Ювелирное обозрение

Железобетонные пустотные плиты перекрытий изготавливаются в соответствии с ГоСТом 9561-91 и применяются для перекрытия пролетов жилых и общественных зданий.

Практически ни одна стройка не обходится без использования этих изделий. Если для обустройства фундаментов бетонным блокам ФБС есть равнозначная замена в виде заливного фундамента, свайного и т.д., то альтернативы пустотным плитам перекрытия практически нет. Любые другие решения (монолитные железобетонные конструкции или полы из дерева) уступают либо в прочности, либо в простоте изготовления.

Из данной статьи Вы узнаете:

• чем отличаются плиты ПК от ПБ,
• как высчитать допустимую нагрузку на панели,
• чем вызваны прогибы плит перекрытий и что с этим делать.

Отличия пустотных плит перекрытий ПК и ПБ

В последние годы на смену введенным в оборот еще в советское время плитам перекрытия ПК приходят изделия нового поколения – пустотные стендовые панели безопалубочного формования марки ПБ (или ППС в зависимости от проекта).

Если железобетонные плиты ПК изготавливаются по чертежам серии 1.141-1, то единого документа, на основании которого выпускают стендовые панели, нет. Обычно заводы используют рабочие чертежи, предоставленные поставщиками оборудования. Например, серия 0-453-04, ИЖ568-03, ИЖ 620, ИЖ 509-93 и ряд других.

Мы свели основные различия между плитами ПК и ПБ в одну таблицу.

ПК	ПБ
Толщина
220 мм, либо 160 мм для облегченных плит ПНО	От 160 мм до 330 мм в зависимости от проекта и необходимой длины
Ширина
1,0; 1,2; 1,5 и 1,8 метра	Чаще всего встречаются 1,2, но бывают и стенды шириной 1,0 и 1,5 метра
Длина
Для облегченных ПНО до 6,3 метра с определенным шагом, индивидуальным для каждого производителя. Для ПК – до 7,2 реже до 9 метров.	Поскольку плиты режутся по длине, то возможно изготовление нужного размера под заказ с шагом в 10 см. Максимальная длина может достигать 12 метров в зависимости от высоты панели.
Нагрузка
Типовая 800 кгс/м2, под заказ возможно изготовление нагрузкой 1250 кгс/м2	Хотя чаще всего выпускают именно нагрузку 800, но технология позволяет без дополнительных затрат сделать плиты и любой другой от 300 до 1600 кгс/м2.
Гладкость и ровность
Все-таки технология старая и формы у всех уже изношены, идеальных плит Вы не найдете, но и откровенно плохие попадаются редко. По внешнему виду на твердую 4-ку.	Изготавливаются на новейших стендах, разглаживаются экструдером. Как правило плиты намного лучше выглядят, хотя возможны и отдельные исключения.
Армирование
До длины 4,2 – простое сеточное, более длинные панели делают преднапряженными, т.к. использование натяжения позволяет добиться необходимой марки прочности меньшими затратами.	Преднапряженные при любой длине. В качестве струн в зависимости от проекта могут выступать как канаты 12к7 либо 9к7, так и проволока ВР-1.
Марка бетона
М-200	От М-400 до М-550
Заделка отверстий
Как правило выполняется на заводе. Если у Вас не сделано, обязательно залить бетоном М-200	Заделка отверстий не требуется, поскольку проектом заложена достаточность прочности торцевых сторон и без дополнительного укрепления

Нагрузка на пустотные плиты перекрытия

На практике часто встает вопрос, какую нагрузку способна нести железобетонная пустотная плита перекрытия, не сломается ли она от того или иного напряжения.

В любом случае на нее не должна опираться несущая стена. Капитальные (несущие) стены могут опираться строго либо на фундаментные блоки, либо на такие же стены нижних этажей.

Там где панель нахлестывается на несущую стену, она дополнительно укрепляется – с торцов отверстия пустот заливаются бетоном, а по бокам не рекомендуется делать нахлест более чем на 100 мм, т.е. до 1-ой пустоты.

Нагрузка может быть распределенная или точечная. Для распределенной нагрузки все просто – высчитать площадь плиты в м2, умножить на нагрузку согласно маркировки (как правило это 800 кг/м2) и вычесть собственный вес плиты. Так для ПК 42-12-8 имеем площадь = 5м2. Умножаем на 800 = 4 тн. И вычитаем собственный вес = 1,53 тн. Оставшиеся 2,5 тонны и будут допустимой распределенной нагрузкой. Можно, для примера, залить ее бетонной стяжкой в 20 см.

Для точечных нагрузок привести аналогичный расчет затруднительно, так как несущая способность плиты в случае точечного давления зависит не только от веса тела, но и от точки приложения. Так по краям панели значительно крепче, чем по центру. Обычно рекомендуют не превышать номинальную нагрузку более чем в 2 раза, т.е. до 1,6 тн при отсутствии других воздействий.

На практике чаще приходится рассчитывать комбинированную нагрузку от разных источников, таких как стяжка, мебель, люди, ненесущие перегородки. Тут следует довериться опыту советских НИИ, которые приняли нагрузку «8» типовой, т.е. достаточной для всех «стандартных» случаев использования.

Их расчеты основаны на следующих соображениях:

• собственный вес = 300 кг/м2
• стяжка + заливные полы = 150 кг/м2 (примерно 6-7 см.
• мебель + люди = 200 кг/м2
• стены/перегородки = 150 кг/м2

Если в вашем случае эти показатели существенно превышаются, возможно, стоит задуматься о приобретении панелей с более высокими показателями несущей способности.

Пустотные плиты перекрытия, благодаря армированию и свойствам бетона, распределяют вес давящего на них предмета на большую поверхность, чем фактическая площадь контакта. Так, например, если у Вас перегородка имеет ширину 100 мм., а вблизи нее других нагрузок нет, то давление это распределится по большей поверхности и не выйдет за пределы, заложенные в расчетах предельных норм.

Так же следует не забывать, что помимо постоянных (статических) нагрузок бывают и переменные (динамические). Например, стоящая на полу гиря будет оказывать значительно меньшее разрушительное воздействие, чем упавшая со шкафа. Поэтому динамических нагрузок на панели следует по возможности избегать.

Прогибы плит перекрытий

Иногда покупатели сталкиваются с ситуацией, когда железобетонные плиты перекрытий имеют разный прогиб, в том числе и в обратную сторону. Следует знать, что согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» прогиб свыше 1/150 части длины изделия не является браком. Так для наиболее проблемной ПБ 90-12 допустимая величина прогиба составляет аж 6 см.

Обратный прогиб чаще всего образуется при отпиле последней плиты перекрытия ПБ на стенде, когда ее длина значительно меньше диапазона длин, для которого стенд изначально готовился. Для более длинных плит дается большее натяжение и т.к. основное армирование идет по нижней поверхности плиты, при отпиле короткой плиты эта избыточная сила сжатия как бы выгибает плиту.

Чтобы избежать данной ситуации покупателям следует внимательно осматривать изделия перед приобретением. Как правило, железобетонную плиту с большим прогибом не сложно заметить в стопке других пустотных плит. Следует признать, что эти случаи все-таки редки и у хороших производителей практически не встречаются.

Ответ на вопрос о допустимом опирании панелей на стены Вы найдете в нашей статье Опирание плит перекрытий.

Перекрытие любого сооружения является важнейшим элементом, ответственным за надежность и безопасность. Плиты перекрытия пустотные давно стали самым распространенным способом монтажа этой системы. Они используются и в жилищном, и в промышленном строительстве.

Пустотные плиты перекрытия используются в жилищном и промышленном строительстве, они надежны, долговечны и экономичны.

Плиты перекрытия пустотные выпускаются в широкой номенклатуре, но их параметры достаточно жестко нормируются стандартами и строительными нормами. Однако при всей надежности стандартных плит важное значение имеет правильный выбор размеров, конструкции и типа элемента. Для этого надо предварительно оценить нагрузки и провести определенный расчет.

Особенности многопустотных плит перекрытия

Сборные типы перекрытий осуществляются с использованием плит, которые крепятся на несущие стены. Монолитные плиты в настоящее время применяются только при специальном строительстве.

Схема многопустотной плиты перекрытия с отверстиями.

Широкое распространение получили плиты перекрытия пустотные из железобетона. Такие плиты имеют продольные пустоты, которые заметно снижают их вес, при этом мало влияя на прочностные характеристики, так как сохраняется система армирования. В свою очередь, уменьшение веса перекрытия ведет к снижению нагрузок на опорные стены.

Пустотная конструкция позволяет существенно повысить теплоизоляционные характеристики из-за наличия воздушных прослоек. Кроме того, повышается звукоизоляция по тем же причинам. Наконец, воздушные каналы позволяют экономить бетон, что снижает стоимость изделия.

Вернуться к оглавлению

Конструкция плиты

Плиты перекрытия пустотные представляют собой железобетонную плиту правильной прямоугольной формы, в которой сформированы параллельные каналы, направленные продольно. Каналы могут быть разной формы, но наиболее часто они выполнены в виде сквозного круглого отверстия диаметром 150 мм (в некоторых конструкциях — 159 мм). На рис.1 приведена схема плиты.

(Рис.1) Схема многопустотной плиты перекрытия.

Рисунок 1. Схема многопустотной плиты перекрытия.

На схеме видно, что основными геометрическими параметрами являются длина L, ширина B и высота H. Стандартные плиты выпускаются длиной от 118 до 970 см, шириной от 99 до 350 см и высотой 22 см. Наибольшим спросом пользуется пустотная плита длиной 6 м и шириной 1,5 м, так как для ее монтажа подойдет кран грузоподъемностью не более 5 тонн. Вдоль отверстий в толще бетона проложена арматура. Количество отверстий может быть различным, в распространенной плите 6х1,5 м предусмотрено 6 штук.

Маркировка стандартизована, например, ПБ 12-10-8, расшифровывается следующим образом: 12 — длина в дм с учетом технологического зазора между плитами (ей соответствует ближайшая длина по стандарту — 118 см); 10 — ширина в дм (определяется аналогично длине); 8 — прочность на изгиб, т.е. 8 кг/дм². До настоящего времени реализуются плиты марки ПК, но они производятся по более старой технологии и имеют больший разброс размеров.

Вернуться к оглавлению

Особенности производства

Производство плит перекрытия.

Плиты изготавливаются способом безопалубного формования бетона на натянутую арматуру большой длиной с последующим разрезанием по заданным размерам. Основа выполняется обычно из бетона марки М400. В качестве арматуры используются нержавеющие стальные пруты типа А3 или А4, предварительно натянутые под нагрузкой. Для перераспределения натягивающей нагрузки по объему изделия на арматуру крепится армирующая сетка. После заливки бетоном излишки армирующих элементов срезаются под торец блока. Использование предварительно напряженных армирующих стержней позволяет увеличить прочность на изгиб, а торцевые части плит подтягиваются к средине, что упрочняет зону крепления перекрытия к опорной стене. После заливки изделие просушивается и подвергается контролю на соответствие прочности и размерам.

Вернуться к оглавлению

Особенности монтажа

Пустотные плиты перекрытия используются как межэтажные, цокольные и чердачные перекрытия. Они укладываются вплотную параллельно друг другу с опорой на несущие стены. Швы между плитами заделываются цементным раствором. Прочность крепления к стенам обеспечивается с помощью стальных анкеров, соединенных с монтажными петлями.

Схема монтажа пустотной плиты перекрытия.

Торцы блоков упрочняются на стене с использованием Г-образных анкеров. Длина участка плиты, опирающаяся на стену, является нормируемой величиной и должна составлять (не менее) при опоре на стену из бетонных панелей:

• для элементов длиной до 4,2 м — 7 см;
• длиной 4,2-6 м — 9 см;
• длиной 6-7,2 м — 10 см;
• длиной до 12 м — 12 см;
• при опоре на кирпичную кладку эта длина увеличивается на 30%.

Чтобы обеспечить надежность, обычно длину опорной части делают 12 см.

При монтаже перекрытия на стены из газобетона обязательным условием является установка армированного пояса. Пояс изготавливается по всему периметру и может быть выполнен из монолитного железобетона или из трех рядов полнотелого кирпича, армированного кладочной сеткой. Ширина пояса — 25 см, а толщина — не менее 12 см. Самым надежным решением является установка монолитного железобетонного пояса высотой более 15 см. Армирование представляет собой прямоугольный каркас из четырех прутьев арматуры A3 диаметром 10 мм.

Вернуться к оглавлению

Нагрузки на перекрытия

Правильное и неправильное опирание плит перекрытия.

Чтобы определить, какую конструкцию перекрытия монтировать в доме, необходимо провести предварительный расчет, который, прежде всего, опирается на величину нагрузок, действующих на перекрытия в процессе эксплуатации сооружения. Общая нагрузка может быть представлена как сумма отдельных нагрузок, т.е. F = F1+F2+F3+F4+F5, где F1 — вес самих плит, F2 — вес верхних элементов; F3 — вес нижних элементов; F4 — вес строительных конструкций; F5 — динамическая нагрузка.

Вес самой плиты (F1) является достаточно стабильной величиной, определенной размерами блока. Вес верхних элементов (F2) включает в себя массу всех напольных покрытий (стяжка пола, финишные покрытия) и стационарно установленной мебели и оборудования. Вес нижних элементов (F3) подразумевает массу штукатурки, подвесных потолков и всего, что крепится к потолку. Вес строительных конструкций (F4) определяется весом всех межкомнатных стен и перегородок, дверей, каминов и т.д. Наконец, динамическая нагрузка (F5) должна учитывать нахождение и перемещение людей, передвижение мебели, заливку воды в ванну и т.д.

Расчет нагрузки, возникающей от массы определенного предмета, должен учитывать площадь распределения этой массы.

Например, ванна с водой опирается только на ножки, это значит, что имеет место точечная нагрузка.

Вернуться к оглавлению

Расчет допустимой нагрузки

Максимально допустимая нагрузка, которая может быть приложена к плите, определяется ее конструкцией и жестко нормируется ГОСТ. Обычно используются пустотные плиты перекрытия с прочностью 800 кг/м².

Опалубка пустотной плиты перекрытия.

Расчет допустимой нагрузки сводится к определению фактических значений для конкретного помещения. Расчеты проводятся с условием, что монтаж перекрытия произведен правильно, с достаточной площадью опоры.

Прежде всего, определяется фактическая площадь используемой плиты: S = LxB (размеры плиты из рис.1). Например, использована плита площадью 6 х 1,5 = 9 м². Вес стандартной плиты ПК60-15-8 составляет 2850 кг, т.е. нагрузка — 317 кг/м². Общая допустимая нагрузка на такое основание может составить не более 800х9-2850=4350 кг.

Нагрузка (F1) определяется конструкцией пола, но обычно не превышает 200 кг/м², т.е. нагрузка на плиту составит 200х9=1800 кг. Нижняя нагрузка (F2) при условии отсутствия каких-то особых подвесных конструкций не превысит 70 кг/м² или 70х9=630 кг. Теперь можно выяснить, на какую дополнительную нагрузку можно рассчитывать при заселении помещения. Она составит 4350-1800-630=1920 кг. Однако для надежности рекомендуется учесть коэффициент запаса прочности, принимаемый обычно как 1,2. Окончательно полезная нагрузка составит 1920:1,2=1600 кг. Такой предварительный расчет показывает, что в распоряжении жильцов верхнего помещения остается 1600 кг нагрузки на одну плиту. Сюда войдут и перекрытия, и мебель, и все остальное.

Уточняющий расчет, как правило, производится, наоборот — вначале выполняется детальный расчет всех фактических нагрузок, а затем проводится сравнение общей нагрузки с прочностью плиты. Это дает возможность уточнить, выдержит ли перекрытие планируемую нагрузку.

Пустотные плиты являются распространенным и достаточно надежным элементом перекрытия сооружения любого назначения. Безопасность и долговечность конструкции определяется правильностью выбора блоков и проведения монтажа.

Хозяйственные постройки и сооружения из тяжелого бетона, такие как: погреб, бассейн, площадка под стоянку автомобиля, отмостка, стяжка пола и площадка перед входной группой дома, как правило, возводятся без разработки проекта.

Поэтому один из основных вопросов который интересует непрофессионального застройщика – это вопрос, какой должна быть толщина бетона площадки под машину, толщина бетона для теплого пола, а также толщина бетонных стен погреба или бассейна. Рассмотрим толщину конструкций этих распространенных видов бытовых и хозяйственных сооружений подробнее.

Толщина бетона для площадки под машину

Существует расхожее мнение, что толщина покрытия под те или иные цели в первую очередь зависит от веса автомобиля. На самом деле это не совсем так. Давайте рассчитаем величину нагрузки «на сжатие» (удельное давление) которое испытывает плита бетона от самой тяжелой легковой машины – внедорожника Jeep Cherokee, 2,8 CRD, массой 2520 кг. Определяем удельную нагрузку на бетон:

• Исходные данные для расчета: вес машины 2520 кг, ширина шины 23,5 см, количество шин 4 шт., габариты площади пятна контакта шины с бетоном 23,5х40 см (примерно).
• Определяем площадь давления: 23,5х40х4=3760 см2.
• Определяем удельное давление: 2520/3760=0,67 кг/см2.

Аналогичным методом, зная ширину колеса, количество колес и размеры отпечатка, можно определить удельное давление на бетон создаваемое любой машиной.

Однако! Самая ходовая марка тяжелого бетона М150, используемая для строительства таких сооружений как открытая площадка под машину и пол в гараже, выдерживает давление до 150 кгс/см2. Как следует из приведенного выше расчета, имеется большой запас прочности.

Поэтому удельным давлением, создаваемым любой легковой машиной можно пренебречь и рассмотреть необходимую толщину бетона под машину и толщину бетона в гараже с другой стороны.

При постановке машины на площадку или в гараж бетонная плита и бетонный пол испытывают, в том числе динамическую изгибающую нагрузку от веса движущейся машины. Как известно прочность бетона на изгиб в 8-10 раз меньше чем прочность на сжатие. Другими словами, толщина слоя бетона должна быть достаточной чтобы плита не раскололась под воздействием комплекса сил: динамических изгибающих и статических сжимающих.

Здесь можно воспользоваться практическим опытом и техническими требованиями ГОСТ 10180-2012 в части габаритов контрольных образцов бетона для лабораторных испытаний на сжатие и изгиб. Минимальный размер кубика для испытания на сжатие и изгиб по ГОСТ 10180-2012 – 100х100 мм. Точно такая же цифра фигурирует во всех практических отчетах опытных строителей.

Таким образом, толщина бетона под автомобиль (наружной площадки и пола в гараже) должна быть минимум 100 мм. Это самый оптимальный вариант.

Для надежности, плиту и пол рекомендуется армировать стальной проволокой или стальной арматурой.

Толщина бетона для пола

Толщина бетонной стяжки пола зависит от величины механического воздействия и оговаривается требованиями нормативного документа – СНиП 2.03.13-88:

• Очень высокий уровень механической нагрузки на поверхность пола: 50 мм.
• Большая нагрузка: 40 мм.
• Умеренное воздействие: 30 мм.
• Слабое воздействие 20 мм.

В практике строительства бетонных полов в квартирах, домах и придомовых постройках толщина заливки бетона по умолчанию принимается от 30 до 40 мм.

В последнее время частные дома оснащаются теплыми полами. При этом теплые полы бывают с электрическим и водяным подогревом. В первом случае конструкция нагревается специальными проводом, а во втором горячей водой циркулирующей по трубопроводам, находящимся в толще пола. Поэтому расчет толщины бетона для теплого пола производится индивидуально в зависимости от диаметра трубопровода или диаметра нагревательного провода.

В общем случае расчет следующий: 20-30 мм бетона под укладку нагревательных элементов +диаметр провода (6-7 мм) или диаметр трубы (обычно 22 мм, полудюймовая водогазопроводная труба)+20-40 мм (бетонной стяжки над нагревательным элементом).

Получается что для «электрического теплого пола толщина стяжки составляет в среднем 46-76 мм, а для «водяного» теплого пола 62-92 мм.

Толщина стен погреба из бетона

Подземное овощехранилище, возведенное из бетона – один из самых бюджетных вариантов при всех прочих равных условиях: долговечности и функциональности.

Так, если для строительства кирпичного погреба могут потребоваться услуги квалифицированного каменщика, обустроить бетонный погреб можно своими руками и тем самым сэкономить на дорогостоящем наемном труде.

При этом очень важным вопросом, от которого зависит конечная стоимость строительства сооружения, является вопрос оптимальной толщины стен овощехранилища.

Оптимальная толщина стен подземного погреба обустроенного в сухом грунте с низким стоянием грунтовых вод составляет 150 мм с обязательным вертикальным армированием. В этом случае стены не испытывают серьезных механических нагрузок, поэтому величина 150 мм, принимается исходя конструктивных соображений и удобства заливки.

При обустройстве сооружения во влажных грунтах с высоким стоянием грунтовых вод, стенки погреба в зимнее время испытывают достаточно серьезную нагрузку от пучения грунта. В этом случае толщина стен должна быть минимум 250 мм, также с обязательным вертикальным армированием.

Указанные величины подтверждаются практическим опытом строительства и эксплуатации бытовых подземных сооружений габаритами от 2х2 до 4х4 метра в плане.

Толщина стенки бассейна из бетона

Монолитный бетонный бассейн – это дорогостоящее сооружение. При этом цена бетона для заливки чаши сооружения, является одной из основных статей себестоимости строительства. Правильный расчет необходимого количества строительного материала дает возможность заказать оптимальное количество бетона и свести затраты на заливку чаши к минимально возможному «минимуму» при всех прочих равных условиях.

В части оптимальной толщины стенок бассейна нет требований нормативных документов, как в случае с толщиной бетона для площадки стяжки пола. Поэтому приходится пользоваться эмпирическими данными, полученными от опытных застройщиков подобных сооружений.

При обязательном горизонтальном и вертикальном армировании, толщина стенок бассейна, полученная эмпирическим способом и проверенная практикой, должна быть не менее 200-250 мм. Увеличение толщины стенки бассейна выше 250 мм ведет к неоправданному, довольно значительному увеличению стоимости строительства.

Чем измерить толщину?

Многих частных застройщиков, которые заказали строительство рассмотренных в этой статье сооружений компаниям или частным лицам, и не имеющим возможности наблюдать за работой лично, интересует вопрос контроля качества работ в части соблюдения подрядчиками проектной толщины бетона.

В этом случае понадобится прибор для измерения толщины бетона. Учитывая высокую стоимость подобного оборудования(250-260 тысяч рублей), есть смысл взять его в аренду на время проведения приемочных испытаний.

Толщиномер бетона TC300

Одним из оптимальных вариантов оборудования для контроля толщины бетонных сооружений является прибор «Толщиномер бетона TC300». Стоимость аренды подобных приборов доступна и находится в пределах 300-500 рублей в сутки с внесением соответствующего возвращаемого денежного залога.

Заключение

Подводя итог данному повествованию, стоит отметить, что при создании этой статьи учитывался успешный личный опыт строительства бетонных сооружений автора публикации и успешный опыт его коллег по бизнесу заслуживающих доверия.