Виды плит перекрытия: какие типы существуют по местоположению, по конструкции, характеристики деревянных, монолитных, бетонных плит, что лучше для частного дома?

Основные функции и применение

Стандартная железобетонная плита представляет собой плоский кусок бетона прямоугольной формы с каркасом из стальных прутьев внутри и специальными петлями снаружи. Обычно такие плиты используются для монтажа перекрытий разнообразных зданий и сооружений. Существует большое количество изделий, которые отличаются по весу, размерам, параметрам.

В качестве перекрытия плита берет на себя полный вес остальных частей конструкции, воспринимает несущую нагрузку и равномерно распределяет ее дальше. Правильность выполнения расчетов и подбор соответствующих плит напрямую влияют на прочность, надежность и долговечность всего здания.

Основные характеристики перекрытия железобетонными плитами:

• Прочность – из-за необходимости выдерживать серьезные расчетные несущие нагрузки
• Жесткость – в конструкции перекрытия должны быть исключены заметные перегибы даже при больших нагрузках, в связи с чем допустимым показателем считается 1/200 пролета для чердачных перекрытий и 1/250 пролета межэтажных перекрытий
• Теплозащита – особенно актуально для жилых зданий
• Звукоизоляция – для обеспечения оптимальной защиты помещения от внешних звуков
• Огнеупорность – в допустимых пределах
• Экономичность – желательно сочетание минимального веса с небольшой толщиной и высокими характеристиками прочности/жесткости
• Индустриальность всех элементов, простота монтажа

Главные функции и сфера применения плиты перекрытия ЖБИ:

• Формирование конструкций перекрытий, покрытий сооружений. Чаще всего плиты используются в таких конструкциях определенным образом: края изделия опираются на прогоны/стены, средняя часть воспринимает нагрузку (только рассредоточенную, тяжелые массивные предметы размещать запрещено – никаких колонн и т.д.).
• Восприятие нагрузки и обеспечение пространственной жесткости здания – плиты замоноличивают в один цельный диск, связанный жестко со стенами, что особенно актуально в сейсмоопасных зонах.
• Обустройство эксплуатируемой и плоской кровли – чаще всего используются плиты многопустотные для зданий и сооружений. В таких плитах прокладывают коммуникации (но никак не в швах).
• Использование б/у плит при выполнении самых разных задач (кроме основных – перекрытия из них лучше не делать) – сооружают дорожки, ограждения, заборы, мосты, подъездные пути, временные дороги, используют в качестве несущей конструкции для обустройства пола по грунту и т.д.

Общая стоимость плит перекрытий (размеры, вес могут быть разными) составляет до 20% общих расходов на строительство здания. Поэтому в данном случае актуальным является вопрос выбора оптимальных по свойствам изделий по подходящей стоимости.

С одной стороны, экономия на качестве может стать причиной быстрого разрушения сооружения, с другой же – нет смысла переплачивать за превышение параметров, которые не актуальны в эксплуатации.

Преимущества

Плиты перекрытия сборные железобетонные обладают определенными достоинствами и недостатками. Плюсов их использования в монтаже различных зданий гораздо больше, поэтому разные типы изделий активно применяются в строительстве тех или иных объектов.

Основные достоинства плит перекрытия:

• Правильные геометрические размеры, ровность и гладкость плит – что значительно облегчает расчеты, монтаж, дальнейшую отделку поверхностей.
• Простота выполнения конструкции – не нужно ни монтажных опор, ни опалубки, плиты легко и просто монтируются в любую конструкцию.
• Скорость выполнения работ – сразу после установки плиты можно эксплуатировать (а не выжидать, как в случае с заливкой бетоном, 28 дней).
• Возможность нагружать плиту сразу же после завершения монтажа.
• Прекрасные звукоизоляционные и теплоизоляционные характеристики.
• Высокие показатели прочности, надежности, жесткости.
• Более легкий монтаж различных коммуникаций – когда выполняется сборное железобетонное перекрытие из многопустотных плит, в отверстиях которых можно прокладывать кабеля, трубы и т.д.

Из недостатков применения плит в строительстве стоит отметить лишь необходимость в привлечении спецтехники для монтажа и возможные проблемы с доставкой. Но эти минусы условны, так как производством плит занимаются многие предприятия не только в Москве, да и в регионах, а аренда крана не представляет сложностей.

Прочность плит и натяжение арматуры

Бетон по своим характеристикам имеет хорошую прочность на сжатие, но для межэтажных перекрытий важнее сохранить целостность при изгибе. Чтобы обеспечить прочность плите перекрытия в неё заделывается арматура таким способом, чтобы обеспечить не только целостность плиты, но и  сопротивление изгибу. Достигается это за счёт сжатия бетона арматурой, которая была перед заливкой раствора предварительно растянута, а после застывания бетона освобождена. Такие изделия получили название предварительно напряжённые железобетонные конструкции.

Существуют четыре способа натяжения арматуры:

• электротермический;
• механический;
• электромеханический;
• физико-химический.

В первом случае растяжение достигается за счёт разогрева арматуры электрическим током. Во втором – домкратами. Второе название этого способа гидравлическое натяжение арматуры. Третий комбинирует первые два способа. И наконец, четвёртый основан на самонапряжении конструкции вследствие использования свойства цемента к расширению.

В зависимости от назначения и предполагаемых условий применения, плиты разделяют на несколько основных категорий. Каждая из разновидностей отличается также и по используемой технологии, поэтому их следует рассмотреть отдельно.

Особенности изготовления

Железобетон образуется в процессе усиления обычного бетона при помощи армирования, которое подразумевает применение каркасов из стержней или проволоки. Благодаря сочетанию железа с бетоном в разных пропорциях, достигается различный уровень прочности. При этом конструктивно арматурный каркас скрыт внутри бетона, который защищает его коррозионных процессов, разрушения и пагубного влияния внешней среды. При этом армирование в значительно мере усиливает хрупкий без того бетон, благодаря чему изделия могут выдерживать значительные нагрузки на сжатие. Составляющими изделий являются следующие компоненты:

• бетон, который дифференцируется на силикатный, тяжелый и легкий;
• стальной каркас.

В свою очередь арматура может представлять собой рабочий каркас, который располагается снизу и служит для усиления ЖБИ при работе на изгиб, а также монтажные конструкции, необходимые для фиксации стержней и формирования объема.

В качестве бетонного материала используются различные смеси с мелкозернистым наполнителем из кварцевого песка, а также крупнозернистого — известняка и щебня. При этом вид заполнителя сказывается не только на структуре бетона, но и участвует в формировании прочностных характеристик.

Требования по ГОСТ

Базовым нормативным документом для железобетонных перекрытий ПК является ГОСТ No 26434, изданный в 2015 году. Также применяются:

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

Они регламентируют модификации заводских изделий, их размеры и производственные характеристики:

1. Диапазон длин от 1.7 до 12 м.
2. Диапазон типоразмеров по ширине: 1.0-3.6 м.
3. Разновидность по толщине: 160-300 мм.
4. Вес от 0.800- 8.600 т.
5. Разрешенная нагрузка на ПК: 3-13 кПа.
6. Виды бетона: тяжелый, плотный силикатный и легкий.
7. Проектный размер между пустотами по центрам: 139-233 мм.
8. Число зон опирания: 2, 3 и 4.
9. Арматура — напрягаемая/ненапрягаемая.

Сферы применения

Пустотелые плиты активно задействуются при обустройстве перекрытий на стыках между этажами в кирпичных, бетонных и блочных постройках.

Конструкция нашла применение в строительстве многоэтажных помещений и частных жилищ. Железобетонные варианты могут выполнять роль несущих каркасов. При возведении промышленных комплексов используются многопустотные плиты перекрытия.

Еще плиты востребованы для укладки теплотрасс. Они позволяют разместить трубы и спрятать их под слоем земли, сохранив от повреждений.

В зависимости от конструкционных особенностей плиты бывают:

1. Пустотными.
2. Ребристыми.
3. Полнотелыми.
4. Монолитными.
5. Сплошными доборными.
6. Облегченными.

Полнотелые изделия обеспечивают надежную защиту от повреждений и прогибов. При минимальной толщине 160 мм они демонстрируют высокие теплоизоляционные свойства и не боятся агрессивных воздействий.

Пустотные разновидности разрабатываются для возведения построек из кирпичей, бетона и стеновых блоков и устанавливаются между этажами. Поскольку конструкция не является монолитной, ее тепло- и звукоизоляция улучшаются.

Ребристые изделия используются при обустройстве крыш в зданиях промышленного типа. В большинстве случаев их устанавливают в:

1. Складах.
2. Производственных гаражах.
3. Ангарах.

Перечисленные постройки могут не отапливаться и иметь большую площадь.

Плюсом монолитных решений является их прочность, поскольку в процессе производства используется армированный железобетон. Еще они не боятся больших нагрузок и подходят для возведения многоэтажных построек.

Сплошные плиты создаются на основе бетона повышенной плотности, что обуславливает высокие прочностные характеристики и устойчивость к интенсивной эксплуатации.

Облегченный вариант обладает небольшим весом и многопустотной структурой. Его можно применять при возведении помещений с недостаточно прочным основанием. Плита снижает нагрузки на фундамент.

Стандартные максимальные и минимальные типоразмеры

В зависимости от объёмно-планировочных и конструктивных решений здания, а также ограничений производственных линий, существуют следующие размерные цепочки плит перекрытий:

1. Многопустотные плиты с толщиной 220 мм – имеют маркировку ПК. Являются наиболее популярными конструктивными элементами перекрытий, благодаря простоте монтажа, повышенной прочности при эксплуатации и относительно небольшой массе. Размерный ряд этих плит регламентируется ГОСТ 26434-2015:
   • 1ПК, 2ПК, 3ПК – длина таких изделий составляет от 2,4 до 7,5 м (т.е. сюда же входят размеры 5400 мм) с модульным шагом 0,3 м. Наиболее востребованными считаются плиты длиной 6 метров, так как они привязываются к типовым сериям панельных многоквартирных домов. Индексы 1, 2 или 3 в маркировке означают разные диаметры круглых пустот – 159, 140 или 127 мм. Ширина изделий может составлять 1000, 1200, 1500 или 1800 мм.
   • 1ПКТ – особая серия «пустоток», опираемых по 3 сторонам, имеющих длину 9 метров и ширину 1000, 1200, 1500 мм.
   • 1ПКТ, 2ПКТ, 3ПКТ – длина составляет от 3,6 до 7,5 м с тем же шагом 0,3 м. Ширина варьируется от 2,4 до 3,6 м с тем же модульным интервалом. Опирание происходит также по 3 сторонам, о чём свидетельствует обозначение «Т».
   • 1ПКК, 2ПКК, 3ПКК – опираются по 4 сторонам, перекрывая сразу всю комнату. Длина таких изделий составляет 2,4 – 3,6 м с шагом 0,3 м, а ширина имеет большие габариты – 4,8 – 7,2 м с тем же интервалом. Связано это с особой расчётной схемой – подобные перекрытия работают по короткой стороне, т. е. вдоль расположения пустот.
2. Многопустотные плиты с толщиной 260 мм, предназначенные для восприятия повышенных нагрузок и применяемые как в жилых, так и в общественных зданиях:
   • 4ПК – длина от 2,4 до 9 м, шаг 0,3 м. Ширина – 1000, 1200 и 1500 мм. Диаметр пустот 159 мм.
   • 5ПК – усиленные плиты с большими пустотами – 180 мм. Имеют три типоразмера по длине – 6, 9 и 12 м. Ширина та же, что и у 4ПК.
   • ПГ – особая серия с грушевидными вытянутыми пустотами. Как и 5ПК, выпускаются с длинами 6, 9 и 12 метров, и с идентичной шириной.
   • Многопустотные детали перекрытий с толщиной 300 мм – предназначены для наиболее ответственных большепролётных конструкций. Имеют маркировку 6ПК, длину 12 м, ширину 1000, 1200 или 1500 мм и диаметр пустот 203 мм.
   • Облегчённые многопустотные плиты с толщиной 160 мм и диаметром пустот 114 мм. По длине варьируются от 3,6 до 6,3 м с шагом 0,3 м. Ширина – 1000, 1200, 1500 и 1800 мм.

Панелей ПБ

Относительно недавно многие заводы были оснащены принципиально новым оборудованием для формования многопустотных конструкций. Особенность данных линий заключается в том, что изделие изготавливается не методом заливки с последующим автоклавным твердением, а полусухим вибропрессованием.

Такие изделия формуются любой длины, насколько позволяет производственная линия. После твердения элемент может нарезаться в любой размер, в соответствии с проектом.

Модульными остаются толщина (160, 220, 260 или 300 мм) и ширина (900, 1000, 1200, …, 3600 мм с шагом 300 мм). Имеют маркировку ПБ, а индексы им присваиваются непосредственно на производстве.

Ребристых

Многие общественные и производственные здания, для которых форма потолка не имеет большого значения, перекрывают ребристыми плитами.

Данные изделия удобны в монтаже и обладают малой массу, по сравнению с «пустотками». Имеют П-образную форму – по их длинным сторонам устроены балки, воспринимающие нагрузки, неразрывно связанные с тонкими горизонтальными конструкциями.

Такие перекрытия выпускаются со следующими габаритами:

• ПРТм-1, длина вдоль рёбер жёсткости 1170 мм, ширина между рёбрами 390 мм, толщина горизонтальной «скорлупы» 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.

В зависимости от вида и величины воспринимаемой нагрузки, рёбра могут быть 300 или 400 мм высотой.

Сплошных

Ещё один, менее распространённый тип сборных железобетонных плит перекрытий – сплошные элементы, не имеющие пустот или рёбер жёсткости.

Такие элементы редко используются как самостоятельная конструкция и предназначены для локального перекрытия пролёта в качестве доборов, либо в тех местах, где применение других элементов не представляется возможным.

Габариты зависят от параметров опалубки на заводе, где они изготавливаются. Чаще всего, производители выпускают изделия с толщинами:

• 100;
• 120;
• 140;
• 160 мм.

Длина варьируется в пределах от 1,6 до 5 м, а ширина – от 0,9 до 2,4 м с шагом 0,1 м. Однако, при размещении индивидуального заказа, производственные мощности многих предприятий позволяют выпустить такие изделия с нестандартными размерами.

Сборные плиты

Изготавливаются на производстве, в свою очередь делятся на два типа. Вязаные перекрытия создают с применением тонкой двухмиллиметровой проволоки. Процесс изготовления ее трудоемкий. Второй тип, сварные конструкции, создают с применением электрической или газовой сварки прямой арматуры.

Сборные перекрытия:

1. отличаются по размерам;
2. могут быть массой от 0,5 до 2 тонн.

Производятся элементы с малоразмерным заполнением, а также полностью покрывающие площадь помещения. Особый вид сборных перекрытий – многопустотные.

Внутри них полое пространство, разделенное на части, в основе конструкции каркас из железной арматуры. Выпускаются они поэлементно, каждая конструкция небольшой ширины. Перекрытие нужной площади собирается из нескольких частей.

Монолитные конструкции

Предыдущий и данный виды панелей имеют одинаковую сферу применения и устанавливаются там, где есть необходимость создать крепкую постройку, способную выдержать сверхнагрузки. Такая перегородка не содержит полостей и создается непосредственно на стройплощадке по имеющимся точным расчетам, поэтому она может принимать любую конфигурацию и размеры, ограниченные лишь площадью возводимого объекта.

Принципы расчета перекрытий

Чтобы постройка прослужила не одно десятилетие, необходимо правильно подобрать  сборные железобетонные плиты перекрытия или грамотно рассчитать монолитную конструкцию.

При этом учитывается длительная нагрузка (от выше расположенных строительных конструкций, мебели, техники и т.д.), а также кратковременная (люди, оборудование для строительства и ремонта и т.д.). В расчет берется статические и динамические воздействия на перекрытие, сосредоточенная и распределительная нагрузка, прочность опорных конструкций, собственный вес плиты.

Расчеты следует доверить профессионалам, особенно если речь идет о монолитных перекрытиях. При самостоятельном строительстве небольшого частного дома проще самостоятельно выбрать стандартные плиты перекрытия, так как их несущая способность известна. Если самостоятельные расчеты оказались не верны, или дом получил повреждение в результате землетрясения, пожара или иных внешних воздействий, можно выполнить усиление плит перекрытия.

Размеры плит перекрытия шириной 1.2 (м)

Маркировка типовой плиты l (длина плиты в мм) b (ширина плиты в мм) h (высота плиты в мм) m (масса плиты в кг)

Размеры плит перекрытия шириной 1.5 (м)

Маркировка типовой моделиl (длина плиты в мм)b (ширина плиты в мм)h (высота плиты в мм)m (масса плиты в кг)

Размеры плит перекрытия шириной 1 (м)

Маркировка типовой плитыl (длина плиты в мм) b (ширина плиты в мм) h (высота плиты в мм) m (масса плиты в кг)

Особенности применения и монтажа

Выбор и установка многопустотных плит ПК выполняют обязательно только в строгом соответствии проекту. По нему разрабатывается технологическая карта (ТК) производства работ, в которой обозначается состав бригады, план и схема установки конструкций, необходимые материалы и оборудование.

Обязательные условия монтажа плит ПК:

1. Размер опирания ПК на несущие элементы выбирается по материалу стен: железобетон от 80 до 150 мм; кирпич от 80 мм до 160 мм; легкие бетонные блоки от 100 до 160 мм; железные конструкции — 70 мм.Не допускается при любых разновидностях стен увеличивать длину опирания свыше 200 мм, поскольку плита станет работать, как защемленная балка, и нагрузки себя будут вести не так, как расчетные.
2. Не допускается закрывать 1-ой плитой одновременно три стенки. Поскольку в ней будут возникать напряжения, которые не учтены расчетами и выбранным армокаркасом, из-за чего плита вероятно просто треснет.
3. Пустоты заделывают бетоном на глубину опирания плит, чтобы усилить эту зону от дополнительных напряжений вызванных вновь образованными нагрузками от защемления, кроме того это также защитить конструкцию от попадания в нее воды.

Сколько весит: методика расчета массы

На массу данного типа ЖБИ оказывают влияние три ключевых характеристики:

• Плотность основного материала.
• Типоразмер применяемой арматуры либо знание ее веса в 1 куб.м.
• Форма изделия.

Масса типовой конструкции, имеющей прямоугольную форму рассчитывают на основании выражения:

m=l*b*c*p+ma, где

• l — длина;

• b — ширина;

• h — высота;

• p — плотность бетона;

• ma — вес используемой арматуры.

Все эти параметры можно узнать из документации на ЖБИ.

Пример расчета веса плиты длиной 6 м, шириной 1,5 м, высотой 20 см из бетона плотностью 1400 кг/м3 и весом арматуры 80 кг/1 м3:

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

Для проведения ориентировочных расчетов потребуется использование справочных данных, которые у каждой марки бетона разные:

Необходимо учесть, то, что вес плиты рассчитывают, руководствуясь суммой массы бетона и веса арматуры, использованных при производстве ЖБ изделий. Расход арматуры – это справочная величина и ее можно найти в строительных нормативах.

Последствия неправильного определения

Безопасность и надежность строения напрямую зависят от правильности всех произведенных расчетов, в т.ч. массы каждой конкретной плиты. Нагрузки на стены и фундамент рассчитываются с учетом массы бетонных перекрытий. Поэтому ошибки на этом этапе чреваты повышенным износом здания, его обрушением и человеческими жертвами.

Особенности производства бетонных плит объёмом 2 м³ и конструкций других размеров

Железобетон представляет собой материал, состоящий из смеси бетона, усиленный с помощью арматурных прутьев или проволоки. Именно такое сочетание составляющих делает разного размера железобетонные плиты прочным строительным материалом. Благодаря тому, что стальные арматурные прутья находятся внутри бетонной смеси, они надёжно защищены от коррозии и вредного воздействия окружающей среды.

В свою очередь, стальные элементы улучшают несущие характеристики бетонной смеси, которая отличается относительной хрупкостью. Именно в результате такого сочетания железобетонные конструкции характеризуются способностью противостоять сжатию. Таким образом, независимо от размера, плиты состоят из таких элементов:

• арматуры;
• бетона, который бывает лёгким, тяжёлым или силикатным.

Внутри бетонной смеси находятся стальные арматурные прутья, что делают плиты более прочными

Арматурные вставки представляют собой стальные прутья или проволочные пучки, которые, в свою очередь, делятся на такие виды:

1. Рабочие. Размещаются в нижней части железобетонных изделий и работают на изгиб.
2. Монтажные. Составляют основу или скелет конструкции, их главная задача – придание плите объёма и фиксация размещения прутьев рабочей арматуры.

Для производства перекрытий применяется тяжёлый, напряжённый бетон, состоящий из воды, цементной смеси и особого наполнителя, который делится на такие виды, как:

• крупнозернистый, состоящий из щебня или известняка;
• мелкозернистый, основа которого – кварцевый песок.

Основными активными составляющими, из которых состоит бетон, являются цемент и вода. Благодаря их взаимодействию получается цементный камень, скрепляющий зерна наполнителя, в результате чего и получается цельный монолит.

Интересная информация! Вследствие того, что цемент не взаимодействует с наполнителем, его считают инертным материалом. Однако наполнитель, независимо от зернистости, оказывает основное влияние на свойства и структуру бетона.

Железобетонные плиты перекрытия изготавливаются из конструкционных тяжелых и легких бетонных смесей

Если при изготовлении плит используется предварител ьно сжатый бетон, который называется напряжённым, для его армирования применяются прутья в немного растянутом состоянии, что значительно повышает прочность перекрытий. На объём изделий будет влиять не только размер бетонных плит, но и характеристики используемых в производстве деталей.