Основні функції та застосування

Стандартна залізобетонна плита є плоским шматком бетону прямокутної форми з каркасом зі сталевих прутів усередині і спеціальними петлями зовні. Зазвичай такі плити використовуються для монтажу перекриттів різноманітних будівель та споруд. Існує велика кількість виробів, які відрізняються за вагою, розмірами, параметрами.

Як перекриття плита бере на себе повну вагу інших елементів конструкції, приймає несучу навантаження і поступово розподіляє її далі. Правильність виконання розрахунків та підбір відповідних плит безпосередньо впливають на міцність, надійність та довговічність усієї будівлі.

Основні характеристики перекриття залізобетонними плитами:

• Міцність – через необхідність витримувати серйозні розрахункові несучі навантаження
• Жорсткість – у конструкції перекриття повинні бути виключені помітні перегини навіть при великих навантаженнях, у зв’язку з чим допустимим показником вважається 1/200 прольоту для горищних перекриттів та 1/250 прольоту міжповерхових перекриттів
• Теплозахист – особливо актуальний для житлових будівель
• Звукоізоляція – для забезпечення оптимального захисту приміщення від зовнішніх звуків
• Вогнетривкість – у допустимих межах
• Економічність – бажано поєднання мінімальної ваги з невеликою товщиною та високими характеристиками міцності/жорсткості
• Індустріальність всіх елементів, простота монтажу

Головні функції та сфера застосування плити перекриття ЗБВ:

• Формування конструкцій перекриттів, покриттів споруд. Найчастіше плити використовуються в таких конструкціях певним чином: краї виробу спираються на прогони/стіни, середня частина сприймає навантаження (тільки розосереджене, важкі масивні предмети розміщувати заборонено – жодних колон тощо).
• Сприйняття навантаження та забезпечення просторової жорсткості будівлі – плити замонолічують в один цільний диск, жорстко пов’язаний зі стінами, що особливо актуально в сейсмонебезпечних зонах.
• Облаштування експлуатованої та плоскої покрівлі – найчастіше використовуються плити багатопустотні для будівель та споруд. У таких плитах прокладають комунікації (але не в швах).
• Використання б/в плит при виконанні найрізноманітніших завдань (крім основних – перекриття з них краще не робити) – споруджують доріжки, огорожі, паркани, мости, під’їзні шляхи, тимчасові дороги, використовують як несучу конструкцію для облаштування підлоги по грунту і т.д. буд.

Загальна вартість плит перекриттів (розміри, вага можуть бути різними) складає до 20% від загальних витрат на будівництво будівлі. Тому в цьому випадку актуальним є питання вибору оптимальних за властивостями виробів за підходящою вартістю.

З одного боку, економія якості може стати причиною швидкого руйнування споруди, з іншого ж – немає сенсу переплачувати за перевищення параметрів, які не актуальні в експлуатації.

Переваги

Плити перекриття збірні залізобетонні мають певні переваги і недоліки. Плюсів їх використання у монтажі різних будівель набагато більше, тому різні типи виробів активно застосовуються у будівництві тих чи інших об’єктів.

Основні переваги плит перекриття:

• Правильні геометричні розміри, рівність та гладкість плит – що значно полегшує розрахунки, монтаж, подальше оздоблення поверхонь.
• Простота виконання конструкції – не потрібно ні монтажні опори, ні опалубка, плити легко і просто монтуються в будь-яку конструкцію.
• Швидкість виконання робіт – відразу після встановлення плити можна експлуатувати (а не вичікувати, як у випадку із заливкою бетоном, 28 днів).
• Можливість навантажувати плиту відразу після завершення монтажу.
• Прекрасні звукоізоляційні та теплоізоляційні характеристики.
• Високі показники міцності, надійності, твердості.
• Більш легкий монтаж різних комунікацій – коли виконується збірне залізобетонне перекриття із багатопустотних плит, в отворах яких можна прокладати кабелі, труби тощо.

З недоліків застосування плит у будівництві варто відзначити лише необхідність залучення спецтехніки для монтажу та можливі проблеми з доставкою. Але ці мінуси умовні, оскільки виробництвом плит займаються багато підприємств не тільки в Києві, а й у регіонах, а оренда крана не є складними.

Міцність плит та натяг арматури

Бетон за своїми характеристиками має хорошу міцність на стиск, але для міжповерхових перекриттів важливіше зберегти цілісність при згинанні. Щоб забезпечити міцність плити перекриття, в неї закладається арматура таким способом, щоб забезпечити не тільки цілісність плити, але і опір вигину. Досягається це рахунок стиснення бетону арматурою, що була перед заливкою розчину попередньо розтягнута, а після застигання бетону звільнена. Такі вироби отримали назву попередньо напр.яженні залізобетонні конструкції.

Існують чотири способи натягу арматури:

• електротермічний;
• механічний;
• електромеханічний;
• фізико-хімічний.

У першому випадку розтягування досягається рахунок розігріву арматури електричним струмом. У другому – домкратами. Друга назва цього способу – гідравлічний натяг арматури. Третій комбінує перші два способи. І нарешті, четвертий заснований на самонапрузі конструкції внаслідок використання якості цементу до розширення.

Залежно від призначення та передбачуваних умов застосування плити поділяють на кілька основних категорій. Кожен з різновидів відрізняється також і за технологією, тому їх слід розглянути окремо.

Особливості виготовлення

Залізобетон утворюється в процесі посилення звичайного бетону за допомогою армування, яке передбачає застосування каркасів зі стрижнів або дроту. Завдяки поєднанню заліза з бетоном у різних пропорціях досягається різний рівень міцності. При цьому конструктивно арматурний каркас прихований усередині бетону, який захищає його корозійних процесів, руйнування та згубного впливу зовнішнього середовища. При цьому армування значно посилює тендітний без того бетон, завдяки чому виробиможуть витримувати значні навантаження на стиск. Складовими виробів є такі компоненти:

• бетон, який диференціюється на силікатний, важкий та легкий;
• сталевий каркас.

У свою чергу арматура може бути робочим каркасом, який розташовується знизу і служить для посилення ЗБВ при роботі на вигин, а також монтажні конструкції, необхідні для фіксації стрижнів і формування обсягу.

Як бетонний матеріал використовуються різні суміші з дрібнозернистим наповнювачем з кварцового піску, а також крупнозернистого — вапняку та щебеню. При цьому вид заповнювача позначається не тільки на структурі бетону, але й бере участь у формуванні характеристик міцності.

Вимоги щодо ГОСТ

Базовим нормативним документом для залізобетонних перекриттів ПК є ДЕРЖСТАНДАРТ No 26434, виданий у 2015 році. Також застосовуються:

• 13015-2012;
• 21779-82;
• ГОСТ 23009-2016.

Вони регламентують модифікації заводських виробів, їх розміри та виробничі характеристики:

1. Діапазон довжин від 1.7 до 12 м-коду.
2. Діапазон типорозмірів шириною: 1.0-3.6 м.
3. Різновид за товщиною: 160-300 мм.
4. Вага від 0.800-8.600 т.
5. Дозволене навантаження на ПК: 3-13 кПа.
6. Види бетону: важкий, щільний силікатний та легкий.
7. Проектний розмір між порожнечами центрами: 139-233 мм.
8. Число зон спирання: 2, 3 та 4.
9. Арматура — напружена/ненапружена.

Сфера застосування

Пустотілі плити активно задіяні при облаштуванні перекриттів на стиках між поверхами в цегляних, бетонних та блокових спорудах.

Конструкція знайшла застосування у будівництві багатоповерхових приміщень та приватних жител. Залізобетонні варіанти можуть виконувати роль несучих каркасів. Під час зведення промислових комплексів використовуються багатопустотні плити перекриття.

Ще плити потрібні для укладання теплотрас. Вони дозволяють розмістити труби та сховати їх під шаром землі, зберігши від пошкоджень.

Залежно від конструкційних особливостей плити бувають:

1. Порожніми.
2. Ребристими.
3. Повнотілі.
4. Монолітні.
5. Суцільними додатковими.
6. Полегшеними.

Повнотілі вироби забезпечують надійний захист від пошкоджень та прогинів. За мінімальної товщини 160 мм вони демонструють високі теплоізоляційні властивості і не бояться агресивних впливів.

Порожні різновиди розробляються для будівництва будівель з цегли, бетону і стінових блоків і встановлюються між поверхами. Оскільки конструкція не є монолітною, її тепло- та звукоізоляція покращуються.

Ребристі вироби використовуються для облаштування дахів у будівлях промислового типу. У більшості випадків їх встановлюють у:

1. Складах.
2. Виробничі гаражі.
3. Ангарах.

Перелічені будівлі можуть не опалюватись і мати велику площу.

Плюсом монолітних рішень є їхня міцність, оскільки в процесі виробництва використовується армований залізобетон. Ще вони не бояться великих навантажень і підходять для будівництва багатоповерхових будівель.

Суцільні плити створюються на основі бетону підвищеної щільності, що обумовлює високі характеристики міцності і стійкість до інтенсивної експлуатації.

Полегшений варіант має невелику вагу і багатопустотну структуру. Його можна застосовувати при зведенні приміщень із недостатньо міцною основою. Плита знижує навантаження на фундамент.

Стандартні максимальні та мінімальні типорозміри

Залежно від об’ємно-планувальних та конструктивних рішень будівлі, а також обмежень виробничих ліній, існують такі розмірні ланцюжки плит перекриттів:

1. Багатопустотні плити з товщиною 220 мм мають маркування ПК. Є найбільш популярними конструктивними елементами перекриттів завдяки простоті монтажу, підвищеній міцності при експлуатації та відносно невеликій масі. Розмірний ряд цих плит регламентується ГОСТ 26434-2015:
   • 1ПК, 2ПК, 3ПК – довжина таких виробів становить від 2,4 до 7,5 м (тобто сюди ж входять розміри 5400 мм) з модульним кроком 0,3 м. Найбільш популярними вважаються плити завдовжки 6 метрів, оскільки вони прив’язуються до типових серій панельних багатоквартирних будинків. Індекси 1, 2 або 3 у маркуванні означають різні діаметри круглих порожнин – 159, 140 або 127 мм. Ширина виробів може становити 1000, 1200, 1500 чи 1800 мм.
   • 1ПКТ – особлива серія “пустоток”, що спираються по 3 сторонах, що мають довжину 9 метрів і ширину 1000, 1200, 1500 мм.
   • 1ПКТ, 2ПКТ, 3ПКТ – довжина становить від 3,6 до 7,5 м із тим самим кроком 0,3 м. Ширина варіюється від 2,4 до 3,6 м із тим самим модульним інтервалом. Спирання відбувається також по 3 сторонах, що свідчить позначення «Т».
   • 1ПКК, 2ПКК, 3ПКК – спираються по 4 сторони, перекриваючи відразу всю кімнату. Довжина таких виробів становить 2,4 – 3,6 м з кроком 0,3 м, а ширина має великі габарити – 4,8 – 7,2 м із тим самим інтервалом. Пов’язано це з особливою розрахунковою схемою – подібні перекриття працюють по короткій стороні, тобто вздовж розташування порожнин.
2. Багатопустотні плити з товщиною 260 мм, призначені для сприйняття підвищених навантажень і застосовуються як у житлових, так і в громадських будівлях:
   • 4ПК – довжина від 2,4 до 9 м, крок 0,3 м. Ширина – 1000, 1200 та 1500 мм. Діаметр порожнин 159 мм.
   • 5ПК – посилені плити з великими порожнечами – 180 мм. Мають три типорозміри за довжиною – 6, 9 та 12 м. Ширина та сама, що й у 4ПК.
   • ПГ – особлива серія з грушоподібними витягнутими порожнечами. Як і 5ПК, випускаються з довжинами 6, 9 та 12 метрів, та з ідентичною шириною.
   • Багатопустотні деталі перекриттів з товщиною 300 мм – призначені для найбільш відповідальних пролітних конструкцій. Мають маркування 6ПК, довжину 12 м, ширину 1000, 1200 або 1500 мм та діаметр порожнеч 203 мм.
   • Полегшені багатопустотні плити з товщиною 160 мм та діаметром порожнеч 114 мм. По довжині варіюються від 3,6 до 6,3 м з кроком 0,3 м. Ширина – 1000, 1200, 1500 та 1800 мм.

Панелей ПБ

Нещодавно багато заводів були оснащені принципово новим обладнанням для формування багатопустотних конструкцій. Особливість даних ліній полягає в тому, що виріб виготовляється не методом заливки з подальшим твердінням автоклавним, а напівсухим вібропресуванням.

Такі вироби формуються будь-якої довжини, наскільки дозволяє виробнича лінія. Після твердіння елемент може нарізатися будь-який розмір, відповідно до проекту.

Модульними залишаються товщина (160, 220, 260 або 300 мм) та ширина (900, 1000, 1200, …, 3600 мм з кроком 300 мм). Мають маркування ПБ, а індекси їм присвоюються безпосередньо з виробництва.

Ребристих

Багато громадських та виробничих будівель, для яких форма стелі не має великого значення, перекривають ребристими плитами.

Дані вироби зручні в монтажі і мають малу масу, порівняно з «пустотками». Мають П-подібну форму – з їх довгих боків влаштовані балки, що сприймають навантаження, нерозривно пов’язані з тонкими горизонтальними конструкціями.

Такі перекриття випускаються з такими габаритами:

• ПРТм-1, довжина вздовж ребер твердості 1170 мм, ширина між ребрами 390 мм, товщина горизонтальної «шкаралупи» 90 мм;
• ПРТм-2 – 1370 х 390 х 90;
• ПРТм-3 – 1570 х 390 х 90;
• ПРТм-4 – 1770 х 390 х 90;
• ПРТм-5 – 1970 х 390 х 120;
• ПРТм-6 – 2170 х 390 х 120;
• ПРТм-7 – 2370 х 390 х 120;
• ПРТм-8 – 2570 х 390 х 120;
• ПРТм-9 – 2770 х 390 х 120;
• ПРТм-10 – 2970 х 390 х 150;
• ПРТм-11 – 3170 х 390 х 150;
• ПРТм-12 – 3370 х 390 х 150;
• ПРТм-13 – 3570 х 390 х 150.

Залежно від виду і величини навантаження, що сприймається, ребра можуть бути 300 або 400 мм заввишки.

Суцільних

Ще один, менш поширений тип збірних залізобетонних плит перекриттів – суцільні елементи, що не мають порожнин або ребер жорсткості.

Такі елементи рідко використовуються як самостійна конструкція і призначені для локального перекриття прольоту як добори, або в тих місцях, де застосування інших елементів неможливо.

Габарити залежить від параметрів опалубки на заводі, де вони виготовляються. Найчастіше виробники випускають вироби з товщинами:

• 100;
• 120;
• 140;
• 160мм.

Довжина варіюється в межах від 1,6 до 5 м, а ширина від 0,9 до 2,4 м з кроком 0,1 м. Однак, при розміщенні індивідуального замовлення, виробничі потужності багатьох підприємств дозволяють випустити такі вироби з нестандартними розмірами.

Збірні плити

Виготовляються з виробництва, своєю чергою поділяються на два типи. В’язані перекриття створюють із застосуванням тонкого двоміліметрового дроту. Процес виготовлення її трудомісткий. Другий тип, зварні конструкції, створюють із застосуванням електричного або газового зварювання прямої арматури.

Збірні перекриття:

1. відрізняються за розмірами;
2. може бути масою від 0,5 до 2 тонн.

Виробляються елементи із малорозмірним заповненням, а також повністю покривають площу приміщення. Особливий вид збірних перекриттів – багатопустотні.

Усередині них порожнистий простір, розділений на частини, в основі конструкції каркас із залізної арматури. Випускаються вони поелементно, кожна конструкція невеликої ширини. Перекриття потрібної площі збирається із кількох частин.

Монолітні конструкції

Попередній та даний види панелей мають однакову сферу застосування та встановлюються там, де є необхідність створити міцну споруду, здатну витримати наднавантаження. Така перегородка не містить порожнин і створюється безпосередньо на будмайданчику за наявними точними розрахунками, тому вона може приймати будь-яку конфігурацію та розміри, обмежені лише площею об’єкта, що зводиться.

Принципи розрахунку перекриттів

Щоб споруда прослужила не одне десятиліття, потрібно правильно підібрати збірні залізобетонні плити перекриття або грамотно розрахувати монолітну конструкцію.

При цьому враховується тривале навантаження (від вище розташованих будівельних конструкцій, меблів, техніки тощо), а також короткочасне (люди, обладнання для будівництва та ремонту тощо). У розрахунок береться статичні та динамічні впливи на перекриття, зосереджене та розподільне навантаження, міцність опорних конструкцій, власна вага плити.

Розрахунки слід довірити професіоналам, особливо якщо йдеться про монолітні перекриття. При самостійному будівництві невеликого приватного будинку простіше самостійно вибрати стандартні плити перекриття, так як їхня здатність відома. Якщо самостійні розрахунки виявилися не вірними, або будинок отримав пошкодження внаслідок землетрусу, пожежі чи інших зовнішніх впливів, можна виконати посилення плит перекриття.

Розміри плит перекриття завширшки 1.2 (м)

Маркування типової плити l (довжина плити мм) b (ширина плити мм) h (висота плити мм) m (маса плити кг)

Розміри плит перекриття завширшки 1.5 (м)

Маркування типової моделі l (довжина плити в мм) b (ширина плити в мм) h (висота плити в мм) m (маса плити в кг)

Розміри плит перекриття шириною 1(м)

Маркування типової плитиl (довжина плити мм) b (ширина плити мм) h (висота плити мм) m (маса плити кг)

Особливості застосування та монтажу

Вибір та встановлення багатопустотних плит ПК виконують обов’язково лише у суворій відповідності проекту. По ньому розробляється технологічна карта (ТК) виконання робіт, у якій позначається склад бригади, план та схема встановлення конструкцій, необхідні матеріали та обладнання.

Обов’язкові умови монтажу плит ПК:

1. Розмір спирання ПК на несучі елементи вибирається за матеріалом стін: залізобетон від 80 до 150 мм; цегла від 80 мм до 160 мм; легкі бетонні блоки від 100 до 160 мм; залізні конструкції – 70 мм. Не допускається при будь-яких різновидах стін збільшувати довжину спирання понад 200 мм, оскільки плита працюватиме, як защемлена балка, і навантаження поводитимуться не так, як розрахункові.
2. Не допускається закривати першою плитою одночасно три стіни. Оскільки в ній виникатимуть напруги, які не враховані розрахунками та обраним армокаркасом, через що плита ймовірно просто трісне.
3. Порожнечі закладають бетоном на глибину спирання плит, щоб посилити цю зону від додаткових напруг викликаних новоутвореними навантаженнями від затискання, крім того це також захистити конструкцію від потрапляння в неї води.

Скільки важить: методика розрахунку маси

На масу даного типу ЗБВ впливають три ключові характеристики:

• Щільність основного матеріалу.
• Типорозмір застосовуваної арматури чи знання її ваги 1 куб.м.
• Форма виробу.

Маса типової конструкції, що має прямокутну форму, розраховують на підставі виразу:

m=l*b*c*p+ma, де

• l – Довжина;

• b – ширина;

• h – висота;

• p – Щільність бетону;

• ma – вага арматури, що використовується.

Всі ці параметри можна дізнатися з документації на ЗБВ.

Приклад розрахунку ваги плити довжиною 6 м, шириною 1,5 м, висотою 20 см з бетону щільністю 1400 кг/м3 та вагою арматури 80 кг/1 м3:

M = 6 * 1,5 * 02, * 1400 + (80 * 1,8) = 2124 кг.

Для проведення орієнтовних розрахунків знадобиться використання довідкових даних, які у кожної марки бетону різні:

Необхідно врахувати, що вага плити розраховують, керуючись сумою маси бетону та ваги арматури, використаних при виробництві ЗБ виробів. Витрата арматури – це довідкова величина і її можна знайти у будівельних нормативах.

Наслідки неправильного визначення

Безпека і надійність будови безпосередньо залежить від правильності всіх вироблених розрахунків, зокрема. маси кожної конкретної плити. Навантаження на стіни та фундамент розраховуються з урахуванням маси бетонних перекриттів. Тому помилки на цьому етапі загрожують підвищеним зносом будівлі, її обваленням та людськими жертвами.

Особливості виробництва бетонних плит об’ємом 2 м³ та конструкцій інших розмірів

Залізобетон є матеріал, що складається з суміші бетону, посилений за допомогою арматурних прутів або дроту. Саме таке поєднання складових робить різного розміру залізобетонні плити міцним будівельним матеріалом. Завдяки тому, що сталеві арматурні прути знаходяться всередині бетонної суміші, вони надійно захищені від корозії та шкідливого впливу навколишнього середовища.

У свою чергу, сталеві елементи покращують несучі характеристики бетонної суміші, яка відрізняється відносною крихкістю. Саме в результаті такого поєднання залізобетонні конструкції характеризуються здатністю протистояти стиску. Таким чином, незалежно від розміру, плити складаються з таких елементів:

• арматури;
• бетону, який буває легким, важким чи силікатним.

Усередині бетонної суміші знаходяться сталеві арматурні прути, що роблять плити міцнішими.

Арматурні вставки є сталевими прутами або дротяними пучками, які, у свою чергу, діляться на такі види:

1. Робітники. Розміщуються в нижній частині залізобетонних виробів та працюють на вигин.
2. Монтажні. Складають основу або скелет конструкції, їх головне завдання – надання плиті об’єму та фіксація розміщення лозин робочої арматури.

Для виробництва перекриттів застосовується важкий, напружений бетон, що складається з води, цементної суміші та особливого наповнювача, який поділяється на такі види, як:

• крупнозернистий, що складається із щебеню або вапняку;
• дрібнозернистий, основа якого – кварцовий пісок.

Основними активними складовими, з яких складається бетон, є цемент та вода. Завдяки їхній взаємодії виходить цементний камінь, що скріплює зерна наповнювача, внаслідок чого і виходить цілісний моноліт.

Цікава інформація! Внаслідок того, що цемент не взаємодіє із наповнювачем, його вважають інертним матеріалом. Однак наповнювач, незалежно від зернистості, має основний вплив на властивості та структуру бетону.

Залізобетонні плити перекриття виготовляються з конструкційних важких та легких бетонних сумішей.

Якщо при виготовленні плит використовується попередньо стиснутий бетон, який називається напруженим, для його армування застосовуються прути в трохи розтягнутому стані, що значно підвищує міцність перекриттів. На обсяг виробів впливатиме не тільки розмір бетонних плит, а й характеристики деталей, що використовуються у виробництві.