РАСЧЁТ БАЛОЧНОЙ ПЛИТЫ МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

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

Cтатический расчет

При расчете из перекрытия мысленно вырезается полоса шириной 1м перпендикулярно второстепенным балкам, которая рассматривается как неразрезная балка, несущая постоянную и временную нагрузку. Постоянная нагрузка включает в себя собственный вес плиты и вес пола.

Тогда полная постоянная нагрузка равна:

Полезная нагрузка, согласно заданию, составляет P=1600 кгс/м2

При обычном расчете неразрезных балок предполагается шарнирное опирание, не препятствующее повороту опорных сечений. Плита же ребристого перекрытия, будучи монолитно связана с балками, не может свободно поворачиваться на промежуточных опорах. Это отражается, главным образом, на изгибающих моментах в сечениях средних пролетов. Для косвенного учета упругого защемления плиты вовторостепенных балках в качестве расчетной постоянной и временной нагрузок принимаем:

Такому перераспределению нагрузки соответствует уменьшение поворота опорных сечений, которое тем самым как бы учитывает упругое защемление плиты на опорах. Плиту рассчитываем как пятипролетную балку. Так как пролетов больше 5, то все пролеты, кроме двух крайних, рассчитываются как третий пролет пятипролетной балки. Таким образом, в плите необходимо найти пять значений изгибающих моментов М1, М2,М3,Мв,Мс. Значения этих моментов можно найти с использованием табличных данных.

Результаты расчета сведены в таблицу:

сечения

б

бgLп2

в

в pLп

M

1

2

3

348.7

B

C

-493.7

ВГР

СГР

-250.1

Моменты на гранях опор определены по формуле:

Перекрытия- преимущества и недостатки

Как и в домах домах построенных из дерева, так и в домах из кирпича можно использовать деревянные перекрытия. Традиционно состоят они из толстых балок, с шагом 100-150 , однако, применяются тонкие элементы, но гораздо более густо расположенные (40 или 60 см), а с низу скрытые гипсо-картонными плитами.

Такие потолки иногда называют «досчатыми» или «ребристыми», они очень популярны в домах построенных по каркасной технологии.

В домах построенных с использованием кирпича, перекрытия из дерева используются довольно редко, обычно, как перекрытие над последним этажом (функцию потолочных балок, так же может выполнять, нижняя полоса стропильных ферм). Нежелание устраивать такие потолки из дерева, вытекает главным образом из-за трудности их эффективной шумоизоляции.

Деревянные перекрытия

Устройство деревянного перекрытия и потолка с хорошими звукоизолирующими показателями, возможно, но их конструкция сложная, требует внимания к деталям и лишь немногие исполнители могут сделать их правильно.

Перекрытия- преимущества и недостатки

Преимущества:

  • Легкий вес (а следовательно, меньшая нагрузка на несущие элементыдома);
  • cкорость монтажа;
  • отсутствие мокрых работ,благодаря чему строительные работы, могут проводиться в зимний период;
  • очень хорошая тепло- изоляция, если пространство между стропилами, заполняется теплоизолирующим материалом.

Недостатки:

  • Недостаточная звуко-изоляция;
  • уязвимость к воздействию неблагоприятных биологических условий;
  • уязвимость к возгоранию;
  • скрипение из-за непрофессиональной работы.

Перекрытия- преимущества и недостатки

Деревянное перекрытие c дополнительной звукоизоляцией, плавающим полом и подвесным потолком

Монолитные перекрытия- плюсы и минусы

Монолитными перекрытиями называются перекрытия из усиленного бетона (железобетон),бетонирующиеся с использованием опалубки, непосредственно на строительной площадке. Они должны быть разработаны для конкретного здания: проект определяет расположение арматуры (в одном или в двух направлениях или крестообразно), а также способ опоры на стенах. От решения архитектора зависит несущая способность перекрытия, поэтому не посоветовавшись с ним, нельзя вносить никаких изменений в проект, которые могли бы изменить принятые для расчета нагрузки — например передвигать несущие стены. Монолитное перекрытие требует, прочно закрепленной опалубки. В настоящее время, вместо традиционной деревянной опалубки, обычно используются опалубки для многократного использования, изготовленные из плит фанеры. Усиление перекрытия — это задача для опытных профессионалов.

Читайте также:  Допустимые прогибы снип. Пустотные плиты перекрытий

Для бетонирования, наиболее эффективно использовать готовый бетон: это позволит обеспечить поддержание надлежащего класса бетона, а благодаря перекачке смеси бетона прямо из бетономешалки на колесах, облегчит бетонные работы.

Преимущества:

  • Необходимые материалы можно легко купить у многих поставщиков;
  • форма монолитных плит может быть нетипичной;
  • имеет небольшую высоту (толщину);
  • с низу создается равная однородная поверхность, что способствует легкости штукатурных работ;
  • обеспечивает хорошую звукоизоляцию ;
  • нет необходимости привлекать для монтажа, тяжелое оборудование.
Перекрытия- преимущества и недостатки

Недостатки:

  • Трудоемкость строительных работ;
  • сложное усиление перекрытия, требующее высококвалифицированных подрядчиков;

много времени и труда требуют изготовление и установка опалубки, а так же большого количества древесины (этот недостаток может быть значительно сокращен, за счет использования элементов опалубки,арендованных в местах аренды строительного оборудования.)

Схема монолитного железобетонного перекрытия

Строение монолитного ребристого перекрытия

  • Его толщина зависит от исполнения — перекрытие из самых низких блоков, имеет толщину 24 см, максимальная — 29 см;
  • легкий — в зависимости от типа блоков перекрытий, один квадратный метр весит от 160 до 340 кг
  • его ширина ограничена длиной балок перекрытия, а толщина подбирается в зависимости от размеров блоков;
Перекрытия- преимущества и недостатки
  • всегда требует дополнительной звукоизоляции;
  • потолок всегда требует шпаклевания и толстого слоя отделки;
  • работы могут осуществляться с перерывами. Перерыв можно сделать после установки балок и блоков. Возможные загрязнения сдует ветер, останется очистить только углубления в балках и ребрах;
  • строительство этого вида перекрытия, не требует большого опыта работы, с соответствующим монтажом сборных элементов, справятся два человека.

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.

Сбор нагрузок

Рис. 3. Разрез по перекрытию

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок                                                                                           Табл. 3

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кН/м2

Расчетная нагрузка, кН/м2

I. Постоянная нагрузка:

Ж/Б многопустотная плита,

δ=220 мм γ=2500 кг/м3

цементно-песчаный раствор, δ=20 мм, γ=2200 кг/м3

керамическая плитка, δ=13 мм, γ=1800 кг/м3

3

0,44

0,24

1,1

1,3

1,1

3,3

0,572

0,264

Итого

3,68

4,136

II. Временная нагрузка

длительная

кратковременная

3,5

1,5

1,2

1,2

4,2

1,8

Итого

5

6

Полная нагрузка

В том числе: постоянная и длительная кратковременная

8,68

7,18

1,5

10,136

Сбор нагрузок

Определяем нагрузку на 1 метр при ширине плиты 1,32 м по несущей способности:

, где

Сбор нагрузок

— полная расчетная нагрузка, (кН/м2);

— ширина панели,  (м);

Сбор нагрузок

— коэффициент надежности здания, =0,95 по (табл. [4]);

 (кН/м2);

Сбор нагрузок

Для расчета по трещиностойкости:

, где — полная нормативная нагрузка, (кН/м2);

Сбор нагрузок

 (кН/м2);

 (кН/м2).

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.

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

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

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.

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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:

В заключении

На современном строительном рынке представлены пустотелые плиты с расчетными нагрузками от 300 до 1250 кг/м². Если подойти к моменту расчета необходимой предельной нагрузки ответственно, то можно выбрать изделие, удовлетворяющее именно вашим требованиям, не переплачивая за излишнюю прочность.

В заключении

Похожие публикации: Плюсы и минусы фасадных панелей из фибробетона Размер дорожных плит и особенности их укладки Стоит ли использовать стеновые панели из арболита для строительства дома Плюсы и минусы пустотных и ребристых плит перекрытия