Mebelgeometry.ru

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

Расчет опирания плит перекрытия

Содержание

Установка железобетонных изделий, специализированных с целью постройки горизонтальных несущих, также отгораживающих систем, обязана осуществляться в жестком согласовании со строительными общепризнанными мерками, также инструкциями. Но одним из более значимых условий считается опирание плит перекрытия на стены в соответствии с СНиП. В этой статье будут представлены характерные черты укладки и величина нахлёста на несущие стеновые системы с использованием различных материалов.

В каких случаях нужно именно устройство монолитных перекрытий

Монолитное железобетонное перекрытие является самым надежным, но и самым дорогим из всех существующих вариантов. Следовательно, необходимо определить критерии целесообразности его устройства. В каких же случаях целесообразно устройство монолитных перекрытий?

  1. Невозможность доставки/монтажа сборных железобетонных плит. При условии осознанного отказа от других вариантов (деревянное, облегченное Terriva и т.п.).
  2. Сложная конфигурация в плане с “неудачным” расположением внутренних стен. Она в свою очередь не позволяет разложить достаточное количество серийных плит перекрытия. То есть требуется большое количество монолитных участков. Затраты на подъемный кран, и на опалубку не рациональны. В этом случае лучше сразу переходить к монолиту.
  3. Неблагоприятные условия эксплуатации. Очень большие нагрузки, крайне высокие значения влажности, не решаемые полностью гидроизоляцией (автомойки, бассейны и т.д.). Современные плиты перекрытия обычно выполняют предварительно напряженными. В качестве армирования применяют натянутые стальные тросы. Их сечение в виду очень высокой прочности на растяжение очень небольшое. Такие плиты крайне уязвимы для коррозионных процессов и характерны хрупким, а не пластичным характером разрушения.
  4. Совмещение функций перекрытия с функцией монолитного пояса. Опирание сборных железобетонных плит непосредственно на кладку из легких блоков, как правило, не допускается. Необходимо устройство монолитного пояса. В тех случаях, когда стоимость пояса и сборного перекрытия идентична или превышает цену монолита, целесообразно остановиться именно на нем. При опирании его на кладку с глубиной, равной ширине пояса, устройство последнего обычно не требуется. Исключение могут составить сложные грунтовые условия: просадочность 2-го типа сейсмическая активность закарстованность и т.д.

Этап 2. Определение размеров плиты, класса арматуры и бетона

Без наличия этих параметров (а они нам неизвестны по определению) нами не будет выполнен расчет. Исходя из этого, неизвестные значения нами будут заданы самостоятельно.

Зададим параметры плиты: высота h=10 см; ширина b=100 см. Данная условность поможет определить значение 1 расчетного метра. Опираясь на это, при изготовлении плиты (к примеру) длиной 4 и шириной 6 метров, для каждого из 6 метров предстоит принять параметры, определенные для одного расчетного метра.

Итак, нами были приняты значения высоты h=10см, ширины b=100 см, а также класс бетона B20 и арматуры А400.

Способы установки

Существует 3 основных способа опирания пролётных конструкций на стены, каждый из которых имеет как преимущества, так и недостатки:

    По двум сторонам – плита работает по классической балочной схеме, как изгибаемый элемент, под действием постоянных и временных нагрузок. Подходит для монтажа в любом помещении.

Плюсы: конструкция поддаётся элементарному расчёту, исключающем ошибки при подборе типа перекрытия.

Минусы: повышенное значение опорных реакций приводит к необходимости обеспечения глубокой заделки пролётного элемента в стену для увеличения площади контакта.
По трём сторонам. Конструкция используется при необходимости формирования двухсветного пространства в высоком помещении, либо при устройстве лоджии в плоскости фасада здания. Существует 2 подвида такого опирания:

  • По двум коротким и одной длинной стороне.
  • По двум длинным и одной короткой стороне.

Плюсы: в обоих случаях площадь контакта увеличивается, по сравнению с опиранием по 2 сторонам. Соответственно, давление от веса плиты на 1 см2 снижается, и глубину заделки допускается уменьшить.

Минусы: перекрытие перестаёт подчиняться линейной зависимости при расчёте по 2 группам предельных состояний.

При опирании возникают неравномерные прогибы, когда одна длинная сторона полностью лежит на опоре, а вторая выполняет роль пролётной конструкции, деформируясь под нагрузкой. Если рядом с такой плитой лежит элемент перекрытия, опёртый по 2 сторонам, то разница в прогибах может быть заметна невооружённым глазом.
По четырём сторонам – плита накрывает единой конструкцией всё пространство комнаты. Применяется, когда к помещению предъявляются особые требования (например, по обеспечению герметичности перекрытия).

Плюсы: минимальное давление на опоры исключает локальное смятие. Допускается уменьшение площади контакта перекрытия со стеной.

Минусы: при соотношении сторон плиты a/b или b/a Как составляется схема?

При оформлении рабочего проекта жилой комнаты или общественного здания, схема опирания плит перекрытий зависит как от расчётных, так и от конструктивных и функциональных параметров.

Читать еще:  Как усилить балки перекрытия в деревянном доме?

При создании чертежа с раскладкой ЖБИ плит, проектировщик принимает во внимание следующие факторы:

  • Требования нормативной документации.
  • Толщина стеновых конструкций. Например, при толщине внутренней кирпичной стены 250 мм, опёртое по контуру перекрытие допускается заделывать только на 40 мм.

Однако, если конструктивная схема предусматривает опирание плит с обеих сторон стены, то суммарная глубина заделки составит 80 мм.

В результате, на торце вертикальной конструкции останется технологический зазор 170 мм, а для формирования монтажного стыка достаточно 20 – 30 мм. Это приводит к тому, что проектировщик искусственно увеличивает глубину заделки во избежание появления свободного пространства.

  • Материал несущих стен. Если верхние венцы каменной кладки объединяются монолитным ЖБ поясом, то его однородная структура позволяет выдержать требования СНиП. Когда опирание происходит на кирпичную или крупноблочную конструкцию, человеческий фактор может повлиять на её местную прочность, в результате чего заделку следует выполнять с превышением нормативных требований – до 120 мм.
  • Пролёт плиты перекрытия. Здесь следует учесть, что при устройстве протяжённой плиты (6 м и более) величина прогиба может достигать 30 – 40 мм, из-за чего изделие деформируется, и площадь контакта со стеной может уменьшится. В связи с этим, следует искусственно увеличить глубину заделки перекрытия.
  • Наличие эффективной теплоизоляции. Условие касается опирания на несущую часть наружной стены. Плита перекрытия должна находиться в пределах тёплого контура здания, во избежание образования мостиков холода. Поэтому, опирание следует предусмотреть таким образом, чтобы теплоизоляционный слой не стал тоньше.
  • Сейсмическая активность местности, где производятся монтажные работы – для таких перекрытий предусматривается увеличение площади опирания, а также закладные детали для организации сварных швов.
  • 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.

    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.

    Некоторые нюансы

    Есть примечание к значениям в таблице, пример которой содержится в материале. Если сбор нагрузок для расчета выполняется не профессиональными проектировщиками, рекомендуется занижать значения сжатой зоны ER приблизительно в 1,5 раза.

    Дальнейший расчет будет производиться с учетом a = 2 см, где a – расстояние от низа балки до центра поперечного сечения арматуры.

    При E меньше/равно ER и отсутствии арматуры в сжатой зоне бетонную прочность следует проверять согласно следующей формуле:

    Как можно опирать сборные плиты перекрытия

    1) Классический способ опирания плиты: по двум сторонам.

    Здесь все выдержано в лучших традициях: плита изгибается под весом нагрузки, рабочая арматура подхватывает напряжения изгиба, и если нагрузка не превышает несущей плиты, никакого разрушения не происходит – все работает по плану.

    2) Опирание плиты по трем сторонам (двум коротким и одной длинной).

    Этот способ опирания называется еще опиранием с задвижкой плиты на стену. Его допускается применять, когда по ширине пролета плиты не размещаются, а монолитный участок делать нецелесообразно. По сравнению с предыдущим вариантом этот вариант для работы плиты похуже, но в принципе, он не запрещен. Главное помнить: желательно плиту по длинной стороне не заводить в стену глубже, чем на высоту плиты (при высоте плиты 220 мм плиту не опирать глубже, чем на 220 мм), чтобы не образовалось защемление. Что такое защемление, и чем оно вредно для сборных плит, будет рассмотрено в статье чуть дальше.

    В данном случае изгибается не вся плита, а только свободный ее край. Но все равно при этом в работу вступает продольная рабочая арматура и подхватывает растягивающие напряжения – просто не во всей плите, а в ее части.

    Параметры монолитной плиты ↑

    Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.


    Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

    Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

    Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

    Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

    Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

    Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln 2 /8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

    Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

    Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

    Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

    Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

    Как выбрать сечение арматуры ↑

    В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

    Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

    В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой Аn = M/bh 2 nRb. Соответственно получим:

      А01 = 0.0745 А02 = 0.104

    Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

      Fa1 = 3,275 кв. см. Fa2 = 3,6 кв. см.

    Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

    Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

    Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

    Подводим итоги

    При выполнении монтажных работ по установке плит необходимо обеспечивать величину опорной поверхности, регламентированную строительными нормами. Следует ориентироваться на результаты предварительно выполненных расчетов. При индивидуальном строительстве можно использовать табличные параметры, которые многократно проверены в условиях практической эксплуатации. Соблюдение указанных требований позволит обеспечить несущую способность строений в течение длительного времени.

    Обследование и расчёт монолитной железобетонной плиты перекрытия

    Цель выполнения настоящего расчета — определение фактической несущей способности монолитной железобетонной плиты перекрытия подвала над комнатой отдыха жилого дома.

    При расчете учитывались следующие исходные данные и предпосылки:

    — со слов Заказчика, плита перекрытия армировалась и бетонировалась как единая конструкция сразу над всем подвалом. Однако, поскольку наверняка установить факт наличия правильного армирования плиты над опорой (средней стеной) на настоящий момент невозможно, расчет плиты перекрытия выполнен без учета ее неразрезности, что идет в запас прочности, поскольку фактические изгибающие моменты, действующие в пролете плиты будут ниже;
    — по результатам осмотра жилого дома, монолитная железобетонная плита перекрытия подвала выполнена опертой на стены подвала по контуру. Однако, участок плиты перекрытия над комнатой отдыха условно рассчитывался как балка шириной 1,0 м на двух опорах (продольных стенах помещения), как худший случай работы плиты;
    — расчетный пролет: расстояние в свету между продольными стенами помещения составляет 5130 мм (см. схему на рис. 1). Опирание плиты перекрытия выполнена на всю толщину стен здания.

    Расчетный пролет, на который выполнялись дальнейшие вычисления принят равным 5,4 м;
    — толщина плиты перекрытия: 200 мм;
    — материал плиты перекрытия: бетон, по результатам выполненных испытаний, бетон плиты перекрытия соответствует классу В25, Rb = 14,5 МПа.
    — рабочая арматура плиты перекрытия: армирование плиты перекрытия, расстояние между стержнями и величина защитного слоя бетона принималось со слов Заказчика, а также по результатам определения шага и защитного слоя бетона неразрушающим методом. Армирование выполнено из стержней периодического профиля диаметром 12 мм, уложенных в двух направлениях с размером ячейки 200х200 мм в два слоя (около нижней и верхней зоны плиты). Для расчета принято армирование из ф12 А400, шаг стержней 200 мм, As = 565 мм2, Rs = 350 МПа. Расстояние от нижней грани плиты перекрытия до центра тяжести нижней рабочей арматуры: принято по результатам определения армирования неразрушающими методами а = 38 мм. Расстояние от верхней грани плиты перекрытия до центра тяжести верхней арматуры принято аналогичным нижней арматуре;
    — при расчете плиты перекрытия учитывались нагрузки от следующих слоев: цементно-песчаная стяжка толщиной 100 мм, фактически выполненная на момент расчета, покрытие пола из керамогранита (на момент выполнения расчета не выполнено, принято со слов Заказчика), также учтена отделка потолка в виде штукатурного слоя из цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм, как наиболее тяжелый возможный вид отделки. Полезная нагрузка и коэффициенты надежности по нагрузке принимались по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (актуализированная редак-ция СНиП 2.01.07-85*).

    Расчет монолитной железобетонной плиты

    Вывод по результатам расчета

    При расчете монолитной железобетонной плиты перекрытия подвала над комнатой отдыха на принятую нагрузку, расчетные изгибающие моменты превышают предельный момент, который может быть воспринят сечением плиты.

    Рекомендации по дальнейшей эксплуатации плиты перекрытия подвала

    Поскольку при выполнении расчета выявлено превышение расчетных изгибающих моментов, действующих в плите перекрытия на рассчитанном участке предельного момента, который может быть воспринят сечением плиты, рекомендуется выполнить одно из следующих мероприятий:

    • возведение несущей стены под плитой перекрытия в середине пролета (или по возможно-сти ближе к середине пролета), при этом обеспечить передачу нагрузки от плиты перекрытия на эту стену;
    • подведение разгружающей балки (балок) под плиту перекрытия, при этом необходимо обеспечить включение этих балок в работу;
    • усиление плиты перекрытиядругим способом (например — устройство дополнительного армирования снизу плиты с последующим обетонированием и др.).

    При выборе конкретного способа усиления плиты перекрытия подвала необходимо предварительно проверить принятое решение расчетом.

    Пример правильного опирания

    Еще на стадии проектировки рассчитывается подходящая глубина опирания плиты в соответствии с используемыми материалами, величиной нагрузок и другими параметрами. Глубина рассчитывается так, чтобы не допустить разрывов плиты и предотвратить возможное негативное воздействие на несущие стены.

    Для примера рассмотрим установку плиты перекрытия на стену, сложенную из крупноформатного керамического блока, общая толщина несущей конструкции составляет 380 мм. Используется пустотная плита, глубина опирания на стену составит стандартные 120 мм. Обязательно предусматривается пустое пространство, в котором останется воздушная прослойка.

    Стена будет иметь следующую структуру:

    • Пустотелый крупноформатный керамический кирпич.
    • Слой утеплителя.
    • Воздушная прослойка.
    • Плита перекрытия, сверху и снизу защищенная слоем рубероида для изоляции.

    Железобетонная плита устанавливается на бетонный армирующий пояс, обеспечивающий прочность опоры и равномерное распределение нагрузок. В результате перекрытие будет установлено на прочное основание, а глубина будет оптимальной для максимально долгого использования без повреждений. Правильный монтаж перекрытий – необходимое условие долговечности и надёжности любого здания.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector