Как рассчитать и соорудить монолитное перекрытие по профнастилу

• Преимущества монолитного перекрытия по профлисту
• Конструктивные особенности
• Расчет перекрытия
• Монолитное перекрытие по профнастилу своими руками
• Подготовка
• Монтаж опалубки
• Специфика армирования
• Заливка бетона

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.

Основные сведения

Заливка перекрытий с основой из профлиста представляет собой создание монолитной плиты, обладающей повышенной прочностью, запасом надежности. При изготовлении используется оцинкованный профилированный лист, материал с полимерной защитой, являющийся основой. Она выполняет функцию стационарной опалубки, заливаемой бетонным раствором. Силовую нагрузку воспринимают металлические каркасы.

Перекрытия на базе профлиста и бетонного раствора, при правильном расчете и в соответствии со всеми правилами проектирования, имеют продолжительный срок эксплуатации и высокую прочность. Соблюдение всех необходимых требований и пропорций определяет надежность постройки и безопасность людей, находящихся в здании.

Достоинства профнастила

Планируя использовать профнастил для перекрытий конструкций, следует ознакомиться с характеристиками данного материала, а именно:

• широкий спектр применения. Профилированные листы используются как облицовочный, кровельный материал, а также с целью обустройства ограждений;
• устойчивость к коррозии. Технология производства профнастила предусматривает нанесение специального антикоррозионного покрытия, увеличивающего срок эксплуатации до 25 лет;

Перекрытия такого типа применяются при строительстве многоэтажных общественных и промышленных зданий с нестандартными пролетами

• малый вес. Масса профлиста не превышает 8 килограмм, что уменьшает нагрузку на силовую конструкцию;
• обрабатываемость и технологичность. Листы материала легко крепятся, поддаются резке;
• увеличенная прочность. Профнастил выдерживает повышенные усилия;
• приемлемая цена. Низкая стоимость превратила его в материал, доступный широким массам;
• эстетичность. Различная цветовая гамма листов профнастила позволяет гармонично вписать их в экстерьер;
• транспортабельность. Малый вес и компактные габариты позволяют легко транспортировать материал;
• экологичность;
• устойчивость к природным факторам. Профнастил не подвержен влиянию погодных условий. Обладает повышенной устойчивостью к щелочной и кислотной среде.

Особенности монолитной конструкции

Межэтажное перекрытие из профнастила отличается от обычной конструкции специальным опалубочным усилением, позволяющим получить готовый потолок, не требующий дополнительной отделки.

Возможность применения разнообразных типов профилированного листа при возведении перекрытий является достаточно важным преимуществом

Достоинства:

• возможность снижения расхода бетонной смеси, связанная с наличием «волн» различных размеров;
• уменьшение количества материала для армирования;
• увеличение прочности основания;
• снижение массы конструкции;
• равномерное перераспределение нагрузки;
• возможность использования легких стеновых материалов, в том числе пено- и газобетонных блоков.

Профлист для перекрытий применяется относительно недавно. Метод перекрытия по профнастилу предполагает использование опалубки и бетона. За короткий период времени технология стала востребованной.

Один из отличительных моментов – возможность сооружения колонного фундамента конструкции, заменяющего традиционный ленточный. Нагрузка, которую воспримет каждая колонна, передается только конкретной частью каркаса.

Монолитная железобетонная основа представляет собой цельную плиту, забетонированную на профлисте. Опоры конструкции – кирпичные стены, бетон, железобетонные элементы, стальной каркас. Плита заливается пролетом длиной от 1,5 до 6 метров. Размер бетонной полки над поверхностью листов определяется расчетным путем, составляет не менее 30 мм.

Если в бетонируемой поверхности выполнены проемы, укрепите вокруг них монолитный массив путем приварки в местах отверстий дополнительной арматуры.

Профлист, применяемый в качестве арматуры, должен иметь оцинкованное или какое-либо другое покрытие, которое обеспечит ему устойчивость к возникновению коррозии

Расчет перекрытия

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.

Вернуться к оглавлению

Подготовительный этап

Для того чтобы качественно залить бетонное перекрытие по профнастилу, важно технически грамотно подойти к начальной стадии работы. Рассчитайте усилия с учетом точных размеров постройки. Чтобы не допустить ошибку при выполнении расчётов, уточните эксплуатационные характеристики профилированных листов у производителя.

Подготовительный этап играет определяющую роль, требует специального подхода, инженерных знаний и умения выполнять необходимые расчеты. До начала монтажа следует:

• Выполнить расчет материала, необходимого для изготовления каркаса, обладающего необходимым запасом прочности.
• Подобрать вид профильного листа, определить размеры листа и толщину материала.
• Рассчитать сортамент арматуры, предназначенной для изготовления несущего каркаса.

Расчетная часть позволяет определить сортамент, номенклатуру колонн и металлических балок. Базовый материал, применяемый для колонн, – стальные трубы профильного сечения. Балки изготавливаются из металлических швеллеров. Точность расчета монолитного основания определяет устойчивость конструкции объекта.

Монолитные перекрытия следует строить строго по разработанным и утвержденным чертежам и планам

Советы по монтажу опалубки

Технология работ предусматривает армирование балок и опорных колонн. Используются металлические трубы различного сортамента, асбестовые опоры. Металлический швеллер, двутавр применяются, как балки.

В зависимости от размеров гофр на листе изменяется шаг балок. С увеличением высоты волны уменьшается интервал между балками. Например, расстояние между балками для профильного листа марки TП–75 с толщиной 0,9 мм составляет 3 метра.

Контролируйте, не допускайте прогиба листов, устанавливая их на три опорных балки. Крепление осуществляйте саморезами, оснащенными усиленным буром. Помните о необходимости фиксации стыков, обеспечьте интервал между бронебойными саморезами – 40 сантиметров.

После завершения устройства опалубки приступайте к армированию перекрытия по профнастилу.

Устройство перекрытия

Перекрытие по профлисту

Для перекрытий подходит профнастил, имеющий дополнительные ребра жесткости. Высота волны должна быть не менее 60 мм, а толщина листа без внешнего защитного покрытия — не менее 0,7 мм. Единственное исключение из этого правила — создание чердачного перекрытия, так как на него приходится значительно меньшая нагрузка, чем на межэтажное.

Перед проведением работ проводится расчет перекрытия по профлисту с учетом следующих характеристик:

• Размеры здания.
• Нагрузки на балки и колонны.

При расчете монолитного перекрытия по профилированному стальному листу не учитываются данные на трещинообразование в нижней части конструкции. Обязательно нужно помнить про вероятность смятия ребер или деформации, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Расчет верхней части плиты выполняется с учетом всех данных, как это делается при проектировании традиционных сборных железобетонных конструкций. Так как в процессе эксплуатации есть вероятность прогиба плиты, возможный размер определяется исходя из расчетных постоянных и временных нагрузок на конструкцию.

Анализ этих данных позволяет подобрать оптимальные размеры металлокаркаса. Монтаж конструкции очень прост, и сделать его можно, не прибегая к помощи специалистов. Но расчет всегда должен выполняться профессионалами, так как любая ошибка может привести к тому, что конструкция просто не выдержит нагрузки во время эксплуатации.

Монтаж балочной конструкции

Технология устройства монолитного перекрытия по профнастилу подразумевает использование балок и колонн. С этой целью подойдут металлические трубы, двутавры и швеллера. Расстояние между соседними балками определяется исходя из размеров и формы профиля листа. При значительной высоте профиля шаг между балками может быть уменьшен.

Лист профилированного металлопроката рекомендуется укладывать не менее чем на 3 балки, одна из которых находится в центре конструкции, а две другие — по сторонам.

Профнастил для монолитных перекрытий

К основанию балки профнастил крепится саморезами с усиленным буром, позволяющим не просверливать отверстия в швеллере или двутавре. У специалистов такие саморезы получили название «бронебойных», что соответствует их техническим характеристикам. Крепление выполняется только в местах соприкосновения профнастила с балкой. Дополнительная фиксация производится в местах стыка листов. Здесь можно применять саморезы на 25 мм. Шаг между саморезами должен быть около 40 см. По ширине листы стыкуются с нахлестом, а по длине встык. Гофры листа должны быть ориентированы вниз. На стадии возведения обязательно должна быть проверена жесткость стального профилированного листа и ее соответствие расчетным проектным параметрам.

Далее выполняется армирование конструкции. Арматура укладывается в гофры в продольном и поперечном направлениях. Вязка арматуры выполняется проволокой. Не рекомендуется использовать сварку для создания арматурного каркаса. Для формирования защитного слоя используются фиксаторы. Защитный слой необходим для того, чтобы минимизировать риск выхода арматуры из бетона и воздействия на нее негативных факторов окружающей среды. Тип и размер фиксаторов выбирается в зависимости от проектной толщины защитного слоя. После создания металлоконструкции можно заливать перекрытие бетоном.

Для того чтобы профилированные листы хорошо выдержали вес жидкого бетона, необходимо дополнительно укрепить металлоконструкцию до момента полного застывания.

Монтаж каркаса

С этой целью применяются дополнительные опоры. Минимальная толщина перекрытия должна составлять 7–8 см. Бетонирование лучше выполнять по пролетам. После полного застывания бетона на одном пролете убираются дополнительные опоры. Время полного созревания бетона может сильно отличаться в зависимости от температуры окружающей среды. В теплое время года конструкция полностью высыхает примерно за 10 суток. При отрицательной температуре для этого может потребоваться более месяца.

В соответствие со СНиП 3.03.01-87, перед бетонированием поверхность профлиста должна быть очищена от любых загрязнений, масел, мусора, цементной пыли и т. д. Поверхность промывается водой непосредственно перед заливкой бетонной смеси. Смесь заливается слоями, которые не должны иметь разрывов и перепадов толщины. Уплотнение бетона осуществляется вибраторами. При выполнении этой работы необходимо следить за тем, чтобы инструмент не воздействовал на профлист, арматуру и другие элементы конструкции. Следующий слой заливается только после того, как схватится предыдущий.

Специфика армирования

Благодаря армированию происходит повышение прочностных характеристик одного материала с помощью другого, обладающего увеличенной жесткостью. Если говорить о профнастиле, то армирование выполняется стальной проволокой. Силовой контур, находящийся внутри конструкции, позволяет бетону воспринимать повышенные нагрузки.

Продольные прутки диаметром 12 мм образуют каркас. Укладка осуществляется по каналам листов. Детали каркаса сваркой либо проволокой крепятся между собой.

Когда профнастильная опалубка будет сооружена, можно приступать к выполнению бетонирования

Рекомендации по бетонированию

Если опалубка из профнастила и металлических профилей установлена и выполнено армирование, приступайте к заливке бетона. Применяйте бетонную смесь марки М350. Последовательность мероприятий:

• До заливки бетона профнастил для перекрытий усильте дополнительными балками – опорами, установленными по осям пролетов. Они поддержат основу в процессе заливки раствора. После затвердевания смеси их демонтируйте.
• Бетонирование осуществляйте поэтапно. В течение рабочего времени старайтесь забетонировать конкретный пролет, так как проблематично сразу заполнить бетоном весь объем.
• Дайте выстояться бетону до достижения рабочий прочности. Цикл созревания летом составляет 10 суток, а при отрицательной температуре – один месяц.
• Увлажняйте поверхность бетона водой в жаркий период года. Это позволит предотвратить растрескивание, обеспечит созревание состава.

Если правильно произведены расчёты, выбраны профильные листы, установлен арматурный каркас и выполнено бетонирование, то прочность конструкции будет на должном уровне.

Возможные ошибки и сложности, их последствия

Монолитная плита перекрытия на профнастиле не прощает ни одной ошибки в процессе расчетов. Иначе здание окажется под угрозой разрушения. Это объясняется тем фактом, что нагрузки по балкам передаются на несущие стенки и фундамент.

Основные ошибки, которые допускаются застройщиками железобетонных перекрытий на профлистах:

• выполнен неправильно сбор нагрузок;
• неправильно выбрана марка металлопрофиля;
• использована арматура с низким сечением;
• толщина конструкции не соответствует предельному требованию по прогибу;
• неправильно принят межбалочный шаг и пролет балки;
• малое сечение арматуры, которое не способно обеспечить прочность конструкции.

Важно! Для установки несущих опор желательно применять круглые либо квадратные контуры, а в качестве несущих балок – двутавры либо швеллеры.

Безбалочные варианты монолитных плит применяются исключительно в малоэтажном домостроительстве, профнастил в этом случае обязан иметь большие ребра жесткости свыше 20 мм, например, как у марок НС 35/100.

Возможные риски

Являясь универсальными, перекрытия по профлисту обладают недостатками. В процессе выполнения работ могут возникнуть непредвиденные моменты:

• увеличенный расход бетонного раствора;
• недостаточная жесткость конструкции перекрытия;
• срыв сроков строительных мероприятий;
• непредвиденное увеличение сметной стоимости строительства объекта.

Производя монтаж и заливку, нецелесообразно экономить на услугах проектировщиков и квалифицированных специалистов. Сложная и ответственная конструкция требует высокого уровня инженерных расчетов, разработки детального проекта работ.

Зачем это необходимо делать?

Все перекрытия относятся к несущим конструкциям, поэтому прочностные характеристики влияют на работоспособность всего строительного объекта. Они принимают на себя нагрузки, возникающие при эксплуатации строения.

Их подразделяют на постоянные, в которые входит весовая нагрузка перекрытия и временные, возникающие в процессе обслуживания дома: мебель, оборудование и проживающие люди.

Если конструкция не сможет нести вышеперечисленные нагрузки, она начнет прогибаться сверх установленного нормативом размера, а если процесс не стабилизируется, произойдут разрушения не только перекрытий, но и стен дома.

Поэтому монтажные работы по установке такого монолитного сооружения начинают с расчета, который проводится в рамках проектирования строительного объекта с соблюдением всех нормативных актов:

• СНиП 2.03.01-84.
• СНиП II-2381.
• Рекомендации по проектированию монолитных ЖБ перекрытий со стальным профилированным настилом.

На самом деле этот расчет является довольно сложным, трудоемким и ответственным. Перекрытия не допускают даже малейших ошибок, в связи, с чем современные проектировщики выполняют его с применением серьезных строительных программ, особенно для многоэтажных зданий.