Mebelgeometry.ru

Мебельная геометрия
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нормативная нагрузка на перекрытие жилого дома

Нормативная нагрузка на перекрытие жилого дома

Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).

Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].

Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:

1. Определение веса «пирога» перекрытия.

В «пирог» входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).

Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.

2. Определение временной нагрузки.

К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.

3. Определение расчетной нагрузки.

Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов — это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 — 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.

4. Сложение.

В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.

В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.

Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.

А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.

Требования к межэтажным перекрытиям

Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.

Перед работой советуем ознакомиться с материалами, изложенными в СНиП II-25–80 (СП 64.13330.2011), там много полезной информации.

Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.

Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элементы конструкцийПредельные прогибы в долях пролёта, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий1/250
2. Балки чердачных перекрытий1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги1/200
б) балки консольные1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)1/300
г) плиты1/250
д) обрешётки, настилы1/150
4. Несущие элементы ендов1/400
5. Панели и элементы фахверха1/250
Примечания:
1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта.
2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.

Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.

Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:

1. Многопустотная железобетонная плита — 220 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) — 30 мм.

3. Утепленный линолеум.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

Читать еще:  Перекрытие погреба из асбестоцементных труб

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.

— железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм

— цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм

Информация модели плиты перекрытия, ее конструкционных особенностях приводится для каждого изделия в маркировке, которая представлена в виде комбинации из букв и цифр. Первые буквы обозначает марку ЖБИ, после чего приводятся последовательно данные о длине и ширине панели, которая указывается дециметрах. Последняя цифра в маркировке отражает несущую способность, которая приводится в сотнях килограмм на квадратный метр.

Помимо этого в маркировке может приводиться информация о виде рабочей арматуры нижней зоны, наличии монтажных петель, а также наличии выборок бетона в верхнем поясе.

Таким образом, обозначение ПК-72-15-8 присваивается многопустотным изделиям длиной 7200 мм и шириной 1500 мм и несущей способностью 800 кг/м2.

Какие виды нагрузок оказывают воздействие на изделие?

Нагрузки на горизонтальные несущие конструкции формируются за счет массы отделочных и строительных материалов, а также вследствие внешних воздействий (снег, ветер и т.д.). Сбор воздействующих нагрузок является важной процедурой в рамках проектирования домов.

На перекрытие оказывают воздействие две основные разновидности нагрузок:

  • Постоянные – оказывают воздействие в течение всего эксплуатационного срока (масса всех расположенных выше строительных конструкций, инженерного оборудования и коммуникаций, отделочных материалов).
  • Временные – обусловлены определенными воздействиями (ветровые, снеговые, нагрузки от перемещения предметов или людей в здании).

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07–85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материалаПлотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист750
Базальтовая вата (минеральная)50–200 (от степени уплотнения)
Берёза620–650
Бетон2400
Битум1400
Гипсокартон500–800
Глина1500
ДСП1000
Дуб655–810
Ель420–450
Железобетон2500
Керамзит200–1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон1800
Кирпич полнотелый1800
Линолеум1600
Опилки70–270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой14 кг/м 2
Пенобетон300–1000
Пенопласт60
Плитка керамическая18 кг/м 2
Рубероид600
Сетка проволочная1,9–2,35 кг/м 2
Сосна480–520
Сталь углеродистая7850
Стекло2500
Стекловата350–400
Фанера клееная600
Шлакоблок400–600
Штукатурка350–800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

2. Переменная нагрузка

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

3. Суммарная нагрузка

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

  • 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
  • 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2 ) приведен в таблице 3.

Таблица 3

МатериалОбъем, м 3Плотность, кг/м 3Масса, кгУдельная нагрузка, кг/м 2
Брус (сосна)9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455500222,7514,85
Доска (сосна)15 х 0,04 = 0,650030020,0
Фанера15 х 0,01 = 0,15600906,0
Линолеум15 х 0,005 = 0,07516001208,0
Минвата15 х 0,12-0,405 = 1,395100139,59,3
Итого:58,15
С учетом k = 1,270
Читать еще:  Запас прочности плиты перекрытия

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м 2 .

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м 2 .

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

  • h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
  • qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
  • L — длина балки, L = 330 см;
  • Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
  • J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

  • h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

1) Общие положения
Расчет деревянных элементов стропильной системы проведен в соответствии с СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» [3].
Проверено выполнение следующих требований СП 64.13330.2011 [3]:

(расчет по первой группе предельных состояний: п.6.17 [3])

где сигма max– максимальное нормальное напряжение в опасном сечении балки;
Rс – расчетное сопротивление древесины при сжатии.

  • f ≤ [f] (расчет по второй группе предельных состояний)
    где f max – максимальный прогиб стропильной ноги;

[f] – предельный прогиб стропильной ноги.

В расчетах принята древесина второго сорта со следующими прочностными и деформационными характеристиками: Rс=14 МПа; Е=1·104 МПа.

Нормативное и расчетное значения нагрузки на 1 м2 балок (gн, gр) приняты по результатам сбора нагрузок (см. соответствующий пункт). Геометрические характеристики балок (расчетный пролет lр, средняя грузовая полоса балки aср.) приняты на основе обмеров.

Геометрические характеристики сечения балок (Iy, Wy) вычислены по общим правилам Сопротивления материалов для данного профиля сечения:

– для прямоугольного сечения (черепные бруски в запас не учитывались).

Наибольшие внутренние усилия (изгибающий момент Mmax, поперечная сила Qmax) и прогиб балки fmax определены с помощью вычислительного комплекса SCAD. Предельный прогиб [f] вычислен в соответствии с Таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 [1] и Таблицей 19 СП 64.13330.2011 <3>в зависимости от пролета балки (выбрано наименьшее значение).

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.

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.

Шаг 4. 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 и других технологических факторов, даже так называемой активности цемента.

Читать еще:  Как правильно усилить балку перекрытия?

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.

На возведении жилых и промышленных комплексов используются такие плиты перекрытия:

  • Полнотелая. Отличительная особенность – более надежно предохраняет сооружения, дома от деформаций и трещин. Кроме этого, обладает превосходными звукоизоляционными качествами. Толщина панелей – от 16 см.
  • Пустотная. Эта разновидность панелей широко применяется на монтаже кирпичного или бетонного строения. А также на тех зданиях, где используются стеновые блоки; как правило, идут они на междуэтажные перекрытия. Поскольку в основе это не монолитная конструкция, то имеет повышенную тепло- и звукоизоляционную степень.
  • Ребристая. Наиболее популярна при монтаже кровель различных сооружений промышленного типа. Часто используют для возведения складских помещений, удобна при гаражном либо ангарном строительстве – неотапливаемых и крупногабаритных объектов.
  • Монолитная. Данная разновидность перекрытий тоже относится к разряду прочных, поскольку отличается способностью вынести очень высокую силовую нагрузку. Для производства используются железобетонные (сплошное армирование) конструкции. Популярны на возведении многоэтажных строений.
  • Сплошная доборная. На производство таких плит идет бетон более высокого типа прочности. Повышенная плотность панелей позволяет им выдерживать значительные нагрузки. Они, как правило, применяются в качестве несущих.
  • Облегченная. Эта разновидность перекрытия отличается от других сравнительно небольшим весом. Обладает многопустотной структурой. Рекомендуется применять, когда фундамент не очень прочный, так как другие виды перекрытий будут оказывать более значительную дополнительную нагрузку. В качестве примера можно назвать полистиролбетонные плиты.

Кроме названных видовых разновидностей, существуют подразделения плит перекрытия по пустотной составляющей или ее отсутствии, толщине и т. п.

Для выпуска плит используется бетон разных марок, например, тяжелый, который предполагает большую нагрузку (с маркировкой «т»), идет на плиты многоэтажек. Также разделяется по классу арматура. Производство плит в РФ нормируется ГОСТом и другой документацией.

Преимущества и недостатки плит с полостями

При одинаковых с другими панелями габаритах у пустотелых есть масса положительных отличий:

  • Малая масса. При таких показателях они, тем не менее, считаются высокопрочными и без проблем соперничают с цельной разновидностью плит, которые, благодаря большей своей массе сильнее воздействуют на стены и фундамент объекта.
  • Низкая стоимость. В сравнение с аналогичными плитами цельного типа производство пустотелого перекрытия требует намного меньше бетонной смеси. Это позволяет снизить расценки при составлении сметы.
  • Высокая звуко-теплоизоляция помещения. Это становится возможным благодаря конструктивным отличиям, которые заключаются в присутствии продольных каналов в бетонной массе.
  • Особенности технологии производства. Возможно только промышленное изготовление плит, так как конструкторские и технические решения исключают кустарное.
  • Быстрый монтаж. Установка в отличие от цельной конструкции занимает меньше времени.
  • Габаритное разнообразие. Это дает возможность применения стандартизированных плит на строительстве усложненных перекрытий.

Важно! Плиты сейсмостойкие, их можно устанавливать даже в регионах до девяти бальной сейсмоактивностью!

Кроме этого, популярности продукции придает то, что конструктивные особенности позволяют прокладывать различные инженерные коммуникации в полостном пространстве. Они хороши для отделки, так как имеют ровную поверхность. Плиты вибростойки, не боятся температурных перепадов и сильной влажности.

На заметку! Изделия не усаживаются, коррозиеустойчивые, минимально отклоняются в размерах.

Недостатки тоже есть. Для установки понадобятся грузоподъемники или краны и соответственно – место для их размещения. А значит возрастут затраты. Помимо этого, такие плиты требуют точных расчетов по прочности и выдерживанию статических и динамических нагрузок.

Чтобы установить плиты, нужна формировка армопояса по верхнему стеновому уровню.

Расчет общей нагрузки на 1 м 2 грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R определяют по таблицам СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».

  1. Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м 2 =17 т/м 2 .
  2. Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R составляет 2,5 кг/см 2 , или 25 т/м 2 .

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector