Как рассчитать нагрузку на монолитную плиту перекрытия

Тот, кто хотя бы раз имел дело со строительством дома знает, насколько большое значение имеют пустотные железобетонные плиты или панели перекрытия. Многопустотные бетонные плиты перекрытия, по сути, и составляют около 90% от общего веса дома. Плиты перекрытия (ПК) могут сильно различаться и по весу, и по своим размерам, в зависимости от того, в каких конкретно целях их используют.

Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия

В гражданском, промышленном, коммерческом и частном строительстве очень часто применяются ЖБ плиты перекрытия, размеры которых варьируют как по ширине, так и по длине.

Выбирать строительный материал следует в соответствии с проектом дома, а значит, необходимо знать, как маркируются железобетонные изделия и какими они бывают.

На современном строительном рынке присутствуют несколько видов изделий – полнотелые (плоские), пустотные, ребристые и экструдерные, из которых первые пользуются повышенным спросом, так как отличаются универсальностью и могут применяться в любой строительной сфере.

Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия
Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия
Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия
Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия
Каких размеров бывают железобетонные плиты перекрытия

Виды ж/б плит перекрытия

Существуют несколько видов плит перекрытия. Основные это:

  • Пустотные.
  • Ребристые.

Ребристые раньше применяли для покрытия промышленных зданий. Сегодня их можно встретить только в б/у состоянии после разборки промзданий, которые потом продают частникам для перекрытия пролетов в своем доме.

Виды ж/б плит перекрытия

Пустотные плиты изготавливают по опалубочной технологии и безопалубочной. В опалубочной технологии изготавливается каркас в виде опалубки, закладывается арматура и заливают бетон. При безопалубочной технологии вдоль всего цеха закладывается арматура и потом вдоль неё идет экструдер, который формирует длинную плиту в несколько десятков метров и в последствии обрезная машина формирует плиты нужной длины.

Независимо от того какая плита пустотная или ребристая обе они работаю по однопролетной балочной схеме: шарнирно опертая балка длиной l, сверху действует распределенная нагрузка q.

Эпюра изгибающих моментов будет в виде параболической кривой с максимумом в средней точке с моментом ql2/8. Поперечная сила будет иметь треугольное очертание и максимум будет на опорах ql/2. И соответственно армирование каждой плиты подбирается в соответствии с данными усилиями.

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.

Читайте также:  Деревянные перекрытия в доме из газобетона

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:

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).

Читайте также:  Бетонные перекрытия своими руками — 4 этапа работ

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:

Как маркируются плиты пустотные

Государственный стандарт регламентирует требования по маркировке продукции. Маркировка содержит буквенно-цифровое обозначение.

Маркировка пустотных плит перекрытия

По нему определяется следующая информация:

  • типоразмер панели;
  • габариты;
  • предельная нагрузка на плиту перекрытия.
Как маркируются плиты пустотные

Маркировка также может содержать информацию по типу применяемого бетона.

На примере изделия, которое обозначается аббревиатурой ПК 38-10-8, рассмотрим расшифровку:

  • ПК – эта аббревиатура обозначает межэтажную панель с круглыми полостями, изготовленную опалубочным методом;
  • 38 – длина изделия, составляющая 3780 мм и округленная до 38 дециметров;
  • 10 – указанная в дециметрах округленная ширина, фактический размер составляет 990 мм;
  • 8 – цифра, указывающая, сколько выдерживает плита перекрытия килопаскалей. Это изделие способно выдерживать 800 кг на квадратный метр поверхности.

При выполнении проектных работ следует обращать внимание на индекс в маркировке изделий, чтобы избежать ошибок. Подбирать изделия необходимо по размеру, уровню максимальной нагрузки и конструктивным особенностям.

Правила расчетов нагрузки монолитной плиты перекрытия

Если взять пример расчета железобетонной монолитной плиты, первая часть включает сбор действующих усилий.

Нагрузки делят по видам:

  • постоянные, которые включают вес строения, состоящий из массы отдельных конструктивных элементов (перегородок, сантехники, коммуникаций);
  • временные — меняют значение в зависимости от присутствия людей, мебели.
Правила расчетов нагрузки монолитной плиты перекрытия

Действующая нагрузка должна быть меньше расчетного усилия сопротивления монолитной плиты. Прочность зависит от марки цемента, вида наполнителя. Принимают во внимание высоту монолитного участка и вариант усиливающего армирования. Перекрытие работает не только на сжатие, но на растяжение и изгиб, поэтому ставят сплошные арматурные сетки и применяют продольные стержни для повышения прочности на продавливание.

Расчетом определяют диаметр металлических элементов, марку бетона, рекомендуют модификаторы в зависимости от условий работы. Самостоятельно сделать расчет плиты сложно, т.к. нужно учитывать множество факторов влияния и коэффициентов, поэтому лучше попросить об этом инженеров-конструкторов.

Маркировка

Все железобетонные изделия, которые произведены в заводских условиях, получают собственную маркировку перед поступлением в продажу. В ней зашифрованы основные свойства , включая нагрузку:

  1. Маркировка начинается с аббревиатуры ПК. Эти буквы обозначают тип изделия – плита пустотная.
  2. Первое число указывает на длину в дециметрах.
  3. Второе число равно ее ширине в дециметрах.
  4. Третье число указывает, сколько килограмм способен выдержать 1 дм2 изделия (включая собственный вес).

Разберем на примере: допустим, у нас есть изделие с маркировкой «ПК-12-10-8». Что нам говорит этот шифр:

  • Перед нами плита перекрытия;
  • Ее длина примерно 12 дм (1,18м);
  • А ширина около 10 дм (0,99 м);
  • Предельная нагрузка – 8 кг на 1 дм2 = 800 кг/м2.
Маркировка

Определяется нагрузка СНиП (строительными нормами и правилами). 8 кг на 1 дм2 – это стандартное значение для большинства изделий данной категории. Также значение этого показателя с точностью до грамма приведено в специальных справочниках.

Выпускаются изделия с показателем 1000 кг/м2 и даже 1250 кг/м2 (третье число в маркировке – 10 и 12 соответственно). Плита перекрытия 12 – нагрузка равна 1250 кг/м2, так как значения в дециметрах принято округлять до целого.

Если при строительстве будет использована плита перекрытия ребристая, нагрузка на изделие с теми же габаритами будет выше. Ребристые изделия монолитные, в них не предусмотрены отверстия, из-за которых снижается несущая способность конструкции.

Колоссальной несущей способностью обладает П образная плита перекрытия, нагрузка на которую может достигать 2500 и даже 3000 кг/м2. Но сами ребристые и П-образные конструкции оказывают повышенное давление на фундамент, поэтому при строительстве многоэтажных домов в Казани более популярны пустотные конструкции.

Читайте также:  Допустимая нагрузка на пустотные плиты перекрытия

Расчёт нагрузки

Расчёт предельного воздействия

Расчёт предельного воздействия — обязательное условие при проектировании здания. Размеры и другие параметры панелей определяются ещё старым добротным советским ГОСТ под номером 9561-91.

Устройство пустотной плиты с наличием армированной стяжкой

Для того чтобы определить ту нагрузку, которая будет оказываться на изделие, необходимо на чертеже будущего строения указать вес абсолютно всех элементов, которые будут «давить» на перекрытие. Их суммарный вес и будет являться предельной нагрузкой.

Расчёт нагрузки

Прежде всего необходимо учесть вес следующих элементов:

  • цементно-песчаные стяжки;
  • перегородки из гипсобетона;
  • масса напольного покрытия или панелей;
  • теплоизоляционные материалы.

Впоследствии все полученные показатели суммируются и разделяются на количество панелей, которые будут присутствовать в доме. Отсюда и можно получить максимальную, предельную нагрузку на каждое конкретное изделие.

Расчёт оптимальной нагрузки

Понятно, что максимально допустимый уровень — это критический показатель, доводить до которого ни в коем случае нельзя. Поэтому лучше всего рассчитывать именно оптимальный показатель. Например, панель весит 3000 кг. Нужна она для площади в 10 м².

Необходимо разделить 3000 на 10. В результате получится, что максимально допустимое значение нагрузки составит 300 килограммов на 1 м². Это маленький показатель, но ведь надо учитывать ещё и вес самого изделия, на который тоже рассчитывалась нагрузка (допустим, её значение равно 800 килограммам на 1м²). От 800 нужно отнять 300, в итоге получается 500 килограммов на 1 м².

Теперь нужно приблизительно прикинуть, сколько будут весить все нагружающие элементы и предметы. Пусть этот показатель будет равняться 200 килограммам на 1 м². От предыдущего показателя (500кг/м²) нужно отнять полученный (200кг/м²). В результате получится показатель в 300 м². Но и это ещё не всё.

Расчёт нагрузки

Схема устройства пустотной плиты с наличием гидроизоляции

Теперь от этого показателя необходимо отнять вес мебели, отделочных материалов, вес людей, которые постоянно будут находиться в помещении или в доме. «Живой вес» и все элементы, их нагрузка, пусть составляет 150 кг/м². От 300 необходимо отнять 150. В результате всего и получится оптимально допустимый показатель, обозначение которого составит 150 кг/м². Это и будет оптимальная нагрузка.

Звукоизоляция межэтажных перекрытий при новом строительстве

Широкое распространение продукция HOTROCK получила в строительстве коттеджей по каркасной технологии.

Гарантировать акустический комфорт в каркасных домах из дерева или металла (ЛСТК) можно на стадии строительства. Нормативами предусмотрена толщина балок перекрытия этажей в 150 — 200мм. Укладка звукоизоляционного материала такой толщины обеспечит снижение звукового, структурного и ударного шума до минимальных значений.

Работы по шумоизоляции при каркасной технологии не требует специальных навыков. Единственное требование — укладка пароизоляционной мембраны под минеральную вату и сверху. Пароизоляционный материал сохранит базальтовый изолятор HOTROCK сухим, обеспечив его рабочие характеристики на протяжении всего срока службы.

Перекрытия в доме из СИП панелей

Установленные СИП панели Технология возведения малоэтажных архитектурных жилых строений предоставляет возможность создавать здания не только с конфигурацией любой сложности, но и различной этажности. К тому же межэтажные конструкции можно обустраивать несколькими способами.

Процесс создания перекрытия не так уж сложен, если понять технологию возведения дома из сип-панелей. Первый этаж считается построенным, когда по всему его периметру установлены конструктивные плиты. По верху они «обвязываются» специальными досками. Это дает возможность обеспечить довольно хорошую жесткость и прочность возводимого дома.

Поэтому для обустройства межэтажной конструкции достаточно уложить сип конструктивы. Главное, чтобы их длина позволяла перекрывать ширину пролета. В стандартном исполнении перекрытие собирается из панелей по технике «шип-паз». А по его периметру закладываются доски специальной формы.

Перекрытия в доме из СИП панелей

Но если требуется обеспечить достаточно высокую надежность межэтажной конструкции, то в местах соединения «шип-паз» дополнительно устанавливаются деревянные брусья.

На заметку!Довольно часто после завершения обустройства межэтажной конструкции по ее периметру снизу устанавливаются дополнительные брусья. При этом их непременно связывают с уже установленными опорами. Перекрытие данного типа способно выдерживать тяжелую корпусную мебель, расположенную на втором этаже.