Как рассчитать нагрузку на монолитную плиту перекрытия

Монолитное строительство предполагает возведение конструктивных элементов здания в условиях площадки из бетонной смеси с применением инвентарных или съемных опалубок и оболочек. Технология экономически обоснована с точки зрения цены на материал и трудозатраты, что снижает стоимость объекта и удешевляет рабочую силу. Расчет монолитной плиты перекрытия помогает определить толщину и габариты слоя, учитывает оптимальное расположение.

Преимущества

Монолитные железобетонные конструкции считаются самым надежным строительным материалом. Кроме того они имеют ряд значительных преимуществ:

  •  Благодаря технологии установки есть возможность установить плиту над комнатой любых размеров и габаритов, только нужно понимать, что понадобятся дополнительные опоры под ними.
  • Такие плиты обеспечивают высокий уровень звукоизоляции.
  •  Снизу конструкции, поверхность получается гладкой и бесшовной, благодаря монолитному литью, что упрощает обработку поверхности для потолка.
  • С помощью цельного литья вы можете создать балкон, который прослужит долгие годы.
  • Отсутствие необходимости вызова подъемного крана, но при этом заливка монолитной плиты подразумевает наличие определенных инструментов и оборудования, например бетономешалки.
Преимущества

Газобетонные монолитные плиты считаются легкими и подходят для сборно-монолитных перекрытий. Их выполняют в виде готовых блоков, после чего заливают бетонной смесью.

Перед монтажом плит

Перед началом работ обязательно стоит внимательно рассчитать размеры будущего строения, и заказать плиты четко под них, так как они бывают очень разными, и подобрать что-то конкретное совсем не сложно. При этом стоит помнить, что ПНО и ПК плиты можно использовать для создания перемычек только в зданиях с расстоянием между несущими стенами до 9 метров.

На участке их желательно хранить стопками по размеру, для удобства дальнейшей работы с ними. Ну, конечно же, стоит помнить, что плиты выкладываются на цементный раствор, а значит перед монтажом стоит обзавестись цементом и песком.

Особенности укладки плит перекрытия

Бетонные плиты необходимо выкладывать на стены, толщина которых минимум 120 миллиметров. Перед работой важно убрать все неровности верхней кромки стены, чтобы изделие прилегало максимально плотно по всему периметру.

Для монтажа вам потребуется кран с подходящей грузоподъемностью, свободная для его перемещений территория, плиты и команда из трех-четырех человек. Плиты выкладываются на цементный раствор от угла и выравниваются по нижней поверхности. Очень важно, чтобы изделия идеально примыкали друг к другу, а также были выровнены по одной из стен здания. После завершения укладки, промежутки между ними промазываются цементным раствором, а на края специалисты советуют уложить грузы, например, палетки кирпича, используемого для дальнейшего строительства.

На этом монтаж завершается, и уже через сутки вся конструкция полностью готова выдерживать требуемый вес, ну а сами работы при должной сноровке занимают всего 3-4 часа для создания перекрытия одного уровня.

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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.

Читайте также:  Допустимая нагрузка на плиту перекрытия

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:

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

 Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т.е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95.

Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Примеры:

Армирование плит

Арматура, которая воспринимать основные растягивающие напряжения от изгибающего момента, будет снизу. В тоже время, если пустотная плита изготовлена по опалубочной технологии, в опорной части где имеется максимальная поперечная сила, будут присутствовать поперечные стержни, чтобы воспринять данную поперечную силу. Обратите внимание, что в верхней части плиты может и не быть арматуры, а если и будет, то какие-то конструктивные сетки. Но основная арматура будет сосредоточена в нижней части.

Существует две основные схемы разрушения плиты перекрытия:

  • когда разламывается по середине
  • разлом в опорных участках в виде наклонных трещин.

В плитах безопалубочной технологии вся арматура продольная, нет никаких сеток, нет поперечной арматуры. Основная арматура находится снизу и есть несколько стержней в верхней части. Это связано только с технологией производства. При резке появляется давление на изгиб верхней части и чтобы не появились трещины эта арматура и нужна.

Читайте также:  Варианты утепления потолка подвала: способы и материалы

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).

Технические характеристики многопустотных плит перекрытия

По сравнению со своими полнотелыми железобетонными «собратьями» многопустотные плиты перекрытия отличаются рядом неоспоримых преимуществ:

  • Имеют прекрасные показатели прочности и надежности при достаточно малом весе, что позволяет снизить нагрузку на фундамент.
  • Устойчивы к вибрационным нагрузкам.
  • Технология производства позволяет добиться точных геометрических параметров и размеров пустотных плит перекрытия.
  • Благодаря наличию воздушной прослойки в пустотах данные ЖБИ изделия отличаются хорошими звуко- и теплоизоляционными характеристиками.
  • Многопустотные плиты перекрытия допускается использовать при строительстве в любых климатических зонах.
  • В продольных пустотах можно прокладывать различные инженерные коммуникации.
  • Существует большой выбор многопустотных плит перекрытия по размерам — длине и ширине.
  • Пустотные ЖБИ отличаются быстрым вводом в эксплуатацию и монтажом, тогда как в случае с монолитными изделиями приходится ждать около месяца, чтобы бетон набрал свою силу. Единственным минусом монтажа пустотных плит являются траты на аренду грузоподъемной техники, например, автокранов. Однако именно с помощью данной техники монтаж многопустотных плит перекрытия осуществляется в максимально сжатые сроки.

Размеры

Все П-образные плиты перекрытия размеры предполагают из трех основных параметров: это толщина, длина, ширина. Согласно стандартам и нормативам, высота плиты должна быть равна 22 сантиметрам. В некоторых случаях по спецзаказу предприятия производят изделия с меньшей толщиной, равной 16 сантиметрам. Разница в этих двух типах плит заключается в диаметре технологических отверстий и уровне шумовой изоляции.

Длина плиты покрытия ребристой (ПКЖ) может варьироваться в достаточно ощутимых пределах – 2-12 метров. Обычно при проектировании зданий применяют перекрытия длиной метра. Если же нужны плиты меньшего либо большего размера, необходимо делать специальный заказ на заводе.

Размеры

Ширина плиты может быть равна 1 метру, 1.2, 1.5, 1.8. Очень редко можно найти квадратные плиты, которые всегда предполагают более высокую стоимость. Часто в проект вносят несущие элементы, обладающие стандартной шириной – 1 метр.

Стандартные размеры плит по ГОСТу: 3 х 12, 3 х 6, 3 х 18, 1.5 х 6. В зависимости от габаритов меняются и вес, способность выдерживать те или иные нагрузки. Обычно в строительстве используют плиты весом 770-820 кг/м3, для конструкций с большой нагрузкой актуальны тяжелые плиты (2500 кг/м3).

Виды нагрузок на пустотную железобетонную конструкцию

В структуре любого перекрытия выделяют три части:

  • верхняя часть с расположенным выше жилым этажом. К ней относят напольное покрытие, стяжки и утеплительные элементы;
  • нижняя часть с расположенным ниже жилым помещением. Она состоит из отделки потолка и подвесных элементов.
  • конструкционная часть, объединяющая верхнюю и нижнюю части и удерживающая их в воздухе.
Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия на стены

Пустотная плита перекрытия выполняет функцию третьей, конструкционной части. Отделочные элементы, которые используют в оформлении пола и потолка, оказывают на нее постоянную статическую нагрузку. Под отделкой пола и потолка подразумевают все элементы, которые подвешивают к перекрытию или ставят на него: люстры, подвесные потолки, боксерские груши, колонны, ванны, перегородки.

Кроме того, существует еще и динамическая нагрузка на пустотные плиты перекрытия – ее создают движущиеся по поверхности перекрытия объекты. Причем учитывают не только влияние массы движущегося человека, но и массу его домашних животных, которые бывают весьма экзотическими (рыси, тигры и т. п.)

Виды нагрузок на пустотную железобетонную конструкцию

yandex_partner_id = 53889;
yandex_site_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1.0;
yandex_direct_type = ‘vertical’;
yandex_direct_border_type = ‘ad’;
yandex_direct_limit = 1;
yandex_direct_title_font_size = 2;
yandex_direct_links_underline = true;
yandex_direct_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_border_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_title_color = ‘0C77EC’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘000000’;
yandex_direct_hover_color = ‘CC0000’;
yandex_direct_favicon = true;
yandex_no_sitelinks = true;
(»);

Теперь рассмотрим распределенный и точечный вид нагрузки. Например, подвешенная к потолку огромная боксерская груша – это точечная нагрузка. А вот подвесной потолок, который своим каркасом через равные промежутки расстояния соприкасается подвесами с перекрытием, можно назвать распределенной нагрузкой.

Точечная и распределенная нагрузка могут действовать на перекрытие комплексно, в этом случае расчет нагрузки усложняется. Так, устанавливая ванну, емкость которой составляет 500 л, принимают во внимание оба вида нагрузки. В первую очередь, это распределенная нагрузка, которую оказывает наполненная ванна на площадь опоры между ножками, а также точечная нагрузка, которую оказывает каждая ножка ванны по отдельности.

Полезные рекомендации

Опалубку берут готовую, ее можно арендовать или приобрести для длительного использования при большом объеме. Простой способ предполагает установку оболочки из брусков, фанеры и досок. Годится листовой материал толщиной больше 12 мм и доски 30 – 40 мм.

Ограждающий материал ставят без щелей и зазоров, поверхность выстилают полиэтиленовой пленкой. Если нет телескопических поддержек, применяют толстые бревна диаметром не меньше 8 см. На стойках располагают бруски, поддерживающие опалубочные щиты. Деревянные материалы соединяют гвоздями, скобами или саморезами.

Меры по предотвращению

Чтобы защитить плиты перекрытия от промерзания, нужно принять следующие меры:

Схема плиты перекрытия с гидроизоляцией.

  1. Тщательно и герметично заполнить расстояние между плитами.
  2. Качественный монтаж заделки стыков должен быть водозащитным (благодаря герметизирующим мастикам) и теплозащитным (при помощи утепляющих пакетов). С защитой от воздуха расстояние между плитами заполняется уплотняющими прокладками. Обжатие материала таких прокладок должно быть не менее 30-50%.
  3. Следить и как можно чаще проверять работу вентиляции здания.
  4. Плохая циркуляция воздуха в помещениях способствует долгому высыханию теплоизоляционных слоев, накоплению лишней влаги и появлению плесени. Следует не позволять промерзать пучинистому грунту под основанием фундамента и стенами цокольного этажа, не давать температуре воздуха на цокольном этаже опускаться ниже нуля.
  5. Если в здании отсутствует подвал, то необходимо между грунтом и поверхностью цоколя провести монтаж горизонтальной гидроизоляции.
  6. Увеличить слой теплоизоляции на чердачных перекрытиях.
  7. Содержать в исправном состоянии отмостки и водоотводящие устройства. От эффективности их работы зависит уменьшение вероятности промерзания пустотных плит.
  8. За первые 3 года эксплуатации здания надо прочищать расстояние дренажных систем не реже двух раз в год, в последующем – раз в три года.
  9. На отсыревших участках стен проводить сушки, не запуская их состояние.
  10. Стараться снизить влажность в помещениях с плохим проветриванием. В любом помещении влажность воздуха не должна превышать 60%.

Несколько полезных рекомендаций

Чтобы усилить несущую способность плит перекрытия, специально делается армирование.

Когда проводится расчет нагрузки, которая создается массой самого разного производственного оборудования, требуется учитывать существующую нормативную нагрузку. Сюда входит и масса проложенных трубопроводов.

Когда расчет касается нестандартного оборудования, лучше всего за основу брать паспортные данные, которые прилагает завод-изготовитель данного оборудования.

При расчете учитывается также вес конвейеров, аппаратов и изоляции. Чаще всего производитель плиты сопровождает изделие паспортом, где указывается допустимая нагрузка плиты перекрытия.