Древнюю основу стройки — камень — давно научились делать из жидкого бетона. Использовать его для плит перекрытия не получалось до конца девятнадцатого века, пока не был изобретен железобетон. Отличием стала десятикратно возросшая прочность на изгиб.
Что дает армирование?
Обычный бетон может выдержать десятки и сотни тонн нагрузки, но только в том случае, если они не будут его изгибать. М200 переносит сжатие 200 кг/с на 1 см2. То есть, чтобы раздавить стандартный лабораторный образец, «кубик» со стороной 10 см, требуется нагрузка 20 тонн. При этом не имеющий упрочнения ФБС такой же прочности, а в толщину больше 60 см можно переломить ударом кувалды. Если же мы попробуем сделать плиту, она упадет просто под собственным весом. При изгибе одна половина сечения блока сжимается, а вторая растягивается, растяжению же бетон сопротивляется слабо.
Выход нашли в усилении растягивающихся мест армированием. Стальной прут класса АIII выдерживает растяжение больше 5 тонн на см2. А это значит, что достаточно добавить в сечение всего 2-3 % стали и прочность конструкции увеличится десятикратно.
Бессмысленно укреплять растянутую зону больше, чем выдержит сжатая. Когда нагрузка превысит критическую, она все равно переломится. Упрочнение перекрытия в сжатой зоне бессмысленно. Мы имеем дело с тонкими длинными стержнями, начни их сжимать — просто изогнутся (потеряют устойчивость).
Как узнать, где требуется армирование?
Чтобы определить, где и какие усилия испытывает плита, толщину, сечение, шаг прутьев, необходимо владеть формулами строительной механики. Не нужно придумывать все «с нуля», достаточно заглянуть в каталог и подобрать подходящую для нашего пролета. К примеру, альбом серии 1.143-5пв содержит чертежи сплошных плит толщиной 16 см с подробными спецификациями и размерами металла. Укрепляют перекрытия каркасом в виде сетки. Одна располагается в нижней, а вторая — в верхней части сечения.
Возникает вопрос, если при нагрузке растягивается нижняя часть, зачем же сетка вверху? Края плиты зажаты в стенах, поэтому знаки усилий распределяются по более сложной схеме. И рядом с местом опирания перекрытие оказывается растянутым как раз сверху.
Как распределять арматуру?
Схема выглядит следующим образом:
- Нижняя сетка с ячейками порядка 25х25 см, арматуры AIII диаметром не менее 12 мм. Закрывает всю площадь плиты, не доходя до края на величину защитного слоя (4-5 см).
- Вверху заполнять всю площадь не обязательно. Достаточно уложить сетку по периметру, приблизительно на четверть размера по длине и ширине от края. При этом шаг сначала ставим 15х15 см, а начиная с половины армировки, переходим на 25х25. Сталь берем такую же, что и нижнего каркаса.
- Выдерживать расстояние между сетками монолитной плиты помогают пруты AI диаметра 6 мм, установленные вертикально.
Разрабатывая армирование на основе готовой серии, имейте в виду: стандарт предполагает изготовление конструкций на заводе ЖБИ. Это гарантирует точное соответствие класса бетона по всем параметрам.
При самостоятельном устройстве будет не лишним увеличить сечение стержней и прочность раствора минимум на треть. Пусть возрастет смета, зато гарантированно получите надежную плиту.
Эскиз
Еще до начала работы будущее перекрытие необходимо нарисовать. Делаем это в масштабе, в трех проекциях: вид сверху, продольный и поперечный разрез. На чертеже рисуем армирующие сетки, их расположение по толщине сечения и на плане. Не пожалейте времени, найдите в сети калькулятор для расчета арматуры. При составлении спецификации укажите не только длину, но и вес каждого элемента. Выведите общую массу стали по маркам.
Покупка металла на вес позволит вам сэкономить 10-15 % от цены, что получится при расчетах по длине. Чтобы сэкономить время и деньги, попросите сразу нарезать прокат по размерам. Эту услугу обычно оказывают на базах, стоит она недорого.
Выбирая толщину плиты, не стоит экономить. Нормально, если при пролете до 5,5 метров перекрытие составляет по высоте 16-18 см, дело не только в прочности. Железобетон М300 и в 10 см выдержит вес жильцов, мебели и всех гостей дома, но при этом система будет «играть», а звукоизоляция окажется ниже всякой критики.
При увеличении пролета усилия в сечении растут не прямо пропорционально, а с опережением. Конструкции длиннее 6 м выполняют с предварительно напряженной арматурой либо имеющими внизу ребра жесткости, чтобы увеличить рабочую толщину сечения. Правильно рассчитать такое перекрытие, не имея специальных знаний, не получится, а готовые решения найти довольно сложно.
Инструменты арматурщика
ри частном малоэтажном домостроении опалубку для плиты изготавливают из дощатых щитов или толстой фанеры (вариант — ОСП-3). Специализированные фирмы имеют стандартные комплекты, работать с которыми куда удобнее. Если есть возможность взять такую оснастку в аренду, ей нужно обязательно воспользоваться.
Укладка арматуры своими руками
Все операции интуитивно осваиваются буквально в течение получаса. Скрутки играют лишь вспомогательную роль, их задача — обеспечить необходимое положение стержней в толще бетона только при его заливке. Сами они не добавляют перекрытию никакой прочности, а их работа заканчивается, когда конструкция заполнена.
Работы начинаем с прутьев нижней сетки. Раскладываем приблизительно равномерно сначала один слой, затем два или три отрезка перпендикулярных. Приступаем к вязке: скрепим четыре прута по периметру монолитной плиты, чтобы образовался прямоугольник. Затем связываем концы прутьев нижнего «слоя» армировки с перпендикулярными. При этом соблюдаем необходимый шаг как с одного, так и с другого края.
Вязаное соединение делается по технологии:
- Заготавливаем отрезки проволоки нужной длины и сгибаем их посредине. Место сгиба сильно не сжимаем, оставляем «петельку», достаточную, чтобы вошел кончик вязального крюка.
- Двойную проволочку изгибаем и заводим, снизу захватывая оба стержня в месте пересечения.
- Зацепляем вязальный крюк за петельку и заводим за нее второй, двойной конец проволоки.
- Вращая крючок, скручиваем проволоку до получения прочного соединения. Если петелька обломится, ничего страшного, лишь бы на узле осталось хотя бы два-три витка скрутки.
Чтобы выдержать расстояние между прутьями, используем рулетку. Еще удобнее сделать шаблоны из обрезка деревянной рейки, по длине соответствующие разному шагу арматуры, и маркером надписать размер.
После того, как все стержни нижней сетки связаны в местах пересечения, переходим к устройству верхней. Работаем не торопясь, сверяясь с эскизом. При продольном соединении проката напуск должен составлять не менее 40 диаметров арматуры (желательно 50). Скрутки делаем минимум в двух местах нахлеста, сетки готовы.
Переходим к вертикальным прутам, схема установки — в шахматном порядке, шага достаточно 30-40 см. С помощью гибочного станка и «болгарки», заранее заготовим необходимое количество деталей. По форме они представляют собой скобу, напоминающую сильно вытянутую по высоте латинскую «S» либо русскую «С».
Сетки заранее раздвигаем на проектное расстояние, вставляя шаблоны нужной толщины, сколоченные из досок или брусьев. Приступаем к монтажу распорных стержней. Технология тут даже проще, чем для вязки сеток: верхним и нижним изгибом зацепляем хомуты за прутья, затем фиксируем скрутками. Когда каркас готов, убираем распорные шаблоны и приступаем к бетонным работам.
Требуется соблюдение несложных правил безопасности:
- Работаем в перчатках, заусенцы на арматуре, тонкие края проволоки могут серьезно повредить кожу.
- Прежде чем взять в руки УШМ, надеваем очки или прозрачный щиток.
- Чтобы не спотыкаться при перемещении по сеткам, не лишним будет сколотить для ходьбы легкий дощатый трап.
- При укладке бетона под заливаемой плитой не должны находиться люди.
