Перекрытие из железобетона
Бетон со вставленной внутри его стальной арматурой или каркасом называют железобетоном. Арматура нужна для усиления бетона и восприятия растягивающих, и сжимающих усилий. Железобетонное перекрытие - прочное, долговечное, несгораемое, но тяжелое. Применяют в каменных, кирпичных, бетонных и шлакобетонных зданиях.
На рисунке 128 показан план перекрытия с двумя разрезами по I - I и по II - II (все размеры даны в миллиметрах). По осям между балками расстояние составляет 2000 мм. В надподвальном перекрытии плита, наложенная на балки, создает гладкий пол, а в чердачном перекрытии - гладкий потолок. Каркас может быть сварным или вязаным. Сварной каркас проще, его изготовляют из прямых стержней, скрепленных между собой газовой или электрической сваркой. Вязаный каркас сложнее, его собирают из предварительно согнутых стержней, которые скрепляют между собой мягкой вязальной проволокой толщиной от 0,8 до 2 мм. В нашем примере диаметр и форма арматуры строго рассчитаны и не должны быть изменены. Для облегчения чтения чертежа мы в некоторых узлах перекрытия отошли от расчетных данных, вводя 8-миллиметровую, а не 6-миллиметровую арматуру.
Рассматриваемое перекрытие состоит из балок и плиты. Высота балки вместе с плитой - 400 мм, ширина - 200 мм. Толщина плиты для сварного каркаса - 60 мм, для гнутого - 70 мм. Концы балки опираются на стены на глубину 300 мм, плита - на 120 мм.
В кирпичных и каменных стенах под балки кладут бетонные подкладки размером 300х250х120 мм, в шлакобетонных стенах - 300х400х120 мм. Подкладки желательно делать с арматурной сеткой из проволоки диаметром 6 мм, расположив прутки через 75 - 100 мм. Еще лучше, если в каждой подкладке будут две сетки - одна вверху, другая внизу.
Во всех случаях арматуру укладывают так, чтобы ее обязательно закрывал защитный слой бетона толщиной не менее 20 мм.
В практике диаметр арматуры обозначают знаком 0. Цифра, стоящая после знака, указывает на диаметр арматуры в миллиметрах, цифра впереди — на количество необходимых для каркаса стержней. Чтобы легче было пользоваться чертежом, количество стержней и их диаметр подчеркивают линией; кружок с цифрой в середине указывает на номер стержней.
Под линией ставят латинскую букву l (эль), указывающую длину стержня.
Например, выражение
Ø420/(l=6580) (5)
читают так: арматура номер 5 состоит из четырех стержней диаметром 20 мм и длиной 6580 мм.
Рассмотрим вариант сварного каркаса. Разрез двух балок по длине приведен на рисунке 129. Одна балка (Б-1) предназначена для перекрытия над подвалом с плитой вверху. Для нее изготовляют каркас К-1. Другая балка (Б-2) служит чердачным перекрытием с плитой внизу и для нее изготовляют каркас К-2.
Оба каркаса состоят из горизонтальных и вертикальных стержней.
Рассмотрим каркас К-1, разрезав балку Б-1 по линии II - II.
В разрезе видна только половина каркаса. Внизу он состоит из одного горизонтального стержня № 1 диаметром 22 мм и длиной 6580 мм, вверху - из одного горизонтального стержня номер 2 диаметром 10 мм и длиной 6580 мм.
Чтобы эти стержни удерживались на нужном расстоянии друг от друга и имели необходимую расчетную жесткость, к ним приваривают вертикальные стержни № 3 и 4. Под № 3 с каждого конца половины каркаса ставят по три стержня диаметром 10 мм и длиной 380 мм, с расстоянием между ними 200 мм. Средних стержней № 4 диаметром 8 мм и длиной 380 мм требуется 13 шт.; их ставят через 400 мм друг от друга.
Для каркаса К-1 нужны две половины (как бы лесенки), которые затем скрепляют распорками. На рисунке 129 в конце каркаса имеются цифры 10 и 25. Первая из них указывает на то, что крайние вертикальные стержни нужно приваривать на расстоянии 10 мм от концов горизонтальных стержней, а вторая - что вертикальные стержни должны находиться на 25 мм от стенки против балки.
Каркас К-2 изготовляют точно так же, только нижний горизонтальный стержень берут диаметром 20 мм, а вертикальные средние стержни - диаметром 6 мм. Их номера - 7 и 8.
Разрезы балок по линии III - III и IV - IV, т. е. по толщине, приведены на рисунке 139.
Каркас К-1 состоит из двух лесенок, скрепленных специально изготовленными распорками. Лесенки должны находиться на расстоянии 150 - 160 мм друг от друга, а каркас не доходить до стенок опалубки на 20 - 25 мм.
Для изготовления каркаса на балку требуются: два стержня № 1; два стержня № 2; 26 стержней № 3; 12 стержней № 4; шесть верхних распорок № 6 и шесть нижних распорок № 5.
Распорки изготовляют из 6-миллиметровой арматуры; форма их указана на рисунке 130. Распорки удерживают каркас на нужном расстоянии от опалубки и не позволяют ему сдвигаться во время укладки и трамбования бетона. Ставят распорки на расстоянии 1200 мм друг от друга.
Вертикальные стержни № 3 и 4 приваривают к горизонтальным так, чтобы оси последних находились от концов вертикальных вверху на 20, а внизу на 25 мм.
Арматурную сетку для плиты кладут сверху каркаса балки (показана изогнутой пунктирной линией). Для усиления плиты на изгибающее усилие над изогнутой арматурной сеткой кладут дополнительную сетку рабочими стержнями поперек балки (показана прямой пунктирной линией).
Каркас К-2 для балки Б-2 с плитой внизу изготовляют аналогично, только некоторые стержни берут немного тоньше, чем в каркасе К-1.
Рассмотрим разрез перекрытия над подвалом по линии I - I (рис. 131). По расчету арматура плиты от стен до первых балок должна быть одного диаметра, а между балками - другого. Однако в нашем примере для удобства пользования арматура взята одного сечения, которое указано в первом пролете от стены до балки. Диаметр рабочей арматуры - 8 мм (см. № 9), распределительной - 6 мм (см. № 10). И той и другой арматуры берут из расчета шесть стержней на погонный метр, укладываемых через 160 мм по осям один от другого. Из арматуры сваривают каркасную сетку. Делают это так. Из рабочей арматуры нарезают стержни длиной 2650 мм и раскладывают их на расстоянии 160 мм по осям. На рабочую арматуру через такие же расстояния кладут стержни распределительной арматуры длиной 6240 мм. Стержни сваривают в сетку, которую укладывают в первом пролете по верхним стержням каркаса К-1, перекрывая его на 400 - 430 мм.
Вторую сетку укладывают так, чтобы концы ее рабочей арматуры перекрывали концы рабочей арматуры первой сетки не менее чем на 350 мм. Наложенные концы-стыки всех сеток сваривают друг с другом или связывают проволокой в пяти-шести местах. В последнем случае стыки следует удлинять до 500 мм. Стыкуют арматуру на расстоянии 400 - 500 мм от оси балки.
Для усиления плиты над каждой балкой на сетку плиты нужно укладывать вторую дополнительную сетку. Для крайних балок рабочая арматура этой сетки по расчету должна быть длиннее и толще, для средних - короче и тоньше. Мы же для удобства имеем в виду одинаковую арматуру. Например, рабочую арматуру берут длиной 1000 мм и диаметром 8 мм из расчета три стержня на погонный метр.
Рабочие стержни кладут поперек балки на расстоянии 330 мм один от другого, а на них стелют пять прутков распределительной арматуры длиной 6240 мм. Один из распределительных прутков кладут посередине рабочих, а остальные - с двух сторон на равном расстоянии один от другого. Сетку сваривают, кладут на каркас балки так, чтобы средний пруток распределительной арматуры приходился на середину балки. Чтобы сетка не смещалась в сторону при бетонировании, ее привязывают или приваривают.
Каркас К-2 для чердачного перекрытия готовят аналогичным образом. Если каркас сделан, то на его нижние прутки укладывают рабочие стержни сетки, на них — распределительные, и все это сваривают. Можно сначала изготовить сетку, уложить ее на нижние стержни и только после этого приваривать вертикальные стержни каркаса балки.
Для надподвального перекрытия необходимо 500 кг арматуры из стали марки 3 и 3,5 м3, бетона марки 150 кг/см2 (чем выше марка бетона, тем прочнее перекрытие). Гравий (щебень) должен быть не крупнее 20 мм. Такое же количество материала требуется и для второго перекрытия. Для укладки бетона готовят прочную опалубку на стойках с днищем и боковыми стенками (днище берут из досок толщиной 4 - 5 см, боковые стенки - 2,5 - 3 см), и скрепляют их между собой толстыми досками.
Опалубку под плиту делают из более тонких досок (теса), укладывая их на частые прогоны.
И та и другая опалубка должны быть строго горизонтальными. В опалубку на заранее изготовленные и уложенные через 500 - 1000 мм друг от друга бетонные плитки 50х50х20 мм или куски арматуры диаметром 20 мм, расположенные в шахматном порядке, устанавливают сварной каркас. Опалубку балки с уложенным каркасом заполняют бетоном, плотно трамбуют его и приступают к бетонированию плиты. Если за один день нельзя приготовить и уложить бетон на все перекрытие, работы ведут на отдельных участках, но так, чтобы по обеим сторонам балки была уложена полоса бетона шириной 400 - 500 мм, считая от оси балки (на таком расстоянии от балки должен стыковаться бетон).
Очень важно обеспечить хорошее сцепление бетона в местах стыка. Поэтому если следующий участок бетонируют через 1 - 2 ч, то на ранее уложенную полосу можно класть свежую порцию бетона. Если же прошло 5 - 6 что кромку ранее уложенной полосы надо полить цементным молоком и только после этого положить свежую порцию бетона.
При бетонировании чердачного перекрытия можно с двух сторон каркаса балки уложить бетон полосами по 400 - 500 мм (считая от оси балки) или шириной 1000 мм и толщиной 60 мм, быстро поставить боковые стенки опалубки балки, прочно укрепить их и тут же начать бетонировать балку. Опалубку балки можно установить и заранее, подняв ее над уровнем опалубки плиты на 60 мм.
Вариант вязаного (гнутого) каркаса. Продольный разрез балки из гнутой арматуры приведен на рисунке 132. Каркас ее должен быть таким же, как для балки с плитой вверху и внизу. Количество стержней также одинаковое, но диаметр их разный (для балки с плитой вверху нижние стержни толще).
Общая высота балки с плитой - 400 мм, толщина плиты - 70 мм. Каркас балки состоит из двух верхних прямых, двух нижних прямых и двух изогнутых стержней, которые на рисунке помечены номерами с указанием общей длины арматуры. Если нет арматуры нужной длины, то стержни приходится сваривать или связывать, накладывая концы друг на друга на нужную длину (см. рис. 132). У каждого стержня концы анкеруют, т. е. загибают полукруглые, прямые или под косым углом крюки. При загибе полукруглых крюков длину арматуры увеличивают для одного крюка на 6 - 7 диаметров, для двух - на 12 - 15.
Анкеровка обеспечивает надежное сцепление арматуры с бетоном и устраняет ее скольжение внутри бетона. Для увеличения прочности сцепления арматуры с бетоном в 2 - 3 раза на стержнях нарезают резьбу, делают вмятины, бугры и т. д.
Арматуру гнут на специальных ручных станках, но можно и в тисках.
Изготовленные стержни укладывают на нужном расстоянии друг от друга и привязывают к хомутам из 8-миллиметровой арматуры, которых на балке должно быть 21. Первые два хомута ставят на расстоянии 275 мм от концов арматуры, остальные - через 300 мм друг от друга.
Разрез каркаса балки по линии а - а (толщине) показан на рисунке 133. Количество прутков арматуры для балок Б-1 и Б-2 одинаково. В надподвальном перекрытии часть прутков имеет больший диаметр.
Хомуты из арматуры диаметром 8 мм и длиной 1160 мм гнут так. Сначала загибают конец длиной 220 мм, затем - 360, 160 и 420 мм. Форма хомута говорит о том, что высота каркаса балки - 360 мм, а ширина - 160 мм. Концы хомутов на прямом верхнем стержне загибают, как показано на рисунке 142. Собирают каркас балки в следующей последовательности. Загнутые стержни привязывают к двум крайним хомутам; остальные хомуты раскладывают на расстоянии друг от друга 300 мм, и вяжут их с каждым стержнем. Каркас кладут на место, подкладывают под него бетонные плитки или куски арматуры.
Уложив каркас балки, приступают к изготовлению рабочих стержней № 9, 10, 11, 12, 13 и 14 (рис. 134), которыми армируют плиту. Прежде всего на концах стержней делают прямые отгибы длиной 55 мм или косые длиной 40 мм.
Над длинными стержнями по балкам кладут короткие, повышающие жесткость каркаса плиты. Одни стержни кладут так, чтобы они стыковались по центру каркаса балки, другие, чтобы они пререкрывали балку. Рабочий каркас кладут на каркас балки с расстоянием между стержнями в 160 - 170 мм, или из расчета три стержня на 1 пог. м. Стержни своими концами могут располагаться на каркасе балки вплотную друг к другу или на некотором расстоянии один от другого, т. е. вразбежку. Чтобы они не смещались при бетонировании, их крепят к каркасу балки.
На рабочие стержни кладут распределительные через 250 мм друг от друга из арматуры диаметром 6 мм.
Вязку делают в каждом пересечении рабочей и распределительной арматуры. Каркас плиты также кладут на плитки. Изготовление арматуры для плиты и ее укладка приведены на рисунке 134.
В процессе изготовления каркаса стальную арматуру приходится прямить и рубить на стержни различной длины, затем ей придают (сгибают) нужную форму. Из заготовленной арматуры быстрее изготовить каркас. Работу следует вести на опалубке, не поднимая каркас на высоту.