Гладкая однопролетная плита – вот типичный пример самого простого вида монолитных железобетонных перекрытий. Принимается пролет от 1,5 до 3 мм, при этом толщина плиты колеблется от 60 до 100 мм (все зависит от пролета и нагрузки на плиту).
Если пролет составляет более трех метров, гладкая плита является неэкономичной, так как имеет большую толщину и малый удельный вес. В таком случае подойдет система из балок и плит, которые соединены друг с другом воедино (это кессонные и ребристые перекрытия).
Что такое ребристое перекрытие
Ребристое перекрытие – это конструкция, которая состоит из плиты и связанных с ней балок.
Как правило, поперек помещения кладутся мощные прогоны, которые носят название главных балок. Они опираются на колонну и наружные стены. Вдоль помещения располагаются второстепенные балки (ребра), которые опираются на прогоны и стены. При этом расстояние между осями ребер называется пролетом плиты и составляет два метра. Впрочем, пролет плиты может быть разным и составлять от 1,5 до 3 метров при толщине плиты от 60 до 100 мм.
Пролет размером от 4 до 6 метров является нормальным для второстепенной балки при условии, что ее высота получается допустимой относительно общей высоты перекрытия. Чаще всего высота балок с учетом толщины плиты составляет от 1/12 до 1/16 от пролета, ширина составляет от 1/8 до 1/12 от расстояния между осями балок. Главная балка, как правило, имеет большее сечение, чем второстепенная, поэтому для нее пролет может составлять от 6 до 9 метров. Поэтому ребристое перекрытие представляет собой прямоугольную сетку колонн, расположенных довольно далеко друг от друга.
У ребристых перекрытий до 50-70% всего бетона уходит только на плиту. За счет уменьшения расстояния между ребрами и их толщины, Вы получите более тонкую плиту. Если Вы хотите уменьшить толщину плиты для экономии бетона, используйте часторебристые перекрытия. Чтобы обустроить такие перекрытия, вместо опалубки используется разреженный настил из досок, которые опираются на прогоны. Эти прогоны поддерживаются при помощи временных деревянных стоек. По доскам происходит укладка керамических и шлакобетонных пустотелых камней, при этом поперечные швы между ними заполняются раствором.
Ряды камней укладываются таким образом, чтобы между ними оставалось специальное пространство для монтажа ребер из железобетона. На камни и ребра укладываются арматура, а затем проводится бетонирование ребер и плиты. Для того, чтобы защищать камни от возможного выпадения, боковые грани лучше делать рифлеными или скошенными.
Высота часторебристых перекрытий составляет от 20 до 30 см при размере пролета в 6 метров и при толщине плиты 30-50 мм. При этом ширина ребер должна быть от 60 до 120 мм, если расстояние между ними 250-600 мм. Часторебристые перекрытия обладают рядом преимуществ по сравнению с простыми ребристыми:
- Они более выгодные в плане расхода бетона;
- Создают гладкий потолок;
- Меньший расход древесины на опалубку;
- Перекрытия обладают меньшей конструктивной высотой;
- Более простая конструкция самой опалубки.
Кессонные перекрытия
Кессонные перекрытия представляют собой ребристые конструкции, где главные и второстепенные балки обладают одинаковой высотой. На потолке образуются квадратные и прямоугольные углубления, которые также называются кессонами. Такие перекрытия, тем не менее, не столь выгодны с точки зрения экономии, их используют только при сооружении определенных архитектурных конструкций.
Безбалочные перекрытия
Железобетонная плита в безбалочных перекрытиях имеет толщину от 150 до 200 мм. Она опирается прямо на колонны, в верхней части которых есть специальные расширения. Эти расширения называются капителями. При безбалочном перекрытии сетка колонн имеет квадратную форму с размером одной стороны в 5-6 метров.
Безбалочные перекрытия используются при больших нагрузках или при необходимости создать гладкий потолок:
- Бойни;
- Холодильники;
- Гаражи.
Сборные перекрытия из железобетона
Сборные железобетонные перекрытия обладают рядом преимуществ перед монолитными. Они отвечают всем требованиям комплексной механизации строительства зданий, а потому позволяют снизить трудозатраты и обойтись без устройства опалубки и подмостей. Кроме того, благодаря сборным железобетонным перекрытиям появляется возможность сократить сроки строительства.
В ходе проектирования конструкций элементов сборных перекрытий из железобетона каждый элемент максимально укрупняется, поскольку при этом сокращается количество монтажных операций по подъему и укладке элементов. Также удается сократить количество стыковых соединений. Наилучший вариант – одна плита перекрытия на каждую комнату, чтобы потолок был гладким.
В такой конструкции предусматриваются различные отверстия, борозды и каналы для:
- Электрических сетей;
- Водопроводно-канализационных коммуникаций;
- Отопительных сетей.
Сборные железобетонные перекрытия делятся на три группы:
- Балочные;
- Крупнопанельные;
- В виде плит или настилов.
Балочные перекрытия изготавливаются из балок таврового профиля и заполнения между ними. Заполнителем является накат из легкобетонных и гипсобетонных плит. Такой накат имеет длину 395 мм и толщину 80 мм. Также в качестве заполнителей используются:
- Армированные деревянные реечные каркасы;
- Брусковые каркасы (используются в междуэтажных перекрытиях);
- Легкобетонные плиты длиной 385 мм и толщиной 90 мм;
- Армированные сварные стальные сетки (в чердачных перекрытиях).
Для изоляции от воздушного переноса звука зазоры между накатом и балками нужно заделать раствором, а по накату насыпается шлак. В качестве наката используются легкобетонные двухпустотные камни-вкладыши, с длиной 195 мм и высотой 250 мм. При этом зазоры между балками и камнями необходимо как следует заполнить цементным раствором. Благодаря этому создается монолитное перекрытие повышенной жесткости. Швы заполняются и для улучшения звукоизоляции.
Чтобы использовать одни и те же типы балок в перекрытиях при различных по величине полезных нагрузках, создаются различные расстояния между осями:
- 600, 800 и 1000 мм при плитных накатах (ширина плит-накатов соответственно равна 510, 710 и 910 мм);
- 600 мм при заполнении из камней-вкладышей (510 мм).
Элементы балочных перекрытий обладают малым удельным весом, поэтому их сфера использования включает укладку в постройках, где есть краны малой грузоподъемности (максимум до тонны).
Перекрытия в виде настилов изготавливаются их ребристых или плоских элементов, которые укладываются вплотную и являются однотипными. Соединять элементы следует за счет заполнения промежутков цементным раствором. Такие элементы, плотно уложенные друг к другу, создают сплошную конструкцию перекрытия. Они не нуждаются в наличии балок и состоят только из:
- Несущей железобетонной части, которая офактуривается снизу;
- Конструкции пола;
- Термоизоляционного или звукоизоляционного слоя.
В качестве опор для настилов применяются прогоны или стены.
Пустотные настилы являются наиболее распространенными настилами, которые используются в практике современного строительства. Пустотные настилы имеют высоту 160 мм, если пролеты составляют от 4 метров, или 220 мм, если пролеты превышают 4 метра. Настилы обладают продольными пустотами: различного сечения:
- Круглого;
- Овального;
- Сводчатого.
Диаметр круглых отверстий составляет 160 мм при высоте настилов 220 мм, и также 120 мм при высоте настилов 160 мм.
Овально-сводчатые отверстия обладают длиной 350 мм и высотой 110 мм при условии, что настил имеет высоту 160 мм. При высоте настила 220 мм высота отверстий составляет 165 мм.
Настилы с овальными пустотами не используются в последнее время, так как их довольно сложно производить конвейерным способом.
Толщина бетона в настилах с круглыми пустотами составляет 120 мм при длине настила от 5,6 до 6 метров. Толщина бетона в настилах с овально-сводчатыми пустотами составляет 80 мм, с овальными – 100 мм. Как видите, настилы с овально-сводчатыми и овальными пустотами являются более выгодным вариантом в сравнении с настилами с круглыми пустотами.
Сегодня вместо настилов с круглыми пустотами используются их аналоги с вертикальными пустотами. Они уменьшают расход бетона приблизительно на 10-15% в сравнении с настилами с круглыми пустотами.
Вертикальные пустоты делают при бетонировании, если к вкладышам из труб, которые используются для образования круглых пустот, приварены швеллеры. В случае заделки в стены концов настилов с овальными и овально-сводчатыми пустотами, верхняя плита настила продавливается за счет вышележащей стены. Поэтому у таких настилов возможна заделка отверстий с одного торца в процессе формования. С другого торца заделка отверстий происходит после формования благодаря укладке в специально предусмотренные вырезы бетонных вкладышей на раствор.
Крупногабаритные настилы площади позволяют перекрывать целые комнаты. Они называются панелями перекрытия. За счет отсутствие стыков перекрытия обладают высокой звукоизоляцией от воздушного шума. Кроме того, панели перекрытия упрощают отделку потолка и повышают качество такой отделки. Такие панели можно производить на заводе с чистым полом.
Однослойные конструкции междуэтажных панельных перекрытий обладают весом до 300 килограмм на один квадратный метр. Это делается для повышения звукоизолирующей способности от воздушного шума.
В сооружении перекрытий раздельного тина применяют шумопоглощающую способность воздушного промежутка между верхней и нижней панелями перекрытия (между которыми нет жесткой связи). Такая способность также используется при обустройстве слоистых перекрытий и достигается при весе 200 килограммов на каждый квадратный метр.
В зависимости от конструктивной схемы существуют такие виды междуэтажных крупнопанельных перекрытий:
- Со слоистым полом;
- Раздельного типа;
- Со слоистым полом и раздельным потолком.
Первый вариант состоит из несущей панели, где нижняя поверхность применяется как потолок, а также слоистого пола. Пол включает слой мягкого и упругого материала, который обладает высоким коэффициентом звукоизоляции. Также в состав перекрытий со слоистым полом входят:
- Жесткое основание под полы;
- Чистый пол.
Перекрытие раздельного типа включает:
- Элементы пола и потолка, которые разобщены за счет замкнутой воздушной прослойки (обеспечивает изоляцию от воздушного и ударного шума);
- Звукоизолирующие прокладки, которые отделяют элемент пола от элемента потолка и стен.
Перекрытие раздельного типа бывает трех видов:
- Перекрытие из двух несущих панелей;
- Из одной несущей панели, на которую опирается раздельная конструкция пола;
- С одной несущей панелью, а также раздельным самонесущим или подвесным потолком.
Перекрытия с раздельным потолком и слоистым полом включают:
- Несущую панель, которая плотно связана со стенками;
- Слоистый пол;
- Подвесная или самонесущая конструкция потолка.
В зависимости от конструктивной формы панели перекрытия делятся на:
- Шатровые;
- Сплошные (их, в свою очередь, разделяют на однослойные и слоистые);
- Пустотные (круглые или вертикальные пустоты);
- Ребристые (с ребрами вверх или вниз).
Несущая сплошная однослойная панель – это плита из железобетона, которая имеет постоянное сечение и нижнюю поверхность, готовую под окраску. Верхняя поверхность такого изделия ровная и подготовлена к устройству пола. Такая панель обладает толщиной до 100 мм до 120 мм (при многослойной конструкцией пола) или 140 мм при монтаже по плите линолеума на упругой основе.
Сплошные однослойные предварительно напряженные железобетонные панели нашли себе применение в перекрытии больших пролетов размером от 6 до 6,6 метров. Такие панели имеют толщину 140 мм и обладают звукоизоляцией от воздушного шума (за счет большого удельного веса самой плиты).
Несущая слоистая сплошная панель является плитой с постоянным сечением. Ее нижний слой изготовлен из бетона более высокой степени прочности, в этом слое располагается растянутая арматура. Второй слой, наоборот, изготавливается из легкого бетона. В случае с трехслойными панелями верхний (третий) слой тоже изготовлен из бетона повышенной прочности. Как правило, он либо неармирован, либо слабоармирован.
Ребристые панели имеют ребра, которые обращены вверх или вниз. Те, что имеют ребра вверх, комплектуются с конструкцией пола прямо на заводе, за счет чего повышается степень заводской готовности, а также сохранности панелей при монтаже или хранении.
Несущие панели перекрытия с ребрами вниз используются в перекрытиях с:
- Слоистым звукоизоляционным полом;
- Раздельным потолком.
Большим спросом пользуются часторебристые панели с двумя вибропрокатными скорлупами, так как они более экономичны. При этом одна из скорлуп образует основание под чистый пол, вторая же используется в качестве потолка. Высокий коэффициент шумопоглощения в данном случае обеспечивается за счет:
- Звукоизоляционных прокладок;
- Сплошной воздушной прослойки.
При этом нижняя панель с ребрами вверх, называемая также панелью потолка, обладает готовой к покраске нижней поверхностью. Она жестко опирается на несущие стены и является своеобразной горизонтальной диафрагмой жесткости. Верхняя панель с ребрами вниз, называемая также панелью пола, имеет готовую для устройства пола верхнюю поверхность. Такая панель опирается на нижнюю панель, причем между этими двумя панелями находятся звукоизоляционные прокладки.
В эксплуатационном положении в панели пола, согласно условиям звукоизоляции, не должны располагаться жесткие связи со стенами или с нижней панелью. Эти панели комплектуются на заводе. Они обладают четырьмя монтажными петлями, которые скрепляют верхнюю и нижние скорлупы. Когда панель смонтирована, петли снимаются, а жесткие связи между скорлупами удаляют.
Однако раздельная конструкция перекрытия из двух часторебристых вибропрокатных скорлуп имеет и ряд недостатков. Главным из них является плохая звукоизоляция. Она снижается из-за появления в скорлупах трещин усадки, появляющихся при использовании песчаного бетона с большим расходом цемента или из-за слишком быстрого пропаривания изделий. Также из-за небольшой ширины опорной части верхней скорлупы (всего 60 мм) происходит смятие прокладок из ДВП и снижение их упругости. Зазор между стеной и верхней скорлупой нередко замоноличивают при помощи раствора, хотя по регламенту его нужно заполнять изоляционной древесноволокнистой плитой.
Из-за этих причин сегодня более выгодно использовать конструкцию междуэтажного перекрытия, представленную плоской железобетонной плитой (толщина составляет 140 мм). Вес этой плиты обеспечивает качественное шумопоглощение от воздушного переноса звука.
Многопустотные панели также широко применяются в строительстве. Но они стоят довольно дорого, кроме того, они плохо работают на изгиб в направлении, которое перпендикулярно к направлению пустот.
Шатровая панель обрамлена по контуру ребрами, которые обращены вниз и напоминают карниз. Каждая панель имеет размер с комнату, и их использование исключает из конструктивной схемы здания ригели. За счет небольшой толщины Вы получаете возможность снизить высоту этажа, при этом сохранив высоту помещения на прежнем уровне.
При сооружении железобетонных перекрытий в санузлах, в конструкцию перекрытия вводится слой гидроизоляции. Для этого прямо на настилы или панели наклеиваются два слоя рубероида, в качестве клея используется битумная мастика. В местах примыкания к стенам или перегородкам гидроизоляционный слой поднимается наверх на 100 мм.
Сегодня в санитарных узлах вместо оклеенной гидроизоляции перекрытий используют цементно-песчаную стяжку, которая имеет толщину 30 мм. Такая стяжка затворена на трехпроцентном растворе натрий алюмината. Стяжка обеспечивает защиту от попадания воды через перекрытие. Гидроизоляционные стяжки из цементно-песчаных растворов могут содержать хлорное железо. Они способствуют снижению водопроницаемости.
Для чердачных перекрытий на железобетонных настилы или панели кладутся слой гидроизоляции, а затей – утеплитель. Гидроизоляция представляет собой один или два слоя пергамина или толь-кожи, они кладутся на тот или иной вид мастики. Утеплителем служат керамзит или котельный шлак. Чтобы снизить удельный вес и трудоемкость, используются такие утеплители, как:
- Фибролит;
- Плиты из газоблока или пенобетона;
- Минеральная вата.
В случае с балочными перекрытиями слой утеплителя кладется между балками, а балки из ЖБИ отепляются при помощи матов из минеральной ваты.
Современные требования к строительству запрещают использование котельного шлака в чердачных перекрытиях как основного утеплителя. Это связано с трудоемкостью работ по доставке и засыпке шлака. При этом нужно помнить, что масса одного квадратного метра чердачного перекрытия, где утеплителем служит шлак, достигает 550 килограмм. При использовании армопенобетонных настилов, где совмещаются теплоизоляционные и несущие функции, Вы сможете вдвое уменьшить удельный вес чердачного перекрытия и снизить трудоемкость его монтажа.
При устройстве железобетонных перекрытий над подпольями и холодными подвалами нужно позаботиться об укладке теплоизолятора. Но здесь слой пароизоляции будет располагаться не под, а над утеплителем.
Сборные армосиликатные и керамические перекрытия на сегодняшний день являются наиболее популярными типами перекрытий. Они более экономичны в плане расходе цемента и стоимости на фоне железобетонных. Армосиликатные конструкции перекрытий изготавливаются не из цемента, а из извести и песка. Они проходят обработку в автоклавах при высоком давлении и высокой температуре.
Керамические перекрытия состоят из пустотелых керамических камней малой толщины. Из них строят балки и панели. Камни соединяются друг с другом за счет стальной арматуры и цементного раствора.