Допустимая нагрузка на плиту перекрытия

В этой статье мы расскажем об основных видах плит перекрытий и материалах, из которых они изготовлены. Особый акцент сделан на плитах перекрытия, которые используются для частных домов.

Маркировка плит перекрытия

Как уже было отмечено, плиты, которые изготовлены в заводских условиях с соблюдением технологического процесса, должны в обязательном порядке иметь маркировку (закодированную информацию).

Стандартная маркировка имеет следующий вид – ПК60-12-9, где:

Маркировка плит перекрытия
  • ПК обозначает тип плиты.
  • 60 – параметр длины в дециметрах.
  • 12 – значение ширины.
  • 8 – индекс допустимой нагрузки, а именно, сколько килограммов способен выдержать 1м2 плиты перекрытия, включая ее собственную массу.

Стоит отметить, что практически для всех плит перекрытия стандартный индекс нагрузки равен 800 кг на метр квадратный. Также в продаже можно найти изделия, которые способны выдерживать нагрузку в 1000 и более кг. Их индекс равен 10.2 и 12.5. Значение высоты у всех плит всегда одинаково и равно 22 см. Длина плит может быть от до 9.7 метров, ширина – от до 3.5 м.

Дополнительные данные

При расчета перекрытий нужно определить класс бетона и арматуры.

Однако, если знать все технические характеристики перекрытия и хотя бы приблизительный вес, который будет нагружать их, то произвести расчеты не представляется очень сложной задачей. Надо учитывать, что существует несколько классификаций нагрузок.

Так, первый тип зависит от того, какова продолжительность нагрузок. То есть нужно исходить из того, что они могут быть постоянными и временными. К постоянным относят: вес мебели, людей, бытовой техники и иных предметов, постоянно находящихся в квартире. Сюда надо также отнести и вес несущей конструкции, грунта и горного давления. Что касается временных нагрузок, то сюда относят те, которые возникают при строительстве здания, хранении и перевозке различных конструкций.

Есть и особые нагрузки, которые подразумевают сейсмическое или взрывное воздействие, а также измененную структуру грунта. К кратковременным относят – от оборудования, когда осуществляется строительство дома, а еще гололедные и ветряные (то есть климатические). При расчете максимальной нагрузки надо учитывать длительные нагрузки, к ним относятся такие, как:

Замерзание воды во внутренних полостях плиты перекрытия: 1- образование льда; 2- трещины; 3- железобетонный пояс жесткости; 4 -стенка в полкирпича; 5- бетонная стяжка; 6 – покрытие пола.

  • вес временных перегородок в доме;
  • вес оборудования, которое предназначено для стационарной работы (сюда относятся конвейеры, аппараты, твердые и жидкостные тела, которые входят в состав такого оборудования);
  • давление твердых тел, жидкостей и газов в трубопроводах;
  • вес стеллажного оборудования, которое располагается на складах, зернохранилищах, холодильниках и в прочих помещениях;
  • вес отложенной пыли (это тоже является важным фактором, многие это не принимают во внимание, что совершенно недопустимо);
  • разные осадки: снег, дождь, град (обязательно должны учитываться при расчетах на плиты перекрытия).

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

 Диаметр,  мм

Площадь поперечного сечения, см2, при числе стержней

Масса 1 пог.м, кг

 Диаметр,  мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Проволочная и стержневая арматура

3

0.5

3

4

0.5

1

4

5

5

6

1.7

6

7

7

8

8

9

9

10

5.5

10

12

12

14

12.3

14

16

16

18

12.7

17.8

22.9

18

20

15.7

22

20

22

7.6

11.4

15.2

19

22

25

25

28

43.1

28

32

56.3

32

36

36

40

37.7

75.4

113.1

40

45

45

50

50

55

118.8

55

60

60

70

192.4

70

80

80

Семипроволочные канаты класса К-7

4.5

4.5

6

0.9

6

7.5

7.5

9

9

12

12

15

9.9

15

Читайте также:  Потолок в деревянном доме своими руками пошаговое руководство видео

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В рекомендациях содержатся основные указания по проектированию участков перекрытий под повышенные нагрузки в пределах до 25 % по сравнению с нагрузками, принятыми в проекте применительно к сериям и

1.2. Участки под повышенные нагрузки могут предусматриваться при проектировании новых и реконструируемых перекрытий из сборных железобетонных элементов.

1.3. Основным приемом, позволяющим локально повысить нагрузки, является укладка по поверхностям плит перекрытий слоя армированного бетона, объединяющего работу отдельных сборных элементов, что изменяет их конструктивную и расчетную схемы, увеличивает жесткость и несущую способность плит и ригелей (рис.1).

1.4. Для подбора несущих сборных железобетонных элементов многоэтажных промышленных зданий с учетом локальных повышенных нагрузок рекомендуется следующий порядок проектирования;

по данным технической части проекта определяются временные нагрузки на перекрытия;

рассматривается вопрос возможности снижения сосредоточенных технологических нагрузок путем их распределения на большую площадь смежных плит;

определяется наибольшая возможная технологическая нагрузка на квадратный метр перекрытий и максимальная площадь, на которой она может быть расположена, а также положение и размещение участков с повышенными нагрузками;

Рис. 1. Усиление ячейки перекрытия

а — фрагмент плана перекрытия; б — деталь сопряжения элементов; 1 — ригель; 2 — плиты; 3 — слой монолитного бетона; 4 — арматурная сетка; 5 — арматурный каркас

подбор сборных несущих железобетонных элементов — плит, ригелей, колонн — производится в соответствии с указаниями типовых серий по нагрузкам, действующим на площади 90 % и более общей производственной и величиной не менее 75 % повышенной нагрузки.

1.5. Участки под повышенные нагрузки не рекомендуется располагать друг над другом.

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

  • Чердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
  • Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
  • Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

  1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
  3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Как выполнить работы

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

  • Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
  • Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
  • Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
  • Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
  • Есть возможность изменить ширину шага укладки.
  • Можно установить внутренние коммуникационные линии.
  • Отличная звукоизоляция.
  • Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.
Читайте также:  1. Проектирование сборного балочного междуэтажного перекрытия

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

  • Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
  • Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
  • Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Нагрузка на балку

Существуют самые разнообразные виды нагрузок на балку. Через призму строительной механики любой объект, который лежит, приклеен, прибит или подвешен на плите, представляет собой статическую нагрузку, и нагрузка эта чаще всего постоянная. Все же объекты, способные ходить, ползать, бегать, ездить и даже падать на поверхность балки, представляют собой динамические нагрузки, которые, как правило, являются временными. При произведении расчета в данном примере разницей между динамической и статической нагрузкой можно будет пренебречь.

Кроме того, нагрузки делятся на равномерно распределенные, сосредоточенные, неравномерно распределенные и т.д., но тем не менее нет нужды настолько сильно углубляться в подробное рассмотрение, как именно сочетаются всевозможные нагрузки. В примере расчета достаточно будет ограничиться равномерным распределением нагрузки. Этот тип нагрузки железобетонных плит наиболее часто встречается в жилых домах. Сосредоточенную нагрузку измеряют в килограммах, или в ньютонах и кг-силах (кгс).

Схема распределения нагрузки на балки.

Равномерно распределенную нагрузку измеряют в Н/м. Стоит заметить, что в жилых домах плиты перекрытия обычно рассчитаны на величину распределенной нагрузки, равную 400 Н/м2. Если высота плиты равна 0.1 м, ее собственный вес прибавит около 250 кг/м2 к приведенной выше нагрузке, керамическая плитка и стяжка способны добавить еще 100 кг/м2. Такая величина распределенной нагрузки учитывает практически все возможные сочетания конструктивных нагрузок на бетонные перекрытия в жилых помещениях, но, конечно, никто не запретит рассчитывать перекрытия на большие нагрузки, тем не менее пока что ограничимся таким значением. Можно на всякий случай умножить его на так называемый коэффициент надежности ?, равный 1.2, если все-таки, выполняя расчет, что-то упустим:

q = (400 Н/м + 250 Н/м +100 Н/м)1.2 = 900 Н/м

так как рассчитываются параметры для плиты шириной 0.1 м, то эту распределенную нагрузку можно рассматривать как плоскую нагрузку, действующую на плиту вдоль оси у и измеряемую в Н/м.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Плиты перекрытия с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

  • небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
  • уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
  • способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
  • повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
  • возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
  • многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.

К преимуществам изделий также относятся:

Преимущества и слабые стороны плит с полостями
  • возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
  • повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
  • стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
  • возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
  • ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Изделия не подвержены усадке, имеют минимальные отклонения размеров и устойчивы к воздействию коррозии.

Пустотные плиты перекрытия

Имеются также и недостатки:

  • потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана;
  • необходимость выполнения прочностных расчетов. Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий.

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

Преимущества и слабые стороны плит с полостями
  • начертить пространственную схему здания;
  • рассчитать вес, действующий на несущую основу;
  • вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Определяя массу, необходимо просуммировать вес стяжки, перегородок, утеплителя, а также находящейся в помещении мебели.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК , которая весит 2,85 т:

  1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м2.
  2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
  3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
  4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
  5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.

Многопустотная плита перекрытия ПК

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м2

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК весом 1,18 т:

  1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м2.
  2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
  3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
  4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м2.
  5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
  6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Фактическая нагрузка на квадратный метр определяется путем деления полученного значения на площадь 890 кг:3,45 м2= 257 кг. Это меньше расчетного показателя, составляющего 800 кг/м2.

Перекрытие своими руками

Материал, инструмент и техника

  • Для работы потребуются заказать миксеры с бетоном, бетононансос (если требуется поднимать раствор на высоту), строительный вибратор для раствора. Также, если бетонная смесь не покупная, а делается самостоятельно, то и бетономешалка.
  • Для арматуры необходимо закупить специальные металлические пруты и вязальную проволоку, а для опалубки – деревянный брус, доски и влагостойкую фанеру.
  • Для заливки нужен будет готовый бетон или его обычные компоненты в виде цемента, воды, очищенного песка и мелкого щебня 5-20 мм.
Читайте также:  Особенности, типы и расчет деревянных балок перекрытия

Переход от процесса возведения стен к созданию плиты перекрытия происходит на этапе полного их доведения до намеченной высоты. Начинают с опалубки.

Перекрытие своими руками

Как сделать опалубку?

Сначала делают опалубку, которая выглядит как огромная ванна-форма для последующего наполнения цементным раствором. Её сооружают из устойчивых к влажности фанерных листов и вертикально установленных опорных частей.

В качестве опорных элементов вместо древесного бруса можно использовать специальные металлические трубчатые стойки телескопического типа. А вместо фанерных листов можно взять доски, выложив по тому же принципу.

Опоры для опалубки ставят из расчета такой прочности, которая бы удерживала не только её вес, но и залитого туда бетона вкупе с весом арматурной составляющей.

Итак, последовательность работ по опалубке для монолита:

Перекрытие своими руками
  • Сооружение опор. Здесь нужно очень внимательно выверять уровень, так как даже небольшое отклонение по высоте губительно скажется на прочности. Каждая стойка предполагает нагрузку от минимальной в 300 кг до оптимальной в полтонны.
  • Делается отступ от стен на 20-25см, между стойками соблюдается метровое расстояние.
  • Кладка балок поперёк предполагаемой плиты перекрытия, их крепят к стенам и пришивают в тех местах, где они соприкасаются со стойками, чтобы создать максимальную стабильность и устойчивость при заливке и высыхании.
  • Размер балки подбирают такой, чтобы бетонная масса не создала прогиба в дне опалубки сверх допустимой меры в 1/150 пролета.
  • На созданную основу выкладывают доски или фанерные листы, которые дополнительно изолируют плёнкой. Зазоры между досками можно ещё и запенить для большей надёжности.
  • На этом же этапе идёт закладка труб для электропроводки и вентиляции.
  • Опалубка готова и можно переходить к сооружению армирующей сетки.

Требования к арматуре

  • Берут металлические пруты с сечением от 8 мм до 10 мм.
  • Делают сетку, скрепляя их проволокой не более полутора миллиметров в сечении и не менее 1,2 мм.
  • Арматура ставится на двух уровнях – на верхнем ярусе, создавая эффект растяжения, и на нижнем, работая на сжатие.
  • Делаются отступы между арматурной сеткой и опалубкой в 20-25 мм для того, чтобы соблюсти оптимальную толщину бетонной прослойки в этих зонах перекрытия.
  • Верхний ярус армирования должен быть на расстоянии 100 мм от нижнего.
  • Полученный промежуток оснащают фиксаторами дистанционной разновидности с опорными лапками.
  • Прут с сечением 10 мм допускается при необходимости нарастить не более, чем на 480 мм.
  • Пруты арматуры в ярусах скрепляют по шахматному принципу.

Как армировать

  1. Нижняя часть арматуры укладывается продольно, а поверх неё устанавливается поперечный ряд прутов с двухметровым шагом.
  2. Третий ряд опять кладут продольным способом, придерживаясь метрового шага.
  3. Берут проволоку с достаточной мягкостью и проходят все места пересечения прутьев, тщательно связывая их.
  4. На нижний слой арматуры крепят под углом в 15° фиксаторы из пластика на метровом расстоянии друг от друга.
  5. Так заполняют армирующей сеткой нижний ярус и после этого приступают к созданию верхнего яруса точно по такому же принципу.
  6. Каждые 40 см края обоих ярусов скрепляют специальными соединителями.

Заливка бетоном

Перекрытие своими руками

Требования к прочности¸ качеству, толщине:

  • Допустимо использовать только добротный бетон, обычно берётся М200 или ещё более качественные материалы. Качество бетона – это залог необходимой прочности перекрытия.
  • Толщина плиты рассчитывается от минимальной в 15 см до максимальной в 30 см.
  • Заливку не делают при температуре ниже +5°С. Если ситуация не оставляет выбора, тогда дополняют состав специальными добавочными средствами, обогревают раствор перед использованием.

Заливка:

  1. Маркируют высоту заливки.
  2. Сама процедура происходит за один раз. Полный объём бетона при помощи бетононасоса непрерывно заливается в форму. В противном случае, если заливают в несколько приёмов, перекрытие утратит прочность.
  3. Бетон разравнивают по форме опалубки.
  4. Обязательно используют строительный вибратор для удаления воздушных пузырьков из состава. Без вибрационной проработки не обойтись. Сила тяжести самого бетона недостаточна для нужного уплотнения, требуется обязательно подвергнуть состав вибрационному воздействию, так как только в этом случае он спрессуется до положенной нормы и воедино схватится с армирующей сеткой.

Важно!

Перекрытие своими руками

Для полноценного отвердения и достижения пика прочности бетон сушат 27-28 суток.

После полного отвердения работы по строительству возобновляют.

О деревянных балках перекрытия

В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.

О деревянных балках перекрытия

Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).

Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486–86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.