Как рассчитать нагрузку на монолитную плиту перекрытия

23.12.2015 Расчет расхода бетона Оставить комментарий 4,165 Просмотров

Виды железобетонных плит перекрытия

Производители выпускают несколько видов ЖБ плит стандартных типоразмеров для обустройства перекрытий:

  • шатровые (ребра расположены по периметру);
  • с продольными ребрами;
  • плоские (цельные, без пустот);
  • многопустотные (с продольными пустотами круглой или овальной формы).

Наиболее активно используются плоские и многопустотные плиты. При этом плоские (ПТ), толщиной от 80 до 120 мм, выполняют функцию доборных элементов. Они меньше многопустотных по длине и ширине, и применяются для перекрытия кладовок, санузлов, узких коридоров и т.д.

Среди многопустотных ЖБ плит наибольшей популярностью пользуются круглопустотные (ПК) и плиты непрерывного формования (ПБ). Наличие пустот уменьшает вес плиты и повышает ее тепло- и звукоизоляционные показатели.

Плиты ПК используются для строительных работ на протяжении нескольких десятилетий. Стандартные изделия массового производства имеют толщину 220 мм и длину от 2700 мм до 9000 мм с шагом 300 мм. Ширина составляет 1000 мм/1200 мм/1500 мм/1800 мм.

Стандартные круглопустотные плиты применяются в индивидуальном строительстве, но на этапе проектирования постройки важно учитывать их габариты и особенности монтажа – от этого зависит расстояние между стенами, на которые будет опираться плита. Изготовление плит ПК под заказ нестандартной длины заметно повысит их стоимость, так как производителю придется изготовить специальную опалубку.

Плиты ПБ имеют ту же толщину и ширину, что и ПК, при этом технология изготовления позволяет получать ЖБ непрерывного формования любой длины. Это дает возможность заказывать конструкции требуемой длины для строительства по индивидуальному проекту. К недостаткам плит ПБ относят отсутствие всесторонне проработанной нормативной документации и относительно малый опыт применения.

Опирание перемычки на кирпичную кладку

Важной составляющей строительства оконных и дверных проемов на любом объекте. Перемычки железобетонные плитные предотвращают смешение кирпичей и разрушение стены.

При возведении зданий из кирпича принято использование нескольких разновидностей перемычек:

  • Из металла. Эти сооружения считаются облегченными и используются только тогда, когда нагрузки небольшие. В данном случае речь идет о швеллерах, уголках, арматуре.
  • Арочная кладка из кирпича, являющаяся одновременно и перемычкой, и элементом декора.
  • Из железобетона — сборные конструкции, устанавливаемые в проемах при наличии большой нагрузки. Опирание перемычки на кирпичную кладку рассчитывается согласно СНиП.

На чем основывается расчет железобетонных конструкций

В первую очередь следует учитывать, что сборное перекрытие, полученное из готовых плит дешевле приблизительно на 15-20 %, чем наливное монолитное основание. Причиной тому невысокая себестоимость выпускаемых на заводах типовых железобетонных конструкций, в сравнении с залитым в собранную на месте опалубку замешанным вручную или на арендованной бетономешалке раствором. Ведь для того, чтобы монолитное основание получилось надежным, недостаточно просто залить цементную смесь, сначала необходимо связать каркас из арматуры, что требует немалых трудозатрат. По прочности готовые плиты и наливные перекрытия получаются одинаковыми при равной толщине.

Читайте также:  Звукоизоляция стен в деревянном доме что лучше

Рассмотрим все составляющие монолитного основания, на которых строится расчет железобетонных конструкций. В первую очередь, сооружается опалубка, которая должна быть добротной, чтобы заливка получилась качественной. Не желательно использовать обрезные доски, поскольку нижняя, потолочная часть плиты, должна быть идеально ровной. Следовательно, в качестве основы для опалубки лучше выбрать толстую фанеру, желательно, ламинированную (к ней бетон пристает несколько хуже, чем к обычной). Боковины также делаются из фанерных полос, а вот подпорки лучше установить из бруса, сечением не менее чем 100х100 миллиметров.

Далее из металлических прутков, связанных проволокой, собираются верхняя и нижняя армирующие сетки, соединенные посредством коротких поперечин в каркас. Слишком частыми ячейки делать не рекомендуется, поскольку это придаст лишнюю массу монолитному основанию, увеличив собственную нагрузку плиты. Обычно используется арматура с профилем А-II или А-III. Диаметр прутка для однорядной вязки требуется не менее 12, а для двухрядной – не меньше 10 миллиметров. Для поперечин используются стержни диаметром около 8 миллиметров. Шаг между арматурой достаточно соблюдать порядка метра.

Для перекрытия большой площади обязательно нужны опорные горизонтальные балки, которые также заливаются на месте и нуждаются в армировании.

Для того, чтобы узнать, какой запас прочности необходимо придать монолитному основанию, обратимся к СНиП. Нормативная нагрузка на перекрытие в жилом доме по стандартам должна соответствовать 150 килограммам, кроме того, не следует забывать про коэффициент запаса, соответствующий 1.3.  В итоге получаем величину 150х1.3=195 кг/м2. Соотношение толщины плиты и ее площади должно иметь пропорции 1:30, иными словами, для монолитного основания 3х2 метра хватит толщины в 20 сантиметров. Арматуру желательно погрузить в раствор так, чтобы крайние прутки были покрыты бетоном не менее чем на 3 сантиметра.

Выбор опоры

Железобетонные балки служат для поддержания всей конструкции перекрытия.

В зависимости от того на какую ширину плита перекрытия опирается на стену, а кроме того, от типа материала, из которого состоит несущая стена, ее веса, существуют такие методы рассматривания железобетонной плиты перекрытия: шарнирно-опертая бесконсольная балка, шарнирно-опертая консольная балка или балка с жестким защемлением на опорах. Тип опоры играет огромную роль при расчетах.

Ниже будет рассмотрена шарнирно-опертая бесконсольная балка, так как это самый распространенный случай инсталляции.

Основные характеризующие моменты

Установка плиты перекрытия на несущую конструкцию кровли позволяет заниматься возведением многоэтажных домов. Чтобы правильно выполнить проект здания, необходимо точно знать, какое давление выдержит выбранная плита перекрытия. Необходимо хорошо разбираться в разнообразии плит.

Чертеж пустотной плиты перекрытия.

Прежде чем приступать к возведению многоэтажного здания, необходимо провести расчет нагрузки. От будущего веса будет зависеть подбор конструкции здания, от нагрузки зависит, какую нужно устанавливать плиту.

На производстве выпускается два вида плит:

  • полнотелые;
  • пустотные.

Полнотелые системы отличаются большой массой, они стоят очень дорого. Такая конструкция применяется в строительстве серьезных объектов, которые относятся к социально значимым.

При строительстве жилых домов в основном используется пустотная плита. Надо сказать, что основные технические параметры такой плиты соответствуют всем стандартам строительства жилого помещения:

Плиту отличает:

  • высокая надежность;
  • малый вес.
Читайте также:  Стяжка из керамзитобетона — 3 способа создания пола

Важнейшим преимуществом этих изделий можно назвать низкую стоимость. Это дало возможность применять такую систему намного чаще, если сравнивать ее с другими.

Для расчета перекрытия учитывается местонахождение пустот. Они располагаются таким образом, чтобы несущие характеристики изделия не были нарушены. Пустоты влияют также на звукоизоляцию помещения, его теплоизоляционные свойства.

Плита изготавливается самых разных размеров. Ее длина может достигать максимально 9,7 м при максимальной ширине — 3,5 м.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия.

При строительстве зданий чаще всего применяются конструкции с габаритами 6 х1,5 м. Этот размер считается стандартным и наиболее востребованным. Данную систему применяют для возведения:

  • высотных зданий;
  • многоэтажек;
  • коттеджей.

Так как вес данных плит не очень высок, их легко монтировать, для чего применяется пятитонный кран.

Виды по технологии устройства

Процесс приготовления смеси упрощают, если приобретают бетономешалку, а в крупном строительстве — бетонный узел. Имеет значение технологичность опалубки.

Системы оболочек делят по критериям:

  • Область использования. Выбирают щиты для колонн, перекрытий, вертикальных ограждений, туннельные, односторонние.
  • Особенность конструкции и установки. Бывают балочные, на основе рам, стационарные, передвигаемые, переставные, подъемные.
  • Размер. Выбирают мелкоштучную и крупноблочную.

Материалом служит алюминий, металл, пластик, дерево. Для несъемной опалубки используют пластины утеплителя, например, пенополистирола. В них вставляют литые перемычки из металла, чтобы стенки не разъезжались при подаче бетона. Такие оболочки остаются после твердения и набора прочности и не снимаются после этого.

Монолитное балочное перекрытие

Элементы каркаса для такого типа бетонной мембраны делают заранее, выполняют по типу квадратных или прямоугольных пустот. Элементы ставят в требуемое положение на проектной отметке с промежутками между торцами. В зазорах фиксируют арматурные стержни и бетонируют полученное пространство. Получают конструкцию монолитных балок с определенным шагом, при этом каркасные элементы играют роль дополнительных опалубочных элементов и настила.

Главные прогоны ставят поперек строения, при этом основные ригели всегда короче дополнительных балок. Продольная жесткость постройки получается за счет осевых стен из железобетона. Поперечную прочность обеспечивают вертикальные диафрагменные связи (стены на торце или несущие конструкции лестничных клеток). В таком случае расчет монолитного перекрытия выполняют только с учетом вертикальных усилий.

Безбалочное

Такую технологию применяют, если здание имеет каркасный тип с несущими колоннами, расположенными в виде сетки с шагом 6х6 или 5х5 метров. Монолитные участки опираются на ригели, расположенные на консолях колонн, или противоположные стены.

Виды безбалочных покрытий:

  • кессонные мембраны ставят в административных и общественных помещениях, в частном строительстве домов такие типы не применяют;
  • цельные в виде пространственных конструкций из жб сооружают по площади строения.

Низ щитов опалубки поддерживают телескопическими стойками, которые являются инвентарными элементами, а доски и фанерные элементы обрабатывают пропиткой против впитывания влаги. Стыки арматурных сеток или каркасов сваривают или связывают проволокой. Бетонную смесь уплотняют вибратором для выгонки воздушных пузырей.

Имеющие несъемную опалубку

Технология предполагает использование неорганических и органических материалов. Несъемные оболочки снижают затраты труда, обладают рядом положительных преимуществ. Ограждающие щиты не снимаются после получения прочного перекрытия, а продолжают утеплять и изолировать горизонтальные перегородки от воздействия вредных компонентов.

Элементы опалубки не являются несущими конструкциями, они создают объемный каркас для армирования перекрытия и заливки бетонной смеси. После 28 суток бетон набирает 100% прочности, но продолжает набирать ее все оставшееся время эксплуатации медленными темпами.

Читайте также:  Железобетонные плиты перекрытия. Как укладывать

Система монолитной оболочки отличается множеством вариантов исполнения в зависимости от цели и назначения. Применяют пенопласт, пенополистирол, щепоцементные плиты.

По профилированному листу

Выбирают несущие виды профнастила с удовлетворительными для этого характеристиками (Н114, 75, 60, 57). Изгиб листа имеет дополнительные ребра жесткости, чтобы материал выдерживал бетонную массу. Жесткость профнастила обеспечивает хорошую прочность поддерживающей поверхности. Вес бетона и арматурного каркаса равномерно передается на стены, перемычки и балки.

Ребра жесткости выступают дополнительными элементами армирования и позволяют снизить толщину плиты по сравнению со съемными типами опалубки. Если колонны металлические, крепление профнастила проходит в краткие сроки, и можно заливать сразу большие промежутки, в зависимости от расчетного пролета плиты. Снаружи опалубка из профилированного листа имеет эстетичный вид для помещений складов, цехов, поэтому не нужна дополнительная отделка горизонтальной поверхности.

Перекрытия

по профилированному листу

При строительстве частного дома наиболее актуальным способом перекрытия потолка является заливка по профилированному листу. В этом случае сначала укладываются швеллера в виде несущих балок, на них профилированный лист, а сверху заливается слой бетона в размере около 15 сантиметров. В этом случае бетонную стяжку делают слоем с высотой 5 сантиметров.

Опирают профлист или поверх балок, либо с примыканием к швелерам. В доме с таким перекрытием максимальный вес на квадратный метр не может превышать 150 килограмм.

Интересно, что пол в случае с бетонированием на профилированный лист получается ровный, в отличие от поверхности потолка – её нужно дополнительно подготавливать под отделку.

Ребристое перекрытие

В частных домах не редко устанавливают и ребристое монолитное перекрытие, которое подразумевает укладку длинных ребер и слоя бетона между ними. Пустоты между ребрами заполняют специальными утеплителями, например:

  •  Керамзитом.
  •  Минеральной ватой.
  •  Пенополистиролом.

Высоту ребра в частном доме делают 20 сантиметров, этого достаточно, расстояния между ребрами около 5-10 сантиметров. Ширина ребра так же около 10 сантиметров. В случае с ребристым перекрытием используется стяжка, как и в других случаях – 5 сантиметров.

Перекрытия

Установка ребристой плиты перекрытия считается простой и экономичной.

Скорее всего вам будут интересны статьи:

  • Алюминиевый реечный потолок: монтаж и особенности подвесной конструкции
  • Делаем потолок самостоятельно
  • Выбор гипсокартона

Шаг Подбираем класс бетона

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.

Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения других различных технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.