять самое пристальное внимание, наряду с выбором бетона, размещения плиты на стенах или колоннах, расчету нагрузки и т.д.

Расчетная схема армирования может отличаться, в зависимости от того, какого типа плита :

балочная,
работающая в двух направлениях.

А также профиля плиты:

плоская,
плоская с капителями,
ребристая,
пустотная.

Для небольших плит размерами до 6х8 метров балочного типа , то есть, опирающихся минимум на три стенки и нагрузкой, преимущественно, в одном направлении (сверху вниз, межэтажное перекрытие или фундамент), вполне подходит простое однопролетное армирование и плоский, сплошной профиль заливки.

Для плит более сложной эксплуатации , например, для длинных пролетов, используемых в возведении зальных перекрытий или опирающихся на колонны, необходимо производить расчет по нагрузке и использовать облегченную конфигурацию, например, ребристые плиты с многопролетным армированием.

Схема армирования монолитной плиты выглядит следующим образом — формируется сетка из стальной арматуры диаметром не менее 8-10мм с рисунком в виде квадратов или прямоугольников, причем, расстояние между двумя ближайшими прутьями арматуры не должно превышать 0,5 метра, иначе армирование просто не выдержит воздействия на разрыв, деформируя плиту.

При небольшой толщине плиты (до 150мм) для балочных плоских плит вполне можно ограничиться однопролетным армированием.

Толщина плиты берется в пропорции к длинной части как 1 к 30, то есть, при длине плиты 6 метров, рекомендуемая толщина плиты — 200 миллиметров. Дальнейшее увеличение толщины не имеет смысла и будет лишь отрицательно влиять на несущую способность перекрытия, увеличивая вес и нагрузку на железный каркас.

Также есть требование к наполнителю плиты — его марка должна быть не ниже М200, марки ниже просто не смогут обеспечить расчетной прочности перекрытия.

В дополнение к армированию всей поверхности плиты необходимо усилить места, где будет повышенная нагрузка на плиту — это вся площадь, которая касается опорных элементов, геометрический центр, места отверстий и места расчетной повышенной нагрузки.

Также необходимо помнить, что расстояние от внешней грани и от торца плиты до арматуры должно составлять минимум 25мм . Это позволит гарантированно уберечь армирование от внешнего воздействия, отрицательно влияющего на металл армирования.

Можно ли возвести монолитную фундаментальную плиту своими силами? Пройдите по ссылке и узнайте.

Своими руками

С учетом составленной схемы, армирование можно произвести собственными силами. Сложные схемы армирования рассчитываются при помощи специализированного программного обеспечения и квалифицированными специалистами, однако, монолитная плита для малоэтажного строения с небольшой площадью (до 6х8 метров) может быть рассчитана, армирована и бетонирована своими руками.

Первоначально необходимо сварить сетку из арматуры. Рекомендуемый шаг — 150-200мм при диаметре арматуры 10-15мм и бетоне марки не ниже М350. Между собой перпендикулярно идущие арматурные прутья связываются вязальной проволокой диаметром 15-30мм, но есть в продаже и готовые арматурные сетки.

Обязательно учитывайте запас по длине и ширине , ведь плите нужно на что-то надежно опираться. Для пенобетона и газобетона ширина опорной части должна составлять не менее 250мм, для кирпичной и силикатной кладки — не менее 150мм. Чем выше плотность материала стены, тем меньшая ширина потребуется.

Если армирование многопролетное , то сетки между собой отделяются специальными фиксаторами или же просто брусками, которые следует надежно укрепить между сетками армирования. Делается это для того, чтобы при заливке бетоном более легкие бруски из дерева не сместились и выскочили на поверхность, а у специальных фиксаторов это крепление уже предусмотрено.

Расстояние между пролетами армирования выставляется до 0,125м максимум, а сами фиксаторы располагаются на расстоянии 0,4-1м, причем, в местах высокой нагрузки шаг уменьшается, а в остальных местах он составляет 1 метр. Фиксаторы желательно устанавливать через один, в шахматном порядке. То есть, сетки отстоят друг от друга не более, чем на 125мм и надежно закрепляются между собой большим количеством фиксаторов или брусков.

К слову, армирование монолитной плиты фундамента практически ничем не отличается от армирования перекрытий , кроме того, что может использоваться более тонка арматура (диаметром от 5мм) при многопролетном армировании. Плитный фундамент точно так же, в процессе эксплуатации, будет выдерживать большие нагрузки, плюс вес всего здания, поэтому его обязательно необходимо армировать. Дополнительно на фундамент еще и воздействуют силы вспучивания грунтов, если строительство ведется на грунтах с высоким залеганием вод.

После установки сетки армирования и установки опалубки, гидроизоляции, производится заливка бетона и через 10-14 дней, после того, как бетон наберет прочность, продолжается дальнейшее строительство уже на армированном монолите.

Пример

Для межэтажного перекрытия двухуровневого дома была выбрана монолитная армированная бетонная плита с расчетной толщиной 200мм. Внешние стены дома толщиной в полтора кирпича (~380мм), высота 2,90м, размеры дома 6х6м.

В качестве плиты перекрытия вполне подойдет однопролетная и плоская простая конструкция с шагом арматуры 150мм. Чертеж армирования монолитной плиты будет представлен в виде квадратов 0,15х0,15м с дополнительным армированием по периметру перекрытия.

После установки опалубки для перекрытия на месте изготавливается сетка из арматуры диаметром 10мм марки 25г2с класса А3. Эта арматура является очень распространенной позицией сортамента, изготовлена методом горячей прокатки, а класс А3 говорит о том, что арматура рифленая, с насечкой. Такой профиль, в отличие от круглой арматуры, обеспечивает лучшее сцепление бетона с металлоконструкцией.

Ширина и длина плиты , при внешних размерах здания 6000х6000мм и опорной частью на внешние стены 200мм составит 5640мм (6000мм минус 380мм и плюс 200мм с каждой стороны). Дополнительно по каждой грани монолита добавляется 4 прута сечением в виде вытянутого сверху вниз прямоугольника. Это позволит усилить плиту и равномернее распределить нагрузку по всей ее поверхности.

Суммарная длина арматуры составит: 48 * 2 * 6м = 288м. При массе 1 погонного метра = 0,617 кг, общий вес армирующей конструкции, без учета проволоки для вязания составит: 288 * 0,617 кг = 177,7 кг.

Расчет необходимого объема бетона показывает, что для 1 квадратного метра такого перекрытия потребуется около 0,2м3 бетона марки М350. Для плиты 6х6 метров объем бетона составит 7,2м3. Вес бетона составит: 36 * 0,2 * 2400 кг/м3 = 17280 кг. Добавив вес арматуры, получаем вес всей плиты перекрытия : 17280 + 177,7 = 17457,7 кг.

Подведем итог : расчет армирования сложных, больших и высоконагруженных монолитных плит подлежит производить только квалифицированным специалистам. Но простую конструкцию, например, для малоэтажного строительства, вполне возможно рассчитать самостоятельно и изготовить своими руками. Несмотря на высокую стоимость такого перекрытия, его применение оправдано, особенно в тех случаях, когда на фундамент или перекрытие будут воздействовать высокие нагрузки, которые с успехом выдержит только армированная монолитная плита.

Фундамент является основой любого здания, от его прочности зависит эксплуатационный срок сооружения. Армирование фундаментной плиты посредством металлических прутьев арматуры – наиболее простой и эффективный способ повышения долговечности фундамента. Особенно популярна данная технология при обустройстве монолитных фундаментных конструкций, подвергающимся высоким изгибающим нагрузкам, сила которых легко разрушит обычную бетонную плиту, не защищенную металлическим каркасом. В данной статье будут рассмотрены основные этапы сооружения металлического каркаса и принципы расчета его ключевых параметров.

Чтобы осуществить качественное армирование бетонной конструкции следует соблюдать общие правила, учитывающие технологию строительства и свойства задействованных материалов. В частном строительстве ими зачастую пренебрегают, обходясь без точных расчетов и составления рабочего проекта, поскольку одно- и двухэтажные дома не оказывают серьезных нагрузок на фундамент. Укладка арматуры производится по схемам, уже использованным ранее, что позволяет сэкономить время. В подобных случаях достаточно соблюсти минимальные требования, указанные в СНиП.

Также необходимо отличать плиты фундамента и перекрытия. Хотя между ними нет существенной разницы в конструкционном плане, процессы их возведения все-таки отличается. К примеру, для монтажа армирующего слоя плиты фундамента потребуются металлические прутки более крупного диаметра.

Монолитный армированный фундамент обладает достаточным уровнем прочности для возведения многоэтажных сооружений. Правда для создания основы под высотное здание используется более сложная технология, предполагающая применение нескольких видов арматуры, проведение точных расчетов размеров плиты и характеристик грунта.

Исходная информация

Типичная схема армирования монолитной плиты учитывает уровень нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлениях. С помощью арматуры формируется сетка, шаг которой варьируется в пределах 20-40 см. При этом расстояние между прутками следует изменять в зависимости от величины продавливания в конкретном месте.

Зоной продавливания называют участок монолитной плиты, на который приходится большая часть нагрузки, оказываемой несущими стенами. Возникающее напряжение изменяет уровень амортизации бетона и его распределение. Для нейтрализации негативного влияния высоких нагрузок, исходя из требований СНиП, необходимо использовать сплошное армирование в зонах соединения со стеной. В среднем для армирования плиты фундамента в центральной зоне и на участках максимального продавливания используется металлическая сетка, шаг которой отличается в 2 раза.

При разработке подробного строительного проекта указывается точный промежуток между вертикально расположенными звеньями. Для устранения нагрузок от веса здания также рекомендуется выносить вертикальные стержни немного уровня бетонного основания для соединения со стеной.

Для армировки фундаментной плиты можно использовать одну или две сетки. Одной армирующей сетки достаточно для плиты толщиной 150 мм или меньше. Как правило, одинарное армирование подходит для небольших деревянных сооружений. На текущий момент в частном строительстве толщина монолит фундамента варьируется в пределах 20-30 см, что предполагает монтаж двух сеток, расположенных одна над другой.

Выбор арматуры

Для строительных работ используется три типа арматуры:

Арматура с гладкой поверхностью (А240) , применяемая при армировании в вертикальной плоскости. Не рекомендуется для усиления плиты монолитного типа;
Марка А300 (диаметр в пределах 10-12 мм) . Поверхность прутков покрыта кольцевыми насечками;
Марка А400. Прутки обладают серповидным профилем. Благодаря увеличенному рабочему диаметру лучше всего подходит для усиления плиты.

Перед армированием монолитного фундамента необходимо рассчитать оптимальную величину сечения прутков. Сетка арматуры состоит из двух слоев, элементы которых расположены под прямым углом по отношению друг к другу. Нижний и верхний ряд соединяются посредством вертикальных хомутов. Зная сечение бетонной плиты можно рассчитать величину сечения прутков армирующей сетки, проходящих в одном направлении: она должна составлять около 0,3% от общей площади монолитной плиты.

Если ширина одной из сторон фундамента менее 3 метров, минимальный диаметр одного прутка составляет 10 мм. Для более массивных плит зачастую достаточно использовать арматуру диаметром 12 мм. Максимальный диаметр прутка для плиты составляет 40 мм.

Как правильно рассчитать количество арматуры

Количество используемых прутков напрямую зависит от размеров плиты, прежде всего от ее толщины (если она больше 25 см, потребуется двухслойное армирование). Используем для примера дом, основание которого имеет размеры 8×4 метра. Минимальный шаг сетки, согласно СНиП, должен составлять 20 сантиметров. Соответственно количество прутьев в длину будет равно:

Умножим полученное количество на 5%, чтобы обеспечить запас. Погонный метраж арматуры составит:

Как уже упоминалось нами ранее, диаметр прутка должен подбираться в соответствии с нагрузками на плиту. Минимальная степень армирования для бетонов М-200 и М-300 соответственно составляет 0,1 и 0,15%, что также следует внести в расчет по расходу материала. Зная эти параметры можно произвести точный расчет расхода материала для фундаментной плиты с армированием.

К примеру, возьмем плиту размером 6×6 м и толщиной 20 см и рассчитаем параметры арматурного пояса, находящегося непосредственно в зоне сопряжения площадью 1,2 м2. Оптимальная величина площади арматуры составляет 0,3% от площади плиты, соответственно:

Для одного слоя армирующего пояса, в котором элементы расположены с шагом 10 см, площадь примененной арматуры должна быть не ниже:

Под армирование фундаментной плиты подходит несколько видов арматурных прутьев. Все доступные варианты с указанием длины и площади сечения доступны для ознакомления в ГОСТ5781-82. Из результатов нашего примера следует, что наиболее подходящим является стержень диаметром 14 мм (в общей сложности будет использовано 12 стержней на каждую зону сопряжения). При стороне плиты 600 см оптимальный шаг сетки каркаса составит 30 см (для горизонтального направления), такой же шаг будет использован для вертикального направления, но будут применены 8-миллиметровые прутки.

Чтобы представить расчеты в более наглядном виде необходимо создать чертеж металлического каркаса. Он поможет при подсчете общего количества прутков, которые будут задействованы в процессе монтажа. Для нашего примера совокупный расход арматуры составит 515,2 погонных метра 12-миллиметровых арматурных прутков и 56 метров 8-миллиметровых прутков.

Связывание арматурного каркаса

Если до проведения строительных работ были произведены расчеты максимальной нагрузки, создаваемой конструкцией здания на фундамент, способ соединения выносится непосредственно в рабочий чертеж. Но на практике для объединения элементов металлического каркаса применяется метод связывания или сварка. При этом от сварки строители постепенно отказываются, поскольку нагрев металла становится причиной его деформации и изменения структуры. Метод связывания лишен подобных недостатков, обеспечивая решетку дополнительной гибкостью.

Лучше всего для связки прутков подходит стальная проволока диаметром 4 мм. Обладая необходимой прочностью, она остается гибкой, с ней достаточно просто работать, применяя обычные плоскогубцы.

Несколько советов по правильной вязке арматуры:

При соединении прутков по длине оставляется нахлест порядка 250 мм или больше;
Используя стержни различного диаметра, более тонкие следует расположить сверху;
Вязка предпочтительнее сварки, только в исключительных ситуациях следует переходить на сварочный метод;
В зонах повышенного прогиба конструкция усиливается дополнительными прутками.

Порядок возведения каркаса для армирования фундаментных плит:

Создание опалубки по внешнему периметру, установка рулонного гидроизолирующего материала;
Монтаж горизонтального пояса арматуры на высоте 50 мм от нижерасположенной песчано-гравийной подушки. Необходимо следить, чтобы прутки не касались стенок опалубки и подушки;
Установка вертикальных прутьев с шагом 20-40 см. Они связываются с элементами горизонтального пояса в нижнем основании. По углам вертикальные прутки можно устанавливать с меньшим шагом, укрепляя их продольными прутками, чтобы увеличить прочность конструкции;
Для элементов горизонтального пояса лучше выбрать интервал в 15 см или меньше (в зависимости от толщины плиты);
Верхняя кромка вертикального пояса должна находиться выше плиты, чтобы объединить армирующий слой плиты фундамента с конструкцией стен.

Описание схем армирования

Армирование по ширине плиты

Чаще всего армирование плитного фундамента осуществляется по основной ширине плиты с помощью сетки с одинаковым размером ячейки. При расчете шага сетки учитывается размер фундамента и величина нагрузки, которую он на себя примет после возведения здания. Допускается использование прутков различного диаметра, при этом более толстые стержни укладываются под низ конструкции. Армирование по основной ширине рекомендуется задействовать для нижней части плиты, чтобы распределить нагрузку по всей площади.

В торцевых частях укладываются стержни П-образной формы, связывающие нижний и верхний армирующий шар в единое целое. Данные элементы дополнительно укрепляют конструкцию, компенсируя разрушительное воздействие крутящих моментов.

Создание перекрытия по профнастилу

Интересная технология, позволяющая создавать перекрытия с высокой несущей способностью. Для работы подходят профилированные листы Н-60/Н-75. Листы монтируются таким образом, чтобы после заливки внизу получились ребра. Армирующая сетка устанавливается поверх листа на расстоянии 150 мм. В ребрах устанавливается пруток диаметром 12-14 мм, для монтажа стержней следует использовать фиксаторы из пластика.

Сплошная плита

Данная технология используется, если необходимо создать плитный фундамент или пролет толщиной не более 200 мм. Каркас состоит из двух сеток, расположенных в параллельных плоскостях. Для монтажа сеток подойдут прутки диаметром 10 мм. В середине конструкции в нижней сетке устанавливаются дополнительные усиливающие элементы длиной от 40 см. Периодичность установки усиливающих элементов должен быть равен шагу основной сетки.

Точки опоры плиты необходимо оснастить дополнительным армированием, установив его в верхней части конструкции. Торцы сетки также скрепляются П-образными элементами объединения сегментов.

Последовательность установки монолитной плиты

Для обеспечения сохранности железобетонной плиты в течение длительного срока, она должна располагаться на подушке из песчано-щебенчатой смеси, и защищена утеплителем и гидроизолирующим слоем. Общий ход работ можно разделить на следующие этапы:

предварительная очистка строительного участка от растительности и посторонних предметов;
выкапывание котлована, параметры которого рассчитываются согласно СНиП, с учетом массы здания и особенностей грунта;
дно котлована оснащается канавами для дренажа, поверхность канав покрывается геотекстильным материалом;
по всей площади котлована засыпается песчаный слой толщиной 30 см, поверх него размещается 20-сантиментровый слой щебня;
поверх образовавшейся подушки укладывается дополнительная прокладка из рубероида;
монтаж опалубки, состоящей из досок толщиной 2 см, скрепленных вместе гвоздями за зафиксированными наружными подпорками;
возведение армирующего каркаса, расстояние между металлическими прутками и деревянной опалубкой не должно быть меньше 5 см;
после заливания бетона, его обработки и застывания проводится демонтаж опалубки и начинаются основные строительные работы.

Заливка и заземление плиты своими руками

После завершения монтажа армированного каркаса монолитной плиты необходимо провести заземление. Данная процедура предполагает установку наружного кольца из оцинкованной ленты. Данное кольцо будет выступать внешней стороной плиты, являясь ее составной частью. Заземление оснащается присоединительными шинами, к которым будут крепиться элементы дождевого слива и громоотвод. Также шины можно вывести в месте подключения электрической сети к дому, чтобы обеспечить заземлением внутреннюю электрическую проводку.

Заливка фундамента проводится после завершения всех работ, связанных с монтажом армирующего каркаса. В процессе замешивания раствора в бетон можно добавить фиброволокно, если требования СНиП предполагают дополнительное усиление бетонного основания. Процесс заливки осуществляется в непрерывном режиме до заполнения всего объема. По его окончанию смесь необходимо освободить от пузырьков воздуха посредством вибропрессования. Плита обретет необходимую прочность по истечении 4 недель.

Частые ошибки, допускаемые в процессе армирования

Чтобы обеспечить плиту необходимыми свойствами, защитить ее от преждевременного разрушения следует четко соблюдать технологический процесс армирования монолитной фундаментной плиты. Ниже приведен небольшой перечень ошибок, допускаемых неопытными строителями:

На залитую бетонную смесь не устанавливают полиэтиленовую пленку. Ее отсутствие провоцирует вытекание цементного молочка сквозь щели в опалубке. В результате застывший раствор покроется поверхностными трещинами.
После засыпания песочно-щебеночной подушки ее не утрамбовывают и не накрывают пленкой. В процессе эксплуатации фундамент начнет деформироваться, возникнут глубокие трещины.
При монтаже опалубки не заделываются щели, сквозь которые свежий раствор начнет вытекать. Данная ошибка приведет к образованию неровностей в плите.
Отсутствие слоя гидроизоляции между плитой и поверхностью грунта приводит к быстрому разрушению фундамента, которое можно остановить лишь посредством дорогостоящих работ.
Использование камней в качестве фундаментных спейсеров.
Прутья арматуры в процессе монтажа армирующей сетки фиксируются в грунте, в результате чего металл начнет достаточно быстро разрушаться под воздействием коррозии.
При обустройстве фундамента не насыпается песчано-щебенчатая подушка, что снижает прочностные характеристики плиты. Также частая ошибка – использование для подушки только щебня, тогда как минимальное содержание песка в смеси должно составлять 40%.
Шаг сетки при армировании плитного фундамента превышает максимальный предел в 40 см, либо он не соответствует расчетам по нагрузке на фундамент.
Отсутствует защитный бетонный слой со стороны торцов арматуры, из-за чего она покрывается коррозией.
Под несущими стенами и колоннами отсутствуют вертикальные стержни, в результате нагрузка от веса здания распределяется неправильно.

Мы перечислили лишь самые грубые ошибки, которые обязательно скажутся на эксплуатационных характеристиках фундамента. Существуют и более неочевидные нюансы, о которых знают лишь опытные строители. Именно поэтому рекомендуем доверять столь важную работу как армирование плитного фундамента только мастерам с хорошей репутацией.

Заключение

Качественный монтаж армирующей решетки для монолитного фундамента требует соблюдения технологии строительства и СНиП, знания свойств задействованных материалов, умения правильно рассчитывать параметры конструкции (в особенности шаг сетки, длину и диаметр стержней). Чтобы освоить техническую информацию рекомендуем изучить несколько практических примеров в виде проектов строительства: на схемах указываются результаты расчетов габаритов армирующей конструкции, расстояния между ее элементами. Только соблюдение изложенных в данной статье правил позволит соорудить долговечный фундамент, который впоследствии не будет нуждаться в доработках, ремонте или реконструкции и прослужит в течение многих десятилетий.