Расчет безбалочного монолитного перекрытия

Арматура плиты перекрытия используется для создания надежного армирования железобетонных плит и придания прочности конструкции при воздействии нагрузок на изгиб. Благодаря данному методу упрочнения удается обеспечить равномерное распределение давления на фундамент и уменьшить расходы на возведение здания, так как в процессе выполнения работ нет необходимости использовать спецтехнику, а все расчеты вполне реально выполнить самостоятельно, на основе формул нормативной документации.

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.

Виды перекрытий

Перекрытия могут быть сделаны из дерева или железобетона, что зависит от условий эксплуатации конструкции и расчетов. Наиболее популярным является железобетон, обладающий хорошими характеристиками прочности, стойкостью к различным нагрузкам, доступной стоимостью и простотой в создании и монтаже.

По типу конструкции бывают:

  • Стандартные – представлены готовыми железобетонными плитами разных конфигураций (величина, форма, толщина)
  • Монолитное перекрытие, армирование которого осуществляется непосредственно на месте
Виды перекрытий

По назначению плиты бывают:

1. Цокольные – отделяют стены подвала от нижних этажей

2. Межэтажные – разграничивают этажи

3. Чердачные – размежёвывают жилые помещения и подкровельное пространство

Правильно изготовленная в соответствии со всеми нормами и параметрами монолитная плита перекрытия, армирование которой производится по установленным требованиям СНиП, обладает основным преимуществом – уменьшение веса благодаря наличию образованных во время заливки полостей.

По форме и количеству пустот плита может быть:

  • Многопустотной – с продольными круглыми полостями
  • Пустотной – фигурные узкие панели, которые чаще всего используются в качестве вставок
  • Ребристой – сложный профиль с особыми характеристиками
Виды перекрытий

Готовые конструкции актуальны при крупном строительстве – обычно из них возводят многоэтажные высотки, большие сооружения. Из недостатков выделяют: наличие стыков, необходимость привлекать специальную грузоподъемную технику, возможность создавать лишь помещения стандартных размеров, невозможность проектировать отверстия для вытяжек, фигурные перекрытия и другие формы.

Немаловажно и то, что монтаж монолитных плит перекрытия значительно повышает общую стоимость работ в смете. Поэтому в индивидуальном строительстве обычно выполняют изготовление перекрытий уже на месте, заливая армированную сетку бетоном прямо на площадке.

Длина анкеровки

Базовая длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным сопротивлением Rs на бетон, определяется по формуле:

As Rs 435 1,131

h 0, an = ——————— = 41,2 см,

RbondU s 3 3,77

где: — площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения (для арматуры Ж12 As = 1,131см 2, Us = pd = 3,14 Ч1,2 = 3,77см);

Rbond =h1h2 Rbt = 2,5 Ч1,0 Ч1,2= 3,0МПа, г

Rbond — расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки

h1 — коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры. Для горячекатаной арматуры периодического профиля h11 = 2,5;

h2 — коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным 1,0 — при диаметре продольной арматуры ds = 32мм; 0,9 — при ds — 36мм,40мм.

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле:

han = a*h0,an As,cal / As,ef=1 40,02Ч1 = 41,2см, где

As,cal, As,ef — площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная (As,cal / As,ef = 1);

a — коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры. Принимаем a = 1, как для растянутых стержней периодического профиля.

Фактическую длину анкеровки необходимо принимать согласно следующим требованиям han ?15ds han ?0,3h0,an han ? 200мм . Принимаем максимальную величину han = 41,2см.

Стыки растянутой или сжатой арматуры должны иметь длину перепуска (нахлестки) не менее значения длины

han = ah0,an As,cal /As,e =1,2Ч 40,02 Ч1 = 49,44см, где

a — коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния арматуры, конструктивного решения элемента в зоне соединения стержней, количества стыкуемой арматуры в одном сечении по отношению к общему количеству арматуры в этом сечении, расстояния между стыкуемыми стержнями. Для растянутой арматуры a = 1,2 , а для сжатой арматуры — a = 0,9. Принимаем длина нахлестки ll = 50см

Расчет на продавливание

Значение сосредоточенной продавливающей силы от внешней нагрузки для колонны определяем по приближенной формуле:

где:

коэффициент надежности по ответственности проектируемого здания;

грузовая площадь колонны;

коэффициент, учитывающий увеличение усилия в первой от фасада колонне рамных систем.

Предельное усилие воспринимаемое бетоном, определяем по формуле:

где:

коэффициент;

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии от границы площади приложения сосредоточенной силы

Площадь определяется по формуле:

где:

периметр контура расчетного поперечного сечения при поперечном сечении колонны .

Рисунок 3 — Расчетный контур при расчете на продавливание.

При определении предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45 к горизонтали.

условие выполнено, несущая способность сплошного перекрытия на продавливание обеспечена.

Примеры расчета. Пример : плита плоского монолитного перекрытия толщиной мм: колонны, примыкающие к перекрытию сверху и снизу

Пример 40.Дано: плита плоского монолитного перекрытия толщиной 220 мм: колонны, примыкающие к перекрытию сверху и снизу, сечением 500´800 мм; нагрузка, передающаяся с перекрытия на колонну N = 800 кН; моменты в сечениях колонн по верхней и по нижней граням плиты равны: в направлении размера колонны 500 мм – Mx,sup — 70 кН/м, Mx,inf = 60 кН/м, в направлении размера колонны 800 мм – My,sup =30 кН/м, My,inf = 27 кН/м; бетон класса В30 (Rbt = 1,15 МПа).

Требуется проверить плиту перекрытия на продавливание.

Расчет. Усредненную рабочую высоту плиты принимаем равной h = 190 мм.

За сосредоточенную продавливающую силу принимаем нагрузку от перекрытия F = N = 800 кН; за площадь опирания этой силы — сечение колонны а´b = 500´800 мм.

Определим геометрические характеристики контура расчетного поперечного сечения согласно пп. и :

периметр и = 2(a + b + 2h) = 2(500 + 800 + 2×190) = 3360 мм;

момент сопротивления в направлении момента Мх (т.е. при а = 500 мм, b = 800 мм)

мм 2 ;

момент сопротивления в направлении момента My (т.е. при а = 800 мм, b = 500 мм)

Читайте также:  Армируем и заливаем монолитную плиту перекрытия

мм 2 .

За расчетный сосредоточенный момент в каждом направлении принимаем половину суммы моментов в сечении по верхней и по нижней граням плиты, т.е.

Проверяем условие (), принимая М = Мx = 65 кН/м,. Wb = Wb,x = 841800 мм 2 и добавляя к левой части Н/мм.

При этом Н/мм Rbth = 1,15×190 = 218,5 Н/мм,

т.е. условие () не выполняется и необходимо установить в плите поперечную арматуру.

Принимаем согласно требованиям п. шаг поперечных стержней sw = 60 мм h/3 (черт. ). Тогда в пределах на расстоянии 0,5h = 95 мм по обе стороны от контура расчетного поперечного сечения может разместиться в одном сечении 2 стержня. Принимаем стержни из арматуры класса А240(Rsw = 170 МПа) минимального диаметра 6 мм.

Тогда Asw = 57 мм 2 и 0,8qsw = Н/мм 1,5h = 1,5×190 = 285 мм. Тогда контур нового расчетного сечения имеет размеры: а =500 + 2×315 + 90 = 1330 мм; b = 800 + 2×315 + 190 = 1620 мм.

Его геометрические характеристики:

и = 2(1320 + 1620 + 2×190) = 6640 мм;

мм 2 ;

мм 2 .

Проверяем условие () с учетом момента Му. При этом пренебрегаем «в запас» уменьшением продавливающей силы F за счет нагрузки, расположенной на участке с размерами (a + h)´(h + h) вокруг колонны.

Н/мм 3 .

Эксцентриситет силы F

мм.

При принятых направлениях моментов Msup и Minf (см. черт. ) наиболее напряженное волокно расчетного сечения расположено по краю сечения, наиболее удаленному от свободного края плиты. Это волокно расположено на расстоянии от центра тяжести равном у = = = 314,1 мм.

Тогда момент сопротивления равен:

Wb = = 581025 мм 2 .

Расчетный момент от колонн равен

Момент от эксцентричного приложения силы F равен Fe= 150×0,0359 = 5,4 кН/м. Этот момент противоположен по знаку моменту Mloc следовательно

М = 85 — 5,4 = 79,6 кН/м.

Проверяем прочность из условия ()

Н/мм 2 ;

Н/мм

© Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock! и обновите страницу (F5)очень нужно

Как чертить план перекрытий и покрытий

Первое, что необходимо для того чтобы чертить план перекрытий и покрытий, за основу нужно взять план здания без перегородок, внутренних размеров и других элементов. Далее необходимо разместить несущие элементы перекрытий на несущих стенах в соответствии с существующими нормами, к примеру, сборные плиты перекрытий необходимо опирать на две несущие стены с перекрытием в 15 см на каждой стене.

При раскладке несущих элементов перекрытия, вы увидите, что подбор их ширины также важен, как и длины. Используя разные по ширине плиты, можно избежать образования больших участков недоборов.

Дело проще обстоит с монолитными перекрытиями, так как под них нет необходимости выбирать плиты из сортаментов сборных элементов. Однако при их использовании необходимо производить расчет арматуры, а также подбирать нужную марку бетона.

По окончании расположения несущих элементов на стенах здания переходят к нанесению обозначений и размеров. К первым можно отнести обозначения монолитных участков, наименование сборных плит перекрытия, выпуски арматуры и другое. Наносимые размеры существенно не отличаются от размеров на плане дома. Они показывают расстояние между осями, габаритные размеры и расстояние по контурам.

Расчет плиты перекрытия: считаем нагрузку и подбираем материалы для строительства

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

Поэтому в этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!

Зачем бетону армирование?

Все знают, что бетонные блоки обладают довольно высокими прочностными характеристиками. Изделия на основе цементного раствора отличаются высокой прочностью на сжатие — то есть, легко переносят прямое давление. Но есть у бетона один недостаток: он довольно хрупок при растяжении. Если вам кажется, что бетонные блоки при эксплуатации не растягиваются, то вы заблуждаетесь.

Читайте также:  Устройство стропильной системы с висячими стропилами

Схематичное изображение процесса растяжения бетонной монолитной плиты основания здания

Зачем бетону армирование?

Именно процесс растяжения происходит при любой подвижке здания:

  • проседание с течением времени под собственным весом;
  • смещение в результате движения нестабильного грунта;
  • изменение нагрузок в процессе надстроек или капитального ремонта.

Именно усиление бетонного блока путем армирования значительно улучшает его характеристики на изгиб и растяжение.

Материалы усиления

Зачем бетону армирование?

В зависимости от размера плиты и способа её использования, усиление может быть выполнено различными материалами:

  • стальные прутки;

Металлические стержни периодического профиля для армирования

  • композитная арматура;
Зачем бетону армирование?

Стеклопластиковая арматура

  • фиброволокно.

Фиброволокно для армирования

Самые серьезные и ответственные части здания следует усиливать сеткой из стальных стержней.

Зачем бетону армирование?

Металл используется при устройстве:

  • бетонных фундаментов;
  • монолитных лестничных маршей;
  • формировании плит перекрытия.

Такой способ усиления самый прочный и надежный, но и самый затратный. Цена сопоставимого количества металла значительно отличается от стоимости композитной арматуры.

Различные виды композитной арматуры могут быть использованы при устройстве базовой основы на земле под легкие постройки. При этом, материал композита больше в диаметре, чем заложенный в проекте металлический стержень. Узнать размер требуемого прутка можно из таблицы ниже.

Зачем бетону армирование?

Соответствие прутков различного диаметра стальной и пластиковой арматуры по эксплуатационным качествам

Важно! Не рекомендуется использовать композит при усилении бетонных частей здания, не имеющих опоры на грунт, то есть для плит перекрытия или лестниц.

Фиброволокно используют для укрепления цементных блоков небольших размеров, например, брусчатки или газобетенонных блоков, используемых в строительстве стен зданий. Армированная бетонная плитка имеет большую прочность, что значительно увеличивает срок её эксплуатации.

Плита бетонная армированная 500х500х50 для обустройства придомовых территорий

Зачем бетону армирование?

Правила укладки каркасов

Закончив с формированием арматурных каркасов, следует очистить место укладки от стороннего мусора и по размеченным линиям установить металлическую конструкцию.

Представленная процедура выполняется без помощи спецтехники, поскольку общий вес готовых армированных изделий редко превышает значения в 100-150 кг.

Размер квадратов решетки варьируется в зависимости от веса здания

В ходе реализации важно следить за следующими особенностями:

  • Ни в коем случае арматурные прутья не должны касаться возведенной опалубки.
  • Оптимальные размеры фракций (ячеек) составляют 25-30 см. При значительном весе сооружения и обустройстве на слабых грунтах целесообразно габариты ячеек снижать до значений в 10-15 см. Однако в данном случае не стоит излишне усердствовать и сокращать размеры фракций до 5 см, поскольку проникающая способность бетона может нарушиться, что приведет к образованию воздушных карманов и пустот.
  • Необходимость размещения арматурных каркасов на удалении в 5-7 см от границ заливки.

Ошибки при монтаже армирующей конструкции

Даже мелкие недочеты могут повлечь разрушение фундамента или привести к усложнению процесса бетонирования. Распространенные ошибки при создании каркаса и как их избежать:

  • стержни соединенные встык, приведут потере прочности каркасной конструкции;
  • при монтаже армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к грунту либо воткнуты в него. Когда произойдет подвижка почвы, арматура врежется в грунт и при таком взаимодействии образуется коррозия металла, а это в свою очередь снизит прочность всего основания;
Ошибки при монтаже армирующей конструкции

Фиксатор арматуры, который устанавливается между сетками Источник

  • несоблюдение рекомендаций по расположению арматуры влечет за собой разрушение плиты;
  • если у торцов стержней нет защитного покрытия, под влиянием влаги из бетонной смеси образуется коррозия изделий;
  • особое внимание следует уделять правильному армированию в углах постройки и в зонах под несущей стеной;
  • установка каркаса была произведена на деревянные бруски или прочие неподходящие элементы – это грубая ошибка. Использовать нужно только специальные фиксаторы. В противоположном случае влага проникнет к металлическим частям, что в свою очередь приведет к нарушению целостности бетонной основы.