Как рассчитать объем бетона по профлисту
Сложно сегодня представить строительство, которое могло бы обойтись без применения бетонирования. Конструкции из железобетона присутствуют в фундаменте сооружений, в междуэтажных перекрытиях. Не лишним будет отметить, что в процессе строительства объектов разного назначения вместо сборного железобетона все чаще используют монолитный. В большей степени это касается зданий, имеющих металлический каркас.
В индивидуальном строительстве особо распространено монолитное перекрытие по профнастилу. Такое решение подходит, к примеру, для сооружений, имеющих нестандартные пролеты или большое количество отверстий, проемов. Рабочий диапазон нагрузок достаточно широк. При эксплуатации несъемная опалубка для перекрытий из профлиста выступает также в роли дополнительного внешнего армирования, поскольку не позволяет бетону растечься в процессе застывания. Это существенно повышает прочностные характеристики возводимой конструкции и ее несущую способность.
Такая конструкция представляет из себя пирог, состоящий из следующих прослоек:
- балки; профнастил; гибкая арматура, выложенная по волне; установленный вертикально стержневой анкер; арматурная сетка; стяжка по профлисту.
- Организационные и финансовые издержки при устройстве перекрытия по профнастилу не особо высоки. Геометрическая форма и размеры у них могут быть практически любыми. Заливка перекрытия по профнастилу менее трудоемкая и не требует установки опалубки. Гребни профилированного металлического листа существенно уменьшают расход бетона, что зачастую становится важным аргументом в пользу выбора данного решения. Монтаж системы довольно прост, и справиться с ним сможет и новичок. За счет относительно небольшого веса профлистов монолитное перекрытие весит меньше, чем традиционные железобетонные конструкции с разборной опалубкой. И это при их довольно-таки высокой прочности. Таким образом такая система воздействует на фундамент с меньшей силой, что позволяет эффективно использовать ее при ремонте в ветхих зданиях. К тому же профлист позволяет добиться равномерного распределения всех усилий на фундамент.
- Профнастил, став частью монолитной конструкции, фактически выполняет функции основного армирующего каркаса. Конструктивная толщина бетонного перекрытия по профнастилу может различаться зависимо от мест применения, поэтому требует предварительного расчета. Монтаж занимает значительно меньше времени. Готовая плита перекрытия по профнастилу не менее прочна, чем остальные аналоги. Более того, металлопрофиль делает всю конструкцию даже более жесткой и надежной. Профнастил для перекрытия может различаться по разновидности и марке. Перекрытие огнестойкое: огнестойкость однопролетной плиты с внешним открытым армированием составляет примерно пол часа, а в случае многопролетных монолитных конструкций, армированных по пролету – от 45 минут.
- Межэтажные металлические перекрытия имеют особое опалубочное усиление, дающее возможность сразу же получить потолок, которому не требуется дополнительная отделка или доработка. Особенно часто конструкции этого типа используют для зданий, имеющих металлический каркас. Колонны связываются с перекрытием посредством арматуры, что делает каркас, более жестким и устойчивым.
Такая конструкция – это цельная плита, забетонированная на профнастиле. Опорами для нее могут служить кирпичные стены и бетон, каркас из стали и железобетонные элементы.
Монолитные системы могут иметь разную конструкцию, скажем, ребристые и безбалочные.
- с плитами по профнастилу. Каркасом для них служат балки, опирающиеся на колонны. Величина пролета варьируется в пределах 4–6 м. Что же касается толщины плиты, то она зависит от уровня нагрузки, а также размеров. Однако наиболее чаще встречается толщина в диапазоне 60–160 мм. со второстепенными балками помимо плит. Толщина плит здесь – не более 120 мм. Стоимость монолитного перекрытия в этом случае выше, к тому же для его обустройства требуется больше времени.
- Технология перекрытия по профлисту сводится к монтажу опалубка из металлопрофиля, поверх которого сооружен арматурный каркас. Нагрузка, воздействующую на бетонную плиту, через монолитное перекрытие по металлическим балкам передается на опорные балки и фундамент. Вид и марка профнастила для перекрытий, сечение металлических элементов арматуры и габариты бетонной полки зависят от длины пролета между опорами и от эксплуатационной нагрузки. Для расчета толщины плиты чаще всего пользуются его отношением к величине пролета, равным один к тридцати. То есть, при длине пролета в 6 метров толщина бетонного слоя должна как минимум равняться 20 см.
- Расчет монолитного перекрытия по профнастилу основывается на испытываемых им расчетных нагрузках, а также весе имеющихся конструкций и размерах сооружаемого здания. От этих параметров зависит, каким должен быть профиль и сечение металлических опорных балок каркаса, колонн, характеристики фундамента. Системы данного типа относят к разряду конструктивно ответственных строй объектов, поэтому монтажные работы начинают только после подготовки соответствующей проектной документации. Последнюю, как и расчет прочностных характеристик выполняют на основе соответствующих СниП, в частности касающихся стальных или ж/б (бетонных) конструкций. Такой расчет достаточно сложен и трудоемок, поэтому проектировщики, как правило, прибегают к помощи специальных программ. Рабочая документация монолитного бетонного перекрытия по профнастилу включает план, чертежи опалубки, армирования (в основном в формате dwg), а также спецификацию материалов.
Заливка бетона по профлисту требует технически грамотного подхода к начальному этапу работы. Предварительно необходимо:
- рассчитать с требуемым запасом прочности материал, из которого изготавливают каркас; подобрать вид металлопрофиля, определиться с размерами листа и толщиной материала; провести расчет сортамента арматуры, которая предназначена для устройства несущего каркаса.
Таким образом, подготовительный расчетный этап позволяет выяснить, какой необходим сортамент, номенклатуру металлических балок и колонн. Для колонн в качестве базового материала используют трубы из стали профильного сечения. Для изготовления балок используют металлические швеллера. От точности расчета монолитной системы зависит устойчивость всей конструкции.
При выборе длины профнастила учитывают ряд важных моментов:
- чтобы лист в дальнейшем не прогибался, опор должно быть три вместо двух; при коротких пролетах заливать бетон будет проще, так как давление при этом будет меньше.
Для крепления профлиста на металлическую основу обычно пользуются специальными саморезами , оснащенными усиленным буром. Благодаря такому усилению, саморез с легкостью проникает в швеллер. Причем совсем необязательно его заранее просверливать. Не зря же такой крепеж называется еще бронебойным.
Конструкция находится под воздействием очень высоких нагрузок, достаточно вспомнить, что бетон (чаще всего марки М-350) для заливки почти в 2,5 раза тяжелее, чем вода. Надежность опалубки во многом зависит от способа крепления профлистов. Листы рекомендуется крепить в местах соприкосновения с балкой бронебойными саморезами с шагом порядка 40 см. В местах нахлестов также следует зафиксировать отдельные листы друг с другом. Крепление выполняют саморезами меньшего размера и меньшим шагом – порядка 25 мм. Завершив укладку профиля, приступают к армированию перекрытия по профнастилу.
Наличие несъемной опалубки не обеспечивает плите дополнительную прочность, в то время как в процессе эксплуатации бетон находится под воздействием больших нагрузок как на изгиб, так и на сжатие. Чтобы избежать возможных осложнений, сооружают внутренний каркас из металлических прутьев, которые укладывают во впадины профлиста. Выполняют также «верхнее» армирование, уложив трубы по гребням листов Таким образом, из продольных и поперечных составляющих создается объемный арматурный каркас. Его элементы либо сваривают, либо соединяют стальной проволокой.
- До начала бетонных работ профнастил усиливают дополнительными подпорками, которые устанавливают между опорными балками в середине пролетов. Профлист после этого не будет выгибаться под весом удерживаемой бетонной смеси. Опоры убирают не раньше, чем заливка успеет набрать марочную прочность. Бетон заливают поэтапно, так как забетонировать весь объем за раз проблематично. За рабочий день рекомендуется бетонировать конкретный пролет. Бетон должен выстояться пока не достигнет рабочий прочности. Летом он созревает, то есть набирает марочное значение примерно на 80%, за 10–11 суток, зимой же – за месяц. Поскольку при отрицательной температуре бетон набирает прочность значительно дольше, то заливку рекомендуется проводить в теплое время года. В жаркую погоду бетонную поверхность увлажняют водой, чтобы не дать ей растрескаться и обеспечить созревание состава.
источник
Коровин Сергей Дмитриевич
Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.
Современные технологии позволяют производить строительные работы всё дешевле и быстрее. Наибольшей популярностью сейчас пользуется монолитное перекрытие по профнастилу, позволяющее не только сократить стоимость и сроки строительства, но и значительно снизить трудоёмкость работ. Технология применяется к зданиям любой формы и размера, достаточно грамотно и скрупулёзно провести расчет перекрытия по профнастилу.
В работе с монолитным перекрытием вам пригодятся следующие инструменты и материалы:
Основание из профиля
- цемент;
- песок;
- емкость;
- бетономешалка;
- лопата;
- профнастил;
- саморезы;
- арматура;
- опалубка;
- мастерок.
Профнастил представляет собой оцинкованный стальной гофрированный лист. Волнистость этот материал приобретает путём холодного проката. Иногда на материал также наносится дополнительное антикоррозийное покрытие, повышающее дополнительно его внешнюю привлекательность.
Профнастил для перекрытий применяется для облицовки стен, создания кровли, строительства заборов, ограждений, ангаров и бытовок. Можно выделить следующие типы профлиста, выпускаемые современной промышленной отраслью:
- тип С – профиль для стен;
- тип НС применяется для настила и строительства стен;
- Н – несущий тип, применяемый для кровли (как плоской, так и одно- и двускатной) и перекрытий.
Несущий профлист
Профилированный металлопрокат типа Н имеет наибольшую несущую способность, что и позволяет применять его для кровли. Высота профиля также наибольшая среди прочих разновидностей. К примеру, в профиле Н35-1000-0,7 – 35 – это высота профнастила в миллиметрах, 1000 – ширина, а 0,7 – толщина.
При проведении расчета нужно в обязательном порядке учитывать габариты постройки, вес всей конструкции, а также коэффициент нагрузки на перекрытие и параметры фундаментного основания дома. Виды металлических опор и колонн будут выбираться в соответствии с параметрами постройки.
Перекрытие по профлисту будет иметь такую толщину, какой будет требовать уровень эксплуатационной нагрузки. Параметры опалубки и сечение металлических крепежных стержней также зависят от степени нагрузки, а также от длины пролета между балками опор.
Перекрытие по профнастилу, включающее профиль и плиту, будет иметь ширину в пропорции 1: 30 (по отношению к длине пролета).
Перед началом строительных работ необходимо подготовить все проектные документы согласно СНиП II-23-81. В силу того, что застройщикам без специального инженерного образования крайне трудно выполнить расчёт конструкции, проводимый по этим документам, было создано специальное ПО, при помощи которого, любой желающий может создать рабочую документацию и выполнить все расчёты. Кстати говоря, при помощи той же программы можно выполнить чертежи опалубки и арматуры, а также посчитать общие затраты на материалы.
Не закончив предварительно работу с документацией и расчётами, монолитное перекрытие по профнастилу строить не рекомендуется, ведь в таком случае велика вероятность, что вероятная нагрузка на перекрытие или же кровлю (плоскую или со скатами) будет высчитана неверно, вследствие чего деформируется либо постройка, либо сам профлист.
Кроме того, стоит заранее рассчитать шаг между опорными балками, который варьируется в зависимости от типа профнастила (к примеру, тип Н, используемый для плоской кровли, нуждается в частом шаге между опорными балками, ведь высота этого профиля выше остальных – целых 35 мм.). Это связано с тем, что прочность бетонной заливки будет невысока.
После того как все расчёты будут произведены, можно начинать строить монолитное перекрытие по профнастилу, которое реально выполнить собственноручно, но для этого вам понадобятся специальные инструменты и высокотехничное оборудование.
Главный этап возведения перекрытия из железобетона – подготовка и заливка опалубки. Готовая монолитная конструкция в дальнейшем может использоваться как потолок, не нуждающийся в дополнительной отделке и декорировании.
Второе немаловажное звено монолитного перекрытия – профили. Именно благодаря им достигается ребристое сечение, в разы повышающее уровень надёжности перекрытия. Также благодаря использованию профилей можно сократить расходы на армирование конструкции, что сократит общие расходы на строительство.
Перекрытие из профнастила представляет собой, по сути, несъёмную опалубку, опорой для которой как раз и является металлический каркас. В силу того, что общая конструкция имеет внушительный вес и прочность, материалы для стен можно применять более легкие, не опасаясь за крепость постройки, ведь за неё отвечает каркас из металла.
Нагрузка переносится на плоскую часть каркаса, что еще сильнее облегчает нагрузку на стены и фундамент. Таким образом, можно даже дополнительно сэкономить и построить дешевый и быстро возводящийся колонный фундамент.
Прежде чем делать расчёт длины листа профнастила, стоит учитывать, что его опора должна обеспечиваться сразу на 3 опорные балки, дабы в будущем лист не перегибался и не деформировался.
Если расчеты были предварительным этапом, то первым этапом будет крепление листов к металлическому основанию. Это делается при помощи саморезов с усиленным буром. При этом крепеж свободно может зайти в швеллер даже тогда, когда отверстие там не делалось специально.
Крепления нужно сделать везде, где профлист соприкасается с балкой опоры, ведь общая нагрузка на конструкцию будет довольно высокой.
Следующий этап работ – армирование. Арматура – это каркас, который помогает бетонной заливке выдерживать сильные нагрузки. Структура арматуры будет состоять из 12-миллиметровых продольных прутьев, укладываемых в каждую из волн профнастила. Если требуется еще больше усилить конструкцию, можно добавить поперечные прутья арматуры (толщиной в 6 мм). Арматурный каркас соединяется сваркой или стальной проволокой.
Следующий этап – заливка перекрытий. Сорт бетона должен быть наивысшим, кроме того, всю заливку нужно произвести за один раз. Замес бетона лучше не делать самостоятельно – надёжней будет заказать готовый и залить его при помощи спецтехники (бетононасос и транспортер).
После заливки перекрытия его необходимо тщательно выровнять. Предварительно нужно добавить несколько подпорок, страхующих профнастил от прогиба под тяжестью бетонной заливки. Дополнительные опоры устанавливаются между основными опорными балками.
Только лишь бетон окрепнет (на это потребуется почти месяц), опоры можно устранить. Заливка производится лишь при температуре выше нуля, ибо при минусовой температуре велика вероятность, что сохнуть он будет еще дольше.
Если по каким-либо причинам работы приходится проводить при очень низкой температуре, стоит купить бетон с дополнительными добавками, которые помогут смеси окрепнуть.
Если приходится работать в сухую и жаркую погоду, то, для того чтобы предотвратить появление трещин, залитый состав потребуется периодически увлажнять. Если во время проведения работ могут возникнуть заморозки, то рекомендуется заказать смесь со специальными добавками. Она может набрать необходимую прочность даже при низкой температуре.
источник
Создание бетонных конструкций за пределами заводов стало повсеместным явлением. Бетонируются фундаменты, несущие стены и перекрытия. Популярным в малоэтажном строительстве становится устройство железобетонных перекрытий по профнастилу. Конструкции, где профлист является несъемной опалубкой, имеют высокую несущую способность, прочность и другие достоинства.
Применение профлиста (марка «Н») решает задачи строительства благодаря легкости, жесткости, прочности и коррозионной стойкости. Материал в профиль — волна, формирующая ребра жесткости, которые после отливки бетонной плиты повышают ее несущую способность и конструкции в целом. Лист является несъемной опалубкой, поэтому снижаются расходы арматуры и бетона.
Если он связывается с бетоном, снимает на себя часть нагрузки с плиты перекрытия. Такие монолитные элементы могут опираться на легкий несущий каркас, что удешевляет формирование фундаментов (достаточно столбчатого варианта) строений. Снижаются расходы на стеновые материалы — применяются легкие и теплые газоблоки и пеноблоки. Бетонный раствор заливается на профнастил, не требующий сложной опалубки.
При правильном уходе бетонная плита имеет высокие прочностные показатели, эффективно противостоит воздействию природных условий. Подобные железобетонные плиты имеют сниженную массу. Потолочная поверхность конструкций имеет готовый экстерьер, устойчивый к изменениям температурно-влажностного режима и действию огня. Материал опорной основы удобно транспортировать, он неприхотлив в эксплуатации и рассчитан на длительный период применения. На несущем каркасе профилированный лист монтируется просто, быстро, без применения грузоподъемной техники.
К проекту обязательно составляются чертежи, а расчеты делаются в соответствии с рекомендациями СНиП, СТО 0047 -2005 (лучше с помощью профессионалов). Учитываются габариты постройки, величина шага установки поперечных балок, их длина, нагрузка на них и на колонны, характеристики несущего профлиста (ширина, длина, толщина изделий, высота профиля). Следует исходить из того, что каждый лист вдоль своей длины должен опираться на 3 балки. Исходя из планируемой нагрузки на перекрытие, рассчитываются сечение арматуры и высота плиты.
Ее толщина определяется из масштабного отношения 1:30, зависящего от расстояния между поперечными балками. Монолитная бетонная плита может иметь толщину от 70 до 250 мм. Вес, который будет иметь монолитное перекрытие, определит тип и количество металлических колонн, параметры их фундамента, тип балок, величину нагрузки на одну колонну. Глубина волн листового профиля влияет на расстояние между балками: чем она больше, тем чаще устанавливаются балки, так как увеличивается масса бетона в углублениях профиля при нецелесообразности увеличения толщины плиты.
Сокращение шага пролета позволяет исключить прогиб листов. Следует учесть вес дополнительной полезной нагрузки, которую примет межэтажное перекрытие — за норму принято 150 кг/м2, которую следует увеличить на 33%. Общая величина эксплуатационной нагрузки рассчитывается с погрешностью до 0,5 кг.
Из нее определяются размеры поперечного сечения и длина балок. Вертикальные стержневые анкеры позволяют объединить профилированные листы и железобетон, что передает им часть нагрузки. Для пролета шириной в 3 метра потребуется материал толщиной не менее 0,9 мм. На практике вычисления сведены в программное обеспечение, позволяющее формировать рабочую документацию.
Профилированные листы, арматура и бетон — составляющие, которые формируют монолитную бетонную плиту перекрытия. Такая конструкция, если она опирается на балочный каркас, распределяет нагрузку на колонны, а не на стены. Каждая колонна имеет свой фундамент. Другой вариант, когда поперечные балки не укладываются или, если устанавливаются, опираются на стены.
В таком случае монолитному перекрытию предстоит нагружать стены сооружения и фундамент. Металлические балки — двутавр (швеллер). Их края укрепляются в «карманах» стен (колонн) и привариваются к закладным. К балкам листы могут крепиться на внутреннюю полку, тогда расстояние между опорами для коротких листов выбирается не более 1,5 м. На швеллеры/двутавры профилированный материал также может устанавливаться на внешнюю полку сверху так, чтобы можно было размещать листы длинной до 6-ти м.
Они устанавливаются внахлест по длине. Под серединой листовых элементов размещается стационарная балка. Волны профиля должны быть перпендикулярны балкам, а расширениями гофра ориентируются вниз.
При безбалочном варианте устройства гофролисты не будут иметь точек опоры посередине помещения. Обязательный элемент — объемное армирование, которое значительно повышает прочность монолита. Арматура соединяется сваркой с балками и колоннами. Для распределения раствора может ставиться внешняя съемная опалубка. Бетонирование формирует ровную поверхность плиты.
Балочное перекрытие формируется креплением перфорированных листов на внутренние/внешние полки поперечных балок. Затем формируется опалубка, когда выбрано верхнее крепление листов. Параметры допустимого прогиба профлиста, составляющие 1:250, определяют длину пролета наката. До заливки бетона под поверхность профнастила подставляются временные опоры, обеспечивающие неподвижность конструкции.
На настиле размещается металлическая арматура, выполняется бетонирование нижнего наката путем одного прохода по желобу. Поверхности потолка и пола выравниваются. После набора перекрытием прочности временные опоры снимаются. Монтирование безбалочного монолита предусматривает некоторые нюансы.
Так, длинные армирующие пруты (с регулярной ребристой насечкой на поверхности) укладываются вдоль каждого углубления профилированных листов. Они проволокой вяжутся с металлической сварной сеткой, которая укладывается на профиль сверху. Заливка делается за один проход. После твердения сверху бетонное основание укрывается цементной стяжкой. Монтируется несущий профнастил марок от Н60 до Н114, обеспечивающий высотой профиля необходимую жесткость материала при толщине 0,8 – 1,5 мм.
Профилированные листы крепятся саморезами-бурами длиной 3,2 см (шляпка 5,5 мм). Такие метизы закручиваются без предварительного сверления, пробуривая полку швеллера. Закручиваются они через 20 — 40 см (в каждую впадину профиля, прилегающую к балке), что обеспечивает точность и пространственную жесткость монтирования. Продольный нахлест листов на стыках делается только над поверхностью балок (величина 40 — 60 мм). Стыки прокручиваются саморезами через 2 см.
Внутренний металлический каркас в монолитном бетоне обеспечивает работу на сжатие, что обеспечивает марочную прочность плиты. Объемная арматурная структура формируется из плоской сварной сетки с ячейками 15 х 15 см и уложенных на дно каждого ребра жесткости продольных отрезков арматуры, которые объединяются вертикальными связями перевязочной проволокой или сваркой. Шаг объемной перевязки 20 см. Концы металлических прутков и сетки привариваются к балкам и колоннам.
Для армирования берется стальной стержень диаметром 10 – 12 мм (марка А 400С). Сетка может создаваться из продольных прутков диаметром 12 мм и поперечных — 0,6 см. Чтобы профнастил сам стал внешней арматурой, на профиле создаются насечки («рифы»), которые сцепляют его с бетоном.
Сталь внутри плиты защищается слоем бетона толщиной до 4 см. Для его создания используются специальные пластиковые фиксаторы, приподнимающие металлические стержни над поверхностью дна ребер жесткости на 20 – 40 мм. Сверху арматура покрывается бетоном также на 20 – 40 мм.
источник
31 Июл 2019 admin 11