Самостоятельный расчет плиты перекрытия считаем нагрузку и побираем параметры будущей плиты

Нагрузка на плиту перекрытия: сколько выдержит 1м2 пустотной плиты

Нагрузка на плиту перекрытия: сколько выдержит 1м2 пустотной плиты

Межэтажные перекрытия в жилых домах и общественных зданиях часто делают из облегченных пустотных железобетонных плит. При проектировании и выборе нужных изделий всегда определяется нагрузка на плиту перекрытия, вес, который она может выдерживать длительное время без деформаций и прогибов. Точный расчет этого параметра необходим, чтобы обеспечить целостность строения и безопасность его эксплуатации. Зная параметры плиты, соответствующей вычисленным нагрузкам, определяют и нагрузку на фундамент дома.

Виды нагрузок на перекрытия

Сама по себе железобетонная плита обладает определенным весом. При опирании на две или три стены плита должна удерживать его по всей площади без провисов и прогибов. Кроме собственного веса перекрытие испытывает статические (постоянные) и динамические (переменные) нагрузки. Последние создаются людьми, перемещающимися по верхним этажам, а статические воздействуют на верхнюю и нижнюю плоскости плиты. К ним относятся:

  • утепление и шумоизоляция перекрытий;
  • стяжка пола и его декоративная отделка;
  • конструкция потолка нижележащего этажа;
  • перегородки;
  • мебель и оборудование;
  • подвесные светильники и коммуникации, закрепленные на потолке либо в самой плите;

В свою очередь статическая нагрузка подразделяется на распределенную и сосредоточенную. Мебель, межкомнатные стены, стяжка создают распределенную нагрузку, а тяжелые люстры или подвешенный к потолку гамак – точечную. При выполнении расчетов к точечным нагрузкам применяют повышающие коэффициенты.

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия не должна быть больше её несущей способности. При проектировании зданий подбирают плиты с приличным запасом прочности, чтобы исключить любые риски при повышении нагрузки.

Особенности панелей перекрытия с пустотами

Способность плит противостоять нагрузкам зависит от их конструкции и марки цемента, идущего на изготовление. К примеру, если плита изготовлена из цемента марки М500, то готовое изделие может удерживать точечное приложение веса в 500 кг на квадратный сантиметр. Это предельная кратковременная нагрузка на плиту перекрытия пустотную, тогда как постоянная нагрузка намного меньше этого значения.

Однако эти данные были бы верны только для плит, изготовленных из бетона без армирования. На самом деле их несущая способность гораздо выше за счет усиливающего стального каркаса из качественной арматуры.

Армирование плит производится во всех направлениях с усилением торцов, опирающихся на стены, двойным поясом. Это необходимо для увеличения несущей способности кромок, на которые опираются стены верхних этажей и конструкция кровли.

Виды плит для устройства перекрытий

Прежде чем пытаться определить, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия пустотные 6 метров или другой длины, стоит разобраться в разновидностях таких плит. Они представляют собой плоские панели с продольными внутренними полостями круглого, овального или восьмиугольного сечения.

Помимо них заводы ЖБИ выпускают и монолитные ребристые и П-образные плиты. Отсутствие в них отверстий повышает несущую способность до 2000-3000 кг/м 2 , но большой вес таких изделий оказывает серьезную нагрузку на фундамент и стены зданий. Поэтому в жилищном, и особенно частном домостроении предпочтение отдают пустотным плитам. Их дополнительными достоинствами являются лучшая шумоизоляция и возможность скрытой прокладки коммуникаций в пустотных каналах.

Между собой они отличаются габаритами, формой и размером пустот. Самыми распространенными являются панели с полостями круглого сечения, они имеют обозначение ПК, а предшествующая этой аббревиатуре цифра указывает на диаметр поперечного сечения каналов.

  • 1ПК – диаметр цилиндрических пустот равен 15,9 см.
  • 2ПК – 14 см.
  • 3ПК – 12,7 см.
  • 7ПК – 11,4 см.

В частном и малоэтажном строительстве рекомендуется применять плиты перекрытия 7ПК с уменьшенным сечением пустот.

Аббревиатура ПБ для пустотных плит указывает на метод её формирования безопалубочным способом.

Внешние габаритные размеры плиты регламентируются стандартами. Существует множество типоразмеров, отличающихся:

  • толщиной (от 160 до 400 мм);
  • длиной (от 2,4 до 15,5 м);
  • шириной (от 1,0 до 3,6 м).

Эти данные, как и расчетная нагрузка на плиту перекрытия, записаны в маркировке изделий.

Как расшифровать маркировку

Маркировка железобетонных плит отражает все параметры, необходимые для правильного подбора изделий. Она содержит в себе указание на тип плиты, её округленную длину и ширину в дециметрах, и предельную нагрузку, выраженную в сотнях килограмм на квадратный метр.

Приведем ещё один пример маркировки с разбором каждого обозначения для плиты 1ПК40.12-8.

  • 1ПК – пустотная плита перекрытия с круглыми отверстиями сечением 15,9 см;
  • 40 – длина 400 см (округленная);
  • 12 – ширина 120 см (округленная);
  • 8 – предельная нагрузка, выраженная в кг на 1 дм 2 (или 800 кг/м 2 ).

Соответственно, если третье число в маркировке 10, то показатель нагрузки примерно равен 1000 кг/м 2 , если 12 – 1250 кг/м 2 и т.д. Точные значения этих показателей и размеров до миллиметров и граммов указаны в производственной документации и специальных справочниках, но расчет нагрузки на плиту перекрытия можно вести и по округленным цифрам.

Согласно СНиП, стандартная нагрузка для пустотных плит может быть не более 800 кг/м 2 , этого вполне достаточно для жилых зданий. Плиты с более высокими показателями использовать нецелесообразно из-за большого веса и увеличения давления на фундамент.

Видео описание

Дополнительную информацию о плитах ПК и ПБ можно получить из видео:

Как самостоятельно посчитать нагрузку

Чтобы выполнить расчет нагрузки на перекрытие, нужно определить положение плиты в конструкции здания, для чего необходим проект или поэтажный план. Вес, приходящийся на плиту, зависит от отделки пола и потолка, наличия стоящих на ней перегородок, меблировки и оборудования помещения.

Расчет можно вести по площади всего перекрытия, суммируя нагрузки целого этажа и разделив полученное значение на количество панелей, необходимых для устройства межэтажной перегородки. Но более точные данные получают, вычисляя нагрузки покомнатно либо на отдельную плиту, потому что для спальни с легкой отделкой и ванной с теплым полом в бетонной стяжке и тяжелым оборудованием она может очень отличаться.

Для примера возьмем ту же плиту ПК40.12-8. При толщине 220 мм её вес составляет 1420 кг (этот параметр указывается в технической документации). Также потребуется вычислить площадь бетонной панели. В нашем случае она равна 4,8м 2 .

Расчет ведется при условии опирания плиты на две торцевые стороны. Если она дополнительно опирается на внутренние несущие стены или колонны, нагрузка снижается.

Мы знаем, сколько выдерживает плита перекрытия на 1м2 – 800 кг. Зная её площадь, легко определить, что вся плита рассчитана на нагрузку 800 х 4,8 = 3840 кг.

Вычитаем из полученного значения её вес: 3840 – 1420 = 2420 кг. И получаем общую допустимую нагрузку на плиту в процессе её эксплуатации. Из него необходимо вычесть вес конструкции пола с учетом утепления, выравнивающей стяжки, чернового и чистового покрытия.

Для приблизительного расчета он принимается равным 150 кг/м 2 , но это усредненный показатель. В реальности, при использовании толстой стяжки и тяжелого напольного покрытия, он может быть выше, и в таких случаях потребуется более точный расчет по каждому слою.

Допустим, суммарная нагрузка от пола составила 200 кг/м 2 или 200 х 4,8 = 960 кг на всю площадь плиты. После её вычитания из полученной выше цифры находим разницу:

2420 – 960 = 1460 кг

Это максимальная нагрузка на плиту перекрытия в процессе её эксплуатации. Она состоит из постоянных статических и динамических нагрузок, веса перегородок, напольных декоративных конструкций. По нормам СНиП на динамическую и распределенную статическую нагрузку (люди, оборудование, мебель) отводится 150 кг/м 2 . Для плиты площадью 4,8 м 2 она будет равна 720 кг. Снова производим вычитание:

1460 – 720 = 740 кг

В расчете на квадратный метр получим запас прочности:

740 : 4,8 = 154 кг

Именно этим максимальным весом можно дополнительно нагружать плиту, возводя перегородки и выбирая отделку для них, устанавливая в комнате камин или подвешивая к потолку тяжелую люстру.

Однако люстра создает не распределенную, а сосредоточенную нагрузку, поэтому её вес при расчете умножается на повышающий коэффициент 1,3.

Для расчета нагрузок на перекрытия созданы специальные компьютерные программы, облегчающие и ускоряющие этот процесс, делающие его более точным.

Видео описание

Пример расчета нагрузки от перегородок показан в этом видеоролике:

Если в результате расчетов общая нагрузка получилась выше допустимой, указанной в маркировке, то для устройства перекрытия выбирают более мощные плиты либо отказываются от тяжелых конструкций пола, перегородок и декоративных элементов, заменяя их более легкими.

Коротко о главном

Чтобы узнать, сколько выдерживает плита перекрытия, заложенная в проект дома, нужно разбираться в маркировке этих железобетонных изделий. Предельная нагрузка указывается в ней третьей по порядку цифрой в килограммах на квадратный дециметр площади. Для определения её несущей способности суммируют все нагрузки, приходящиеся на плиту от её собственного веса, конструкции пола и потолка, перегородок, мебели, людей, и сравнивают полученные данные с параметрами изделия. Суммарная расчетная нагрузка должна быть меньше предельно допустимой.

Читайте также  Высота и толщина армопояса для газобетона

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

Пирог перекрытия

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений )

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола. Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

  1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
  2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

Расчет монолитной плиты перекрытия

Невзирая на высокий ассортимент готовых плит, железобетонные монолитные плиты не утратили своей актуальности, продолжая пользоваться спросом. Особенно актуальным их применение является при строительстве малоэтажной загородной недвижимости, которой характерна индивидуальная планировка с различным размером комнат или в тех случаях, когда для строительства не используются подъемные краны. Такой вариант возведения зданий позволит сэкономить средства на доставке материалов и сократить затраты на монтаж. При этом возрастет время на осуществление подготовительных работ, которые будут связаны с возведением опалубки. Впрочем, этот факт не отпугивает застройщиков, которые не видят трудности в покупке бетона и арматуры. Гораздо сложнее произвести правильный расчет плит перекрытий, определить марку необходимого бетона, вид арматуры, значение действующей нагрузки и прочие связанные с прочностью и надежностью характеристики.

Расчет плиты перекрытия

Принцип расчета

Монолитная плита перекрытия представляет собой один из компонентов каркаса здания, который воспринимает на себя вертикальные нагрузки, вступая одновременно в качестве элемента жесткости всей конструкции. Расчет параметров железобетонных конструкций осуществляется в соответствии с регламентом строительных норм и правил СП 52-101-2003 и СНиП 52-01-2003. Процесс ручного расчета конструкций представляет собой ряд этапов, в ходе которых производится подбор таких параметров, как класс бетона и арматуры, поперечного сечения, достаточного для того чтобы избежать разрушения при воздействии максимальных сил нагрузки. В случае использования ПЭВМ находят применение специализированные программные комплексы.

Как показывает практика применения железобетонных плит перекрытия, для упрощения задачи можно пренебречь сложными вычислениями таких величин, как расчет на раскрытие трещин и деформацию, сил кручения и поперечных сил, а также продавливания и местного сжатия. При обычном строительстве в этом нет необходимости, сосредоточив свое внимание на вычислении изгибающего момента, действующего на поперечное сечение.

Характеристики монолитной плиты

Реальная длина плиты может отличаться от расчетного значения пролета, которым принято считать расстояние между стенами, выступающими в виде опор. Стены выполняют функцию поддержки плиты. Таким образом, пролет – это размер помещения в длину и в ширину. Для его измерения можно использовать простую рулетку, с помощью которой можно измерить расстояние между стенами. При этом реальное значение длины монолитной плиты должно быть обязательно больше. В качестве опор для плиты выступают стены, материалом для которых может послужить распространенный кирпич или шлакоблок, камень, керамзитобетон, газо- или пенобетон. Необходимо учитывать прочность стен, которые должны выдерживать массу плиты. В случае с камнем, шлакоблоком и кирпичом можно не сомневаться в несущей способности, тогда как пенобетонные конструкции должны быть рассчитаны на определенную массу. Для примера произведем расчет однопролетной схемы перекрытия с опорой на две стены, расстояние между которыми составляет 5000 мм.

Геометрические размеры толщины и ширины плиты задаются. Как правило, наиболее часто в загородном строительстве применяют плиты толщиной 0,1 м с условной шириной равной одному метру. Принимаем за основу конструкцию с армированием плиты перекрытия при помощи арматуры марки А400 при заливке бетона В20. В дальнейшем плита при расчете рассматривается как балка.

Выбор типа опоры

Во время расчета плита перекрытия может по-разному опираться на несущие стены, в зависимости от типа использованного при их возведении материала. Различают следующие варианты опоры:

  • жестко защемленная на опорах балка;
  • балка консольного типа шарнирно-опертая;
  • бесконсольная шарнирно-опертая балка.

Вид опоры определяет принцип расчета. Рассмотрим пример расчета для наиболее распространенного вида конструкции плиты перекрытия с шарнирно-опертой балкой бесконсольного типа.

Определение нагрузки

В процессе строительства, а впоследствии при эксплуатации на балку воздействую различные виды нагрузок. При расчете нас интересуют, прежде всего, динамические и статистические нагрузки, возникающие вследствие передвижения или давления сил временного характера, вызванного перемещением людей, транспорта, работы механизмов и постоянные составляющие, обусловленные массой строительных элементов. При проведении расчета, для получения необходимого запаса прочности, можно пренебречь разницей между данными видами нагрузок.

По характеру нагрузки дифференцируются на:

  • распределенные хаотически и неравномерно;
  • точечные;
  • равнораспределенные.

При расчете плиты перекрытия достаточно ориентироваться на равномерные нагрузки. Для сосредоточенной нагрузки усилия измеряются в ньютонах, килограммах (кг), либо килограммсилах (кгс).

В случае с равным распределением актуально апеллировать данными о нагрузке, воздействующей на метр. Для жилых домов параметр равнораспределенной нагрузки составляет в среднем 400 Н/м2. При толщине плиты в 10 см ее масса создаст нагрузку около 250 кг/м2, а с учетом стяжки или использовании керамической плитки она может возрасти до 350 кг/м2. Таким образом, нагрузка рассчитывается с коэффициентом запаса в 20%, составляя:

Q = (400+250+100)*1.2 = 900 Н/м

Данная величина нагрузочной способности обеспечит прочность при различных вариациях статических и динамических нагрузок. При наличии лестниц или бетонных маршей опирающихся на плиту перекрытия, необходимо брать в расчет их массу и не упускать из виду динамическую нагрузку во время эксплуатации. Проектировка загородных домов должна предусматривать инсталляцию крупных объектов на плите, например, каминов, масса которых может варьироваться от 1 до 3 тонн. Для обеспечения прочности в таких случаях используется местное усиление – армирование или предусматривается отдельная балка.

Расчет изгибающего момента

Для бесконсольного типа балки при наличии равномерно распределенной нагрузки, которая сосредоточена на опорах шарнирного вида показатель максимально изгибающего момента определяется по формуле:

Читайте также  Звукоизоляция межэтажных деревянных перекрытий – выбор материала и способ устройства

Мmax = (Q * L²) / 8, где

При расчете имеем:

Мmax = (900*5²) / 8 = 225 кг/м.

Основания для расчета

Для бетонных плит перекрытий сопротивление материала растяжению практически равно нулю. Такой вывод можно сделать на основании анализа и сопоставления нагрузок на растяжение, которые испытывает арматура и бетон. Разница между этими данными составляет три порядка, что свидетельствует о том, что всю нагрузку берет на себя арматурный каркас. С нагрузками на сжатие ситуация обстоит иначе: силы равномерно распределяются вдоль вектора силы. Как следствие, сопротивление на сжатие принимаем равным расчетному значению.

Для выбора арматуры необходимо определить значение по формуле:

ER = 0,8/ 1+RS/700 , где

RS – расчетное значение сопротивления арматуры, МПа.

Имея значение данные о расстоянии между нижней частью балки и центром окружности, сформированной плоскостью поперечного сечения арматуры, ее марку выбирают исходя из таблицы.

Правильный подбор арматуры обеспечит надежное сцепление с бетоном, которое гарантирует предел прочности без деформаций и растрескиваний. При этом максимальное растягивающее усилие арматуры не должно превышать полученное расчетным путем значение.

При армировании на один погонный метр, как правило, уходит не менее чем пять стержней, которые располагаются равномерно на одинаковых расстояниях. Точное число стержней зависит от нагрузки и определяется по СНиП 52-01-2003. Формируется каркас чаще всего из нескольких слоев стержней, которые могут иметь различное сечение. Сетка скрепляется заранее хомутами или фиксируется при помощи сварки. В качестве элементов армирования чаще всего применяется ненапрягаемая арматура Ат-IIIС и Ат-IVС с наличием термического упрочнения.

Таким образом, расчет железобетонной конструкции плиты перекрытия включает в себя следующие стадии:

  • составление схемной реализации перекрытия с компоновкой элементов. При возведении многоэтажек расстояния между колоннами должны быть кратные 3000 мм в диапазоне величин от 6 до 12 метров. Значение высоты одного этажа может находиться в пределах от 3,6 до 7,2 метра с дискретностью 600 мм. Данные условия помогут упростить вычисление и обеспечить стандартный автоматический расчет;
  • прочностный конструкционный расчет монолитной плиты. К расчетной части должна прилагаться графическая часть в виде составленного подробного чертежа, который можно составить самостоятельно или доверить его реализацию специалистам из проектных организаций. При этом необходимо произвести расчет элементов перекрытия и главной балки. Выбор бетона при проектировании осуществляется по классу материала на сжатие по заданной прочности, исходя из норм и табличных значений. Как правило, балка и монолит проектируются из одной марки бетона;
  • в зависимости от архитектурных особенностей строения может понадобиться расчет колонны, а также ригеля или второстепенной балки;

  • на основании всех произведенных расчетов, полученных масс и нагрузок формируется фундамент. Монолитное основание представляет собой подземную конструкцию, с помощью которого нагрузка от здания передается на грунт. Общий чертеж должен отображать конструкцию здания в целом с учетом изображения положения плит перекрытий, несущих стен и основания.

Расчетная часть строительного проекта для любого здания является необходимой документаций, которая содержит информацию о размерах архитектурного объекта, его особенностях, технологии возведении. При этом именно на основе проекта составляется строительная расходная ведомость, в которую включаются необходимые для возведения здания материалы, определяются трудозатраты. А основе расчета осуществляется планирование материалов, этапов выполнения строительных работ, их объемов и сроков. Прочность и надежность здания во многом зависят от правильности расчетов, качества используемых материалов и соблюдения технологии строительства на каждом из отдельно взятых этапов.

Преимущества применения плит перекрытий

Технология возведения перекрытий в виде армированных бетонных плит обладает целым рядом преимуществ, среди которых:

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

При создании домов с индивидуальной планировкой дома, как правило, застройщики сталкиваются с большим неудобством использования заводских панелей. С одной стороны, их стандартные размеры и форма, с другой – внушительный вес, из-за которого не обойтись без привлечения подъемной строительной техники.

Для перекрытия домов с комнатами разного размера и конфигурации, включая овал и полукруг, идеальным решением являются монолитные ж/б плиты. Дело в том, что по сравнению с заводскими они требуют значительно меньших денежных вложений как на покупку необходимых материалов, так и на доставку и монтаж. К тому же у них значительно выше несущая способность, а бесшовная поверхность плит очень качественная.

jb-perekrytiya-doma-

Почему же при всех очевидных преимуществах не каждый прибегает к бетонированию перекрытия? Вряд ли людей отпугивают более длительные подготовительные работы, тем более что ни заказ арматуры, ни устройство опалубки сегодня не представляет никакой сложности. Проблема в другом – не каждый знает, как правильно выполнить расчет монолитной плиты перекрытия.

Преимущества устройства монолитного перекрытия ↑

компоненты армирования

Монолитные железобетонные перекрытия причисляют к категории самых надежных и универсальных стройматериалов.

  • по данной технологии возможно перекрывать помещения практически любых габаритов, независимо от линейных размеров сооружения. Единственное при необходимости перекрыть больших пространств возникает необходимость в установке дополнительных опор;
  • они обеспечивают высокую звукоизоляцию. Несмотря на относительно небольшую толщину (140 мм), они способны полностью подавлять сторонние шумы;
  • с нижней стороны поверхность монолитного литья – гладкая, бесшовная, без перепадов, поэтому чаще всего подобные потолки отделывают только при помощи тонкого слоя шпаклевки и окрашивают;
  • цельное литье позволяет возводить выносные конструкции, к примеру, создать балкон, который составит одну монолитную плиту с перекрытием. Кстати, подобный балкон значительно долговечнее.
  • К недостаткам монолитного литья можно отнести необходимость использования при заливке бетона специализированного оборудования, к примеру, бетономешалок.

Для конструкций из легкого материала типа газобетона больше подходят сборно-монолитные перекрытия. Их выполняют из готовых блоков, к примеру, из керамзита, газобетона или других аналогичных материалов, после чего заливают бетоном. Получается, с одной стороны, легкая конструкция, а с другой – она служит монолитным армированным поясом для всего строения.

По технологии устройства различают:

  • монолитное балочное перекрытие;
  • безбалочное – это один из самых распространенных вариантов, расходы на материалы здесь меньше, поскольку нет необходимости закупать балки и обрабатывать перекрытия.
  • имеющие несъемную опалубку;
  • по профнастилу. Наиболее часто такую конструкцию используют для создания терасс, при строительстве гаражей и других подобных сооружений. Профлисты играют роль несгибаемой опалубки, на которую заливают бетон. Функции опоры будет выполнять каркас из металла, собранный из колонн и балок.

монтаж монолитного перекрытия по профнастилу

Обязательные условия получения качественного и надежного монолитное перекрытие по профнастилу:

  • чертежи, в которых указаны точнейшие размеры сооружения. Допустимая погрешность – до миллиметра;
  • расчет монолитной плиты перекрытия, где учтены создаваемые ею нагрузки.

Профилированные листы позволяют получить ребристое монолитное перекрытие, отличающееся большей надежностью. При этом значительно сокращаются затраты на бетон и стержни арматуры.

Расчет безбалочного перекрытия ↑

устройство безбалочного перекрытия

Перекрытие этого типа представляет из себя сплошную плиту. Опорой для нее служат колонны, которые могут иметь капители. Последние необходимы тогда, когда для создания требуемой жесткости прибегают к уменьшению расчетного пролета.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

расчет изгибающего момента квадратной плиты

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

примерный расчет распределенной нагрузки

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln 2 /8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

изгибающий момент

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Читайте также  Как рассчитать арматуру на монолитную плиту

максимальный изгибающий момент для арматуры

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

максимальный изгибающий момент для бетона

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

единый изгибающий момент

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой Аn = M/bh 2 nRb. Соответственно получим:

  • А01 = 0.0745
  • А02 = 0.104

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Данные для расчета изгибаемых элементов прямоугольного сечения, армированных одиночной арматурой

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

  • при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз;
  • при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

график: как соотносятся моменты

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m2 = 0.49*m1.

Далее, для нахождения общего момента значения m1 и m2 необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m1. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

расчет изгибательного момента для арматуры и бетона

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η1, η2 и ξ1, ξ2. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

Расчет плиты перекрытия

Расчет плиты перекрытия

Основной повод, почему застройщики отдают преимущество монолитным горизонтальным плитам, которые несут конструкциям при постройке здания, является функция преграды пролетов любого расположения. Впрочем, нужно учитывать, что в этом обстоятельстве нагрузка на фундамент будет гораздо больше, чем с использованием ЖБИ и придется выполнить подсчет плиты перекрытия. Расчет параметров – достаточно сложный процесс для самостоятельного исполнения, но мы все-таки объясним вам важные аспекты.

Расчет плиты перекрытия

Для чего нужен расчет монолитного перекрытия?

Безопасность и стойкость постройки зависит не только от надежности стен. Важной частью здания является перекрытие, оно воспринимает и отдает всю нагрузку от конструкций на «коробку» и основание. Поэтому надо верно сделать расчет железобетонной плиты перекрытия.

Конструкция монолитной плиты перекрытия с опалубкой и вертикальными опорами

Каждая несущая конструкцию предназначена для восприятия некоторых нагрузок. При создании монолитной плиты без заранее выполненных расчетов большая вероятность превышения максимального веса, который воздействует на неё. Это способно стать поводом для образования пробоины в конструкции бетонного основания, его ослабления и уничтожения.

Подсчет выполняется с главной целью обеспечить необходимость запаса прочности. Поэтому нужно найти габаритные нормы, предположительную нагрузку на монолитную постройку, а также необходимо подобрать сечение арматуры для армирующей основы.

На чем основывается расчет железобетонных конструкций?

Для нахождения материалоемкости и подсчета плиты перекрытия на здание, можно использовать калькулятор, но будет лучше, если доверить данную работу специалистам. Правильно подсчитать все важные параметры постройки и действующие на нее нагрузки без профессионального умения и знаний очень трудно.

Конструктивная схема монолитного перекрытия

При расчетах нужно выполнить следующее:

  • Найтигео метрические параметры монолитной плитки, модель бетона и класс арматурыю
  • Подсчитать нагрузку на здание.
  • Подсчитать предельный изгибающий момент.
  • Выбрать сечение арматуры.

Расчет пошагово

В механическом распорядке сделать подсчет плиты перекрытия для жилого дома сможет помочь электронный калькулятор – необходимо ввести геометрические размеры конструкции и модель нужного бетона. Вычисления происходят на основании параметров и нагрузок, которые упорядочены СНиП 2.01.07-85.

Способ единоличного определения параметров рассмотрим ниже.

Определение расчетной длины плиты

Основой при создании проекта монолитной плиты является расчетная и физическая длина. Под «расчетной длиной» нужно понимать минимальный путь между удаленными стенами. Исходя из этого нужно сделать заключение, что физическая длина всегда больше расчетной.

Монолитная плита перекрытия может являться как однопролетной, (опираться по протяженности только на две стены) так и многопролетной (опираться на три и больше стеновых конструкций). Упирание на стены возможно быть выполнено жестко (с защемлением) и шарнирно.

Схема жесткого опирания

Схема шарнирного опирания

Схема многопролетного монолитного перекрытия

Толща плитки может быть рассчитана по соотношению 1:30 к геометрической площади перекрытия. Возможно, она занимает не меньше 200 мм.

Предварительное определение класса арматуры и марки бетона

Подсчет междуэтажного перекрытия начинается с нахождения класса арматуры.

Формула и таблица для выбора класса арматуры

Класс арматуры без подсчетов находится по назначению aR, который обозначает путь от центра сечения прутка до нижнего уровня плитки. С преувеличением этого расстояния (необходимо, чтобы минимальное значение было не больше диаметра арматуры, но и не меньше 10 мм) увеличивается прочность сцепления прутка вместе с бетоном. Можно его принять по коэффициенту ξR, который подсчитывается по определенной формуле, которая находится на рис. 6.

При отборе знака бетона необходимо учитывать на то, что это сырьё может являться неоднородным, поэтому возможно его физические и механические свойства (даже при учете производства данных образцов из одного материала) выражается значительным разбросом.

Необходимо понимать, что при подсчетах важно учитывать и знак бетона, и классификацию арматуры. Тем более противодействие бетона на сжатие, нельзя принимать большим, чем противодействие арматуры – то есть на растяжение будет действовать именно армирующий каркас.

При создании перекрытий в жилых домах используются именно бетонные смеси знаков М250-М350 (В20-В25). Для армирующего каркаса, в основном, используется арматура А400 или А500.

Определение нагрузки на плиту

Подсчёт бетонной плиты перекрытия нужен для нахождения распределенных нагрузок. Чтобы это сделать, необходимо суммировать вес горизонтальной конструкции и вертикальную нагрузку.

Вес будущей плиты с толщиной более 200 мм находится с учетом плотности бетона и составляет в пределах 500 кг/м 2 . По строительным нормам нагрузка от строительных зданий на перекрытие в домах жилого типа принимаются от 200 до 800 кг/м 2 – возьмем среднее значение в 500 кг/м 2 . В итоге, получим распределенную нагрузку 1000 кг/м 2 .

Определение максимального изгибающего момента, действующего на поперечное нормальное сечение балки

Максимально возможное изгибающее напряжение абсолютно всегда приходится на середину монолитного перекрытия, а оно опирается на стены по чертежу. Для подсчета изгибающего момента необходимо использовать формулу.

Воздействие изгибающего момента и формула для его расчета

Пример подсчета, который воздействует на монолитную плитку перекрытия если пролет равен длине в 6 м:

Подбор сечения арматуры

Для того, чтобы создать армирующий каркас, необходимо применить рифленую арматуру. По строительным нормам диаметр данных прутков избирается не меньше 10 мм для двухрядной и 12 мм для однорядной вязки подвластно длины перекрытия. Размеры ячеек сетки подбираются 200х200 мм или менее, но в данном этапе увеличится общая масса монолитной постройки.

Внешний вид армирующего каркаса

При воссоединении опалубки с каменной стеной с армирующим каркасом используется несколько возможных способов.

Способы соединения опалубки с каменной стеной

Вывод

Наконец, хотим выделить – если вы не имеете мысли о принципе расчетов, тогда лучше отказаться от возможности единоличного нахождения нагрузки и геометрических параметров перекрытия. От безопасности горизонтального несущего здания зависит ваша безопасность и безопасность ваших близких

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: