2. Расчет многопустотной плиты перекрытия.

Долговечность и надежность постройки обеспечиваются соблюдением норм и правил строительства. СНиП полностью регламентируют процесс возведения зданий. Межэтажные перекрытия отличаются для разных типов конструкций.

Преимущества и недостатки использования бетонных пустотных плит

При строительстве даже такого относительно простого здания, как гараж, неизбежно возникает вопрос – как и из чего лучше сделать потолочное перекрытие?

Вариантов, конечно, достаточно много, но все они трудоемкие – нужно возиться с балками, подшивать потолок, или же вязать арматурный каркас, делать опалубку, месить самостоятельно или заказывать бетон. Все это отнимает много времени и в итоге получается не дешевле, а иногда и дороже, чем сделать перекрытие из железобетонных пустотных плит.

Преимущества и недостатки использования бетонных пустотных плит

Преимущества плиты следующие:

  1. Относительно небольшой вес и небольшая стоимость.
  2. Хорошая тепло- и звукоизоляция.
  3. В продольных отверстиях плит удобно прокладывать разного рода коммуникации.
  4. Качество плит обычно соответствует заявленному производителем, так как они производятся на крупных предприятиях, а в кустарных условиях их производство невыгодно.
  5. Широкий выбор стандартных типовых размеров. Это позволяет заказывать доборные элементы нужных размеров у производителя. Очень быстрый монтаж, если сравнивать с другими типами перекрытий.

Из недостатков этого материала следует, в первую очередь, отметить необходимость использования тяжелой техники – автокрана или погрузчика. Это, конечно, негативно сказывается на итоговой стоимости перекрытия. Кроме этого, серьезных недостатков у плит нет.

Преимущества и недостатки использования бетонных пустотных плит

Основные факторы

Параметры плиты: L – длина; B – ширина; H – высота.

Если речь идет о расчетах нагрузок на пустотную плиту перекрытия, то тут все зависит от ее величины . В среднем же она выдерживает от 800 до 1450 кг на один квадратный см. Пустотная стандартная плита имеет толщину 200 мм, однако следует учитывать, что есть плиты толщиной в 150 мм. Кроме того, надо при этом учитывать, что такие плиты достаточно хрупкие и не стоит проводить эксперименты на предмет того, какой вес они могут выдержать.

При расчетах необходимо учитывать приблизительный вес мебели и других предметов, которые находятся в квартире, а также вес проживающих в ней людей. Нужно отметить, что каждый производитель плит определяет нагрузку по-разному, здесь сущетсвуют свои нюансы. В среднем, она составляет от 400 до 700 кг на один квадратный м.

Укладка плит перекрытия: 1 – плита, 2 – ящик с раствором, 3 – лопата, 4 – ящик с инструментом, 5 – лом

Для того чтобы с максимальной точностью выяснить, какую нагрузку могут выдержать перекрытия, надо принять во внимание следующие данные. Если речь идет о стандартном жилом здании, то нагрузка будет следующей: от людей, то есть полезная, – составит 200 кг на один квадратный м, от перегородок – 150 кг на 1 квадратный м, от пола – 100-150 кг на один квадратный м. Не трудно посчитать, что в среднем на плиты будет оказываться следующее давление – 500 кг на один квадратный м.

Тем не менее, вышеприведенные расчеты носят сугубо усредненный характер, так как все расчеты необходимо производить отдельно в каждом конкретном случае. Так, прежде чем рассчитать, какую нагрузку выдержат плиты перекрытия, надо принять во внимание такой фактор, как все характеристики плит, которые, как правило, указываются при покупке. Не рекомендуется превышать лимит, так как в этом случае все может кончиться очень плачевно, произойдет деформация, а возможно, что перекрытие окончательно сломается.

Производство плит ПБ

Плиты перекрытия ПБ производятся методом безопалубного непрерывного литья (отсюда обозначение серии «Б» — без опалубки). По линейным рельсам вдоль металлической подогреваемой площадки перемещается формировочная машина. Она выпускает непрерывную ленту методом экструзии. Отсюда – второе название серии пб – плиты экструдерные.

При изготовлении пустотные плиты пб армируются в продольном направлении напряжённой проволокой. Небольшой размер сечения проволоки компенсируется её предварительным напряжением. Металлическую проволоку растягивают перед заливкой, после литья и застывания бетонного основания натянутая проволока формируют напряжения сжатия внутри плиты. Эксплуатационная прочность повышается.

Диаметр армирующей проволоки зависит от толщины перекрытия и влияет на прочность готового изделия.

Полученная плита безопалубочного формирования имеет протяжённость до 200 м. Её режут на заданные размеры лазерным резаком. Плиты пб имеют различные вариации размеров в заданном промежутке (от 1,5 до 20 м). Под требования заказчика рез может быть косым (для нестандартных конструкций).

Поверхность готовых перекрытий обрабатывается разглаживающей машинкой для увеличения их гладкости и предупреждения появления поверхностных трещин.

Читайте также:  Виды и строительство перекрытий в частном доме: важные аспекты

Пустоты и использование проволоки вместо стальной арматуры уменьшает вес изделий. Вес плит перекрытия пб — меньше на 5 – 10%, чем у ПК-плит. Для укладывания плит пб используется кран грузоподъёмностью 3-5 т. Уменьшение веса позволяет повысить скорость строительства и снизить затраты на возведение фундамента.

Благодаря увеличенной прочности в плитах перекрытий серии пб допускаются сквозные технологические отверстия (по согласованию с заводом-изготовителем).

На перекрытиях ПБ отсутствуют монтажные петли. Это делает менее удобной погрузку, разгрузку и монтаж, при этом с поверхности перекрытий после монтажа не нужно убирать металлические элементы.

Классификация и размеры железобетонных плит перекрытия

Плитами перекрытия называют горизонтальные конструкции, которые выполняют функцию междуэтажных или чердачных перегородок, установленных между кровлей и последним этажом дома.

В современном строительстве обычно прибегают к установке бетонных перекрытий, при этом абсолютно не важно, сколько уровней у строения. В этой статье мы рассмотрим типы и размеры плит перекрытия, которые применяются на строительных объектах чаще всего.

Данные изделия составляют основную долю продукции, которая выпускается на заводах ЖБИ.

Назначение конструкции

Несущие конструкции производят из тяжелого или легкого бетона, а усиливают их структуру при помощи арматуры, которая придает прочность изделиям.

На современном рынке строительных материалов представлены все стандартные виды ЖБ плит, которые можно разделить на несколько категорий в зависимости от того, какая у них ширина, длина, вес, и другие не менее важные параметры, влияющие на основные характеристики изделий.

Самая распространенная методика классификации бетонных панелей заключается в разделении их по виду поперечного сечения. Также существует еще несколько отличительных характеристик, которые мы обязательно рассмотрим в нашей статье.

Многопустотные железобетонные панели ПК

Классификация и размеры железобетонных плит перекрытия

Это одни из самых часто встречающихся разновидностей изделий, выпускающихся на заводах ЖБИ, которые одинаково хорошо подходят для строительства частного и многоэтажного дома. Также многопустотные ПК изделия широко применяются в возведении массивных промышленных зданий, с их помощью обеспечивают защиту теплотрасс.

Многопустотные плиты перекрытия характеризуются наличием пустот

Ровная плоская поверхность, которой обладают круглопустотные жб панели, позволяет монтировать надежные перекрытия между этажами, выдерживающие внушительные нагрузки. Данная конструкция снабжена полостями с сечениями различной формы и диаметра, которые бывают:

  • круглыми;
  • овальными;
  • полукруглыми.

Технологические пустоты, которые в процессе монтажа заполняются воздухом, благодаря этой своей особенности пользуются повышенным спросом, что говорит о преимуществах именно такой конфигурации блоков. К неоспоримым достоинствам ПК относится:

  1. Существенная экономия сырья, что позволяет снизить себестоимость готового изделия.
  2. Высокий коэффициент тепловой и шумовой изоляции, улучшающий эксплуатационные характеристики постройки.
  3. Круглопустотные панели являются отличным решением для прокладки коммуникационных магистралей (проводов, труб).

Железобетонные конструкции данного типа можно условно разделить на подгруппы, и далее мы расскажем, какие бывают круглопустотные перекрытия и по каким признакам их можно отнести к той или иной подгруппе. Эта информация будет важна для правильного выбора материала в зависимости технологических требований строительства.

Согласно пособию по проектированию к СНиП

Согласно пособия при расчете перекрытая по всем предель­ным состояниям вес перегородок, расположенных вдоль пролета плит, учитывается следующим обра­зом:

а) нагрузка от веса глухой жесткой перегородки (например, железобетонной сборной, выполняемой из горизонтальных элементов, железобетонной или бетонной монолитной, каменной и т. п.) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/12 длины пе­регородки от ее краев;

б) при наличии в жесткой перегородке одного проема, целиком расположенного в пределах одной половины перегородки, нагрузка от веса меньшего простенка (включая вес половины надпроемной части перегородки) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/3 ширины этого простенка от края перегородки, а нагрузка от веса остальной части перегородки — на расстоянии 1/12 длины этой части перегородки от краев проема и перегородки; при ином расположении проема нагрузка прикладывает­ся на расстоянии 1/18 длины соответствующих частей перегородки от их краев;

в) при наличии в жесткой перегородке двух прое­мов и более нагрузка от веса перегородки прикла­дывается сосредоточенно по центрам участков, опи­рающихся на перекрытие;

г) для прочих перегородок 60% их веса прини­мается распределенным по длине перегородки (на участках между проемами), а 40% — в виде со­средоточенных сил, приложенных в соответствии с подпунктами „а» — „в».

В соответствии с пособия  распределение местной нагрузки между эле­ментами сборных перекрытий, выполняемых из многопустотных или сплошных плит, при условии обеспечения качественной заливки швов между плитами производится с учетом рекомендаций:

а) при расчете по всем предельным состояниям принимается следующее распределение нагрузки от веса перегородок, расположенных вдоль пролета равных по ширине плит:

  • если перегородка расположена в пределах одной плиты, на эту плиту передается 50% веса перегород­ки, а по 25% ее веса передается на две смежные плиты;
  • если перегородка опирается на две соседние пли­ты, вес перегородки распределяется поровну между ними;

б) при расчете по предельным состояниям второй группы местные сосредоточенные нагрузки, распо­ложенные в пределах средней трети пролета плиты, распределяются на ширину, не превышающую длины пролета; при расчете по прочности такое рас­пределение сосредоточенных нагрузок может быть допущено лишь при условии соединения смежных плит по длине шпонками, проверяемыми расчетом (см. п. пособия).

Примечание. Если перекрытие образовано двумя плитами, опертыми по трем сторонам, при расположении перегородки в пределах одной плиты на эту плиту передает­ся 75 % веса перегородки; в этом случае нагрузка от веса перегородки на перекрытие передается, согласно п. пособия , при расположении перегородки как вдоль, так и поперек плиты.

Использованные термины в статье:

Нагрузки длительные — это нагрузки, изменения расчетных значений которых в течение расчетного срока службы строительного объекта пренебрежимо мало по сравнению с их средними значениями (п.3.5 СП ).

Длительные нагрузки входят в состав временных нагрузок (п.5.1 СП ).

Нормативные (базовое) значение нагрузок — это основная базовая характеристика, устанавливаемая соответствующими нормами проектирования, техническими условиями или заданием на проектирование (п.3.7 СП ).

Расчетное значение нагрузки — это предельное (максимальное или минимальное) значение нагрузки в течение срока эксплуатации объекта (п.3.9 СП ).

Согласно п.4.2 СП расчетное значение нагрузки определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γf, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию. Минимальные значения коэффициента надежности  в основных и особых сочетаниях нагрузок определяются следующим образом:

  • при расчете по предельным состояниям 1-й группы — в соответствии с 7.2 (представлен в статье выше, таблица 7.1)-7.4, 8.1.4, 8.2.7, 8.3.5, 8.4.5, 9.8, , разделом 11, 12.5 и 13.8;
  • при расчете по предельным состояниям 2-й группы — принимаются равными единице, если в нормах проектирования конструкций и оснований не установлены другие значения.

Опирание плиты перекрытия на кирпичную стену снип

Опирание перекрытия плиты на стену — один из показателей надежности, безопасности и долговременности срока службы здания. От грамотной установки плит зависит многое, поэтому все нормы и правила регламентируются государственными органами. Существует специальный документ — СНиП, собравший свод этих стандартов.

Назначение перекрытий

ЖБ плиты перекрытия являются одной из основных несущих конструкций здания, поэтому им уделяется достаточно внимания при строительстве. функция железобетонных перекрытий — перенос и распределение нагрузки на собственный вес, а затем на другие элементы здания.

По месту расположения данные строительные конструкции делятся на междуэтажные, надподвальные и чердачные. Плиты изготавливаются в заводских условиях и бывают нескольких видов:

  • сборно-монолитные;
  • многопустотные;
  • изготовленные из тяжелых марок бетона.

Главными требованиями, которыми должны обладать качественные перекрытия, считаются прочность, жесткость, несгораемость, звуко- и водонепроницаемость.

Большинство плит для перекрытия изготавливают с пустотами, такая конструкция считается наиболее оптимальной по параметрам веса и качества. Укладка происходит на несущие стены строения, шаг которых может составлять до 9 м.

Параметры для величины опирания

Максимальное и минимальное опирание перекрытия плиты на стену обуславливается следующими факторами:

  1. Назначением здания — жилое, производственное, административное.
  2. Материалом, из которого изготовлены несущие стены и их толщина.
  3. Размером перекрываемого пролета между стенами.
  4. Размером ЖБ плиты перекрытия и ее веса.
  5. Будущими нагрузками на перекрытия.
  6. Сейсмическими показателями местонахождения здания.

В соответствии с данными СНиП, опирание плит перекрытия на стены составляет от 9 до 12 см, в зависимости от описанных выше факторов. Окончательный размер определяется инженерами при проектировании здания. Важно правильно рассчитать величину нахлеста, иначе давление перекрытий может привести к постепенному растрескиванию и разрушению здания.

При строительстве зданий из кирпича кладка ведется вплотную до будущего потолка, при этом важно оставить небольшие ниши для установки перекрытий. Узел опирания плиты перекрытия на стену создается с учетом следующих условий:

  • торцы плит не должны опираться на кирпичную кладку. Например, при нахлесте в 12 см ширина ниши должна составлять 13 см;
  • состав раствора для кладки и фиксации перекрытий должен быть идентичным;
  • пустоты, образуемые в каналах, следует заполнять бетонными вкладышами. Они изготавливаются на заводе вместе с плитами.

Минимальное опирание плит перекрытия на кирпичную стену не нормируется в случае, если на торцевые стенки ЖБ-изделие ложится одной боковой стороной. Монтаж выполняется так, чтобы кладка, которая будет выше перекрытия, не ложилась на образованные крайние пустоты.

Монтаж перекрытий

Работы по установке перекрытий осуществляются бригадой строителей из четырех человек:

  • машинист крана, который подает плиту,
  • такелажник, выполняющий стропление плит,
  • два монтажника, занимающиеся координацией плиты и помещением ее в заданное место.

Опирание плит перекрытия на кирпичную стену при этом является одной из наиболее важных процедур, требующей строгого соблюдения нормативов.

Перед проведением монтажных работ обязательно нужно выровнять гребень кирпичной кладки. Если этого не сделать, плита будет неустойчива. Промежутки, возникающие между плитами, заделываются цементным раствором.

Особенности монтажа перекрытий для зданий из газобетона

Опирание перекрытия плиты на стену производится на кольцевой армированный пояс, который монтируется по ее периметру. Такая монолитная бетонная лента, охватывающая все здание, обязательна, если величина опирания составляет менее 12 см. Рекомендуются следующие параметры для армопояса:

  • толщина 12 см;
  • ширина 25 см;
  • глубина опирания такая же, как и для железобетонных перекрытий.

В сочетании с прочными железобетонными плитами армированный пояс создает жесткую конструкцию, которая оказывает достаточное сопротивление строения аварийным воздействиям, температурным перепадам и усадочным деформациям.

Читайте также:  Анкера для кирпичной стены: виды, технология использования

Если величина опирания перекрытия на стену составляет более 12 см, то здание в дополнительном армированной поясе не нуждается. В таких случаях достаточно соорудить армированный пояс из кольцевого анкера по внешнему периметру плит.

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок.

От расчетной нагрузки

М=(g+v)l02/8=* кН*м;

Q=(g+v)l0/2=* кН*м;

От нормативной нагрузки

М=(g+v)l02/8=7,93* кН*м;

Q=(g+v)l0/2=7,93* кН*м;

От нормативной постоянной и длительной нагрузок

М=(g+v)l02/8=* кН*м;

2.2.1.3. Установление размеров сечения плиты. ( )

Высота сечения многопустотной (7 круглых пустот диаметром 15,9 см) предварительно напряженной плиты h 220 мм. Рабочая высота сечения h0=h-a=220-30=190 мм.

Размеры: толщина верхней и нижней полок (22-15,9)/2=3,05 см.

Ширина ребер: средних – 33см,

крайних –

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h’f= cм;

отношение h’f /h=3,05/22=0,1380,1, при этом в расчет вводится вся ширина полки b’f=146 см;

Расчетная ширина ребра b=146-7*15,9=35 см.

Пример расчета деформации железобетонной плиты, как балки переменного сечения

Прогиб плиты при выбранной расчетной схеме составит

f = k5ql 4 /384EI p

(321.1)

Как видим, формула достаточно проста и отличается от классической наличием дополнительного коэффициента. Коэффициент k учитывает изменение высоты сжатой области сечения по длине балки при действии изгибающего момента. При равномерно распределенной нагрузке и работе бетона в области упругих деформаций значение коэффициента для приближенных расчетов можно принимать k = . Использование этого коэффициента позволяет определять прогиб балки (плиты) переменного сечения, как для балки постоянного сечения с высотой h min . Таким образом в приведенной формуле остается только 2 неизвестных величины — расчетное значение модуля упругости бетона и момент инерции приведенного сечения I p в том месте, где высота сечения минимальна. Остается только определить этот самый момент инерции, а модуль упругости примем равный начальному.

Для наглядности дальнейший расчет будет произведен для упоминавшейся выше плиты.

Теоретические предпосылки и допущения, принимаемые при определении прогиба ж/б плиты, работающей в области упругих деформаций

1. Так как соотношение длины плиты к высоте l/h = 560/20 = 28, т.е. значительно больше 10, то влияние поперечных сил на прогиб можно не учитывать.

2. Балка (плита) состоит из материалов, имеющих различные модули упругости, поэтому нейтральная линия — ось балки будет проходить не через центры тяжести поперечных сечений, а будет смещена и будет проходить через приведенные центры тяжести. Положение приведенных центров тяжести будет зависеть от соотношения модулей упругости бетона и арматуры.

3. Так как модуль упругости стали значительно больше начального модуля упругости бетона, то при рассмотрении геометрических параметров поперечного сечения плиты, как некоего единого сечения, площадь сечения арматуры следует умножить на отношение Е s /E b . Для плиты это соотношение составит a s1 = 2000000/245000 =

Пример правильного опирания

Еще на стадии проектировки рассчитывается подходящая глубина опирания плиты в соответствии с используемыми материалами, величиной нагрузок и другими параметрами. Глубина рассчитывается так, чтобы не допустить разрывов плиты и предотвратить возможное негативное воздействие на несущие стены.

Для примера рассмотрим установку плиты перекрытия на стену, сложенную из крупноформатного керамического блока, общая толщина несущей конструкции составляет 380 мм. Используется пустотная плита, глубина опирания на стену составит стандартные 120 мм. Обязательно предусматривается пустое пространство, в котором останется воздушная прослойка.

Стена будет иметь следующую структуру:

  • Пустотелый крупноформатный керамический кирпич.
  • Слой утеплителя.
  • Воздушная прослойка.
  • Плита перекрытия, сверху и снизу защищенная слоем рубероида для изоляции.

Железобетонная плита устанавливается на бетонный армирующий пояс, обеспечивающий прочность опоры и равномерное распределение нагрузок. В результате перекрытие будет установлено на прочное основание, а глубина будет оптимальной для максимально долгого использования без повреждений. Правильный монтаж перекрытий – необходимое условие долговечности и надёжности любого здания.

Шаг Проектируем геометрию плиты

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример рассчета плиты на безконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Шаг Проектируем геометрию плиты

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать ее один метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу, и приведет пример такого расчета. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этом вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Дальше – по предложенным шагам.