Mebelgeometry.ru

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

Сосредоточенная нагрузка на плиту перекрытия

Самостоятельный расчет плиты перекрытия: считаем нагрузку и подбираем параметры будущей плиты

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 такие важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

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!

Виды и особенности пустотных плит

Многопустотные ЖБИ для горизонтальных ограждающих и несущих конструкций по технологии производства бывают такого типа:

  • ПК – характеризуется применением опалубочного метода формования, при котором заливка бетона осуществляется в специальные формы, имеющие стандартные размеры.
  • ПБ – применяется методика непрерывного безопалубочного формования, при котором получается плита-полуфабрикат большой длины, разрезаемая на элементы заданных габаритов после того, как бетон наберет необходимую прочность.

По толщине ЖБИ подразделяются на такие разновидности:

  • Стандартные — ПК и ПБ с толщиной 220 мм.
  • Облегченные ПНО (производство осуществляется по опалубочной технологии), 1,6ПБ и 3,1ПБ (производятся по современному безопалубочному методу) с толщиной 160 мм.

Друг от друга плиты ПК и ПБ отличаются такими аспектами:

  • Внутреннее армирование – благодаря конструкции армирующего каркаса в изготовленных безопалубочным методом изделиях оказывает возможным резание их под углом от 0 до 180°. Однако лучше всего, если данная процедура будет осуществляться в заводских условиях. Противопоказано разрезание ПК, так как это может стать причиной нарушения несущей способности плиты.
  • Конфигурация продольных технологических отверстий – выполненные по опалубочной технологии изделия характеризуются большими и круглыми пустотами, что делает возможным прокладку инженерных коммуникаций внутри них (например, канализационных стояков).
  • Качество поверхности – благодаря новой технологии изготовления плиты ПБ обладают идеальной геометрией и более качественной поверхностью без сколов и наплывов. Кроме того, можно позволяет сэкономить на последующих отделочных работах.

В каких случаях необходимо выполнять расчет на продавливание?

1) Если на плите (будь то фундамент или перекрытие) есть сосредоточенная нагрузка – опирается какая-то стойка, оборудование установлено и т.п. В этом случае эта сосредоточенная нагрузка служит продавливающей силой, и чем меньше площадь ее опирания, тем больше вероятность риска продавливания.

2) Если плита опирается на колонну или фундаментная плита – на сваю. В этом случае нагрузка от плиты концентрируется на опоре, и реакция этой опоры служит продавливающей силой, пытающейся выдавить вверх пирамиду из плиты.

3) Если в плитном ростверке колонна опирается где-то между сваями. Здесь, как и в первом случае, нагрузка от колонны служит продавливающей силой.

4) В расчете столбчатого фундамента под колонну подошва также проверяется на продавливание от действия нагрузки от колонны. Обычно в ходе расчета на фундаменте наращиваются ступени до тех пор, пока не будет удовлетворено условие по продавливанию.

Рассматривать расчет на продавливание мы будем на основании п. 3.96 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84. Обратите внимание, что если считать по российскому пособию к СП 52-101-2003, то там будут другие формулы, и расчет несколько отличается.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

  • небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
  • уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
  • способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
  • повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
  • возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
  • многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.
Читать еще:  Как правильно разложить плиты перекрытия?

К преимуществам изделий также относятся:

  • возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
  • повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
  • стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
  • возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
  • ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Изделия не подвержены усадке, имеют минимальные отклонения размеров и устойчивы к воздействию коррозии.

Пустотные плиты перекрытия

Имеются также и недостатки:

  • потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана;
  • необходимость выполнения прочностных расчетов. Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий.

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

  • начертить пространственную схему здания;
  • рассчитать вес, действующий на несущую основу;
  • вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Определяя массу, необходимо просуммировать вес стяжки, перегородок, утеплителя, а также находящейся в помещении мебели.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК 60.15-8, которая весит 2,85 т:

  1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м 2 .
  2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
  3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
  4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
  5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.

Многопустотная плита перекрытия ПК 60.15-8

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м 2

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК 23.15-8 весом 1,18 т:

  1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м 2 .
  2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
  3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
  4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м 2 .
  5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
  6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Фактическая нагрузка на квадратный метр определяется путем деления полученного значения на площадь 890 кг:3,45 м2= 257 кг. Это меньше расчетного показателя, составляющего 800 кг/м2.

Как рассчитывать допустимую нагрузку

Для проверки, выдержит ли выбранная плита внутренние элементы, вычитают из проектных значений разные виды нагрузок:

  • собственную массу изделия на м 2
  • оформление напольного покрытия (стяжки, утеплители, декор)
  • привнесенную статическую нагрузку (мебель, техника)
  • динамическую нагрузку (люди, животные)

Сортамент пустотных плит перекрытия содержит множество изделий, нужно рассчитать оптимальное заполнение проема с учетом массы плит и нагрузок.

Пример расчета веса внутренней стены:

800 кг/м 2 — 300 кг/м 2 (вес конкретной плиты по ГОСТу) — 150 кг/м 2 (максимальный вес стяжки, утеплителя и напольного покрытия по СНиП) – 150 кг/м 2 (минимальные нормы на привнесенную статическую и динамическую нагрузку) — 200 кг/м 2 .

Итоговая цифра означает максимально допустимый вес планируемых конструкций. Располагать их следует ближе к торцам плит. Важно помнить, что постоянные статические нагрузки скапливаются и могут привести к прогибу изделия, поэтому лучше не достигать максимума.

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:

Советы и рекомендации

Если известны все необходимые исходные данные, конечно, сориентироваться и сделать расчет нагрузки по формулам не составит труда. При этом стоит обратить внимание на существование нескольких характеристик нагрузок. Одной из самых важных является – продолжительность нагнетания:

  • Временная
  • Постоянная
Читать еще:  Как просверлить плиту перекрытия под канализацию?

К постоянным нагрузкам относится мебель, люди и крупная бытовая техника. Помимо этого, стоит учесть, на плиту перекрытия постоянно давит основа несущей конструкции.

Временными нагрузками считаются те, которые появляются на непродолжительное время, при строительстве дополнительных конструкций.

Конструкционные особенности

Несущая способность плит перекрытия определяется в процессе их изготовления. В первую очередь, этот показатель зависит от выбранной марки цемента. Например, название популярной марки М400 означает, что готовое изделие может выдерживать вес, равный 400 кг на 1 см2 в секунду.

Это изначальная предельная нагрузка. То есть изделие способно выдержать данный вес какое-то время. Постоянное значение должно быть меньше этого показателя.

Для того чтобы увеличить несущую способность железобетонной плиты, применяют армирование с использованием стали марки А3 или А4. Армированные изделия могут выдерживать более высокий сбор нагрузок, не прогибаясь и не провисая.

На торцах, которые непосредственно соприкасаются со стенами, обычно применяется двойное армирование. Обладая усиленной прочностью, торцы легко выдерживают вес тех стен, которые расположены выше. Нагрузка на стены при этом также равномерно распределяется.

Особенности конструкции плит

Перед приобретением плит перекрытий необходимо определить проектную несущую способность и размеры изделий, выбирая ЖБИ по расчетным параметрам. Производство панелей перекрытий осуществляется на основе легкого конструкционного бетона плотной структуры, а также тяжелого силикатного бетона.

Конструкция изделий предусматривает усиление в виде армирования, которые выполнено в виде арматурных каркасов из стрежней классов А1 и А3. В зависимости от вида и схемы армирования плитные элементы могут применять для различных целей. При этом устойчивость и прочность сооружении будет зависеть от вида моделей плит, их конструкции, схемы опирания, несущей способности. Изделия с завода изготовителя различаются меду собой по методу стыковки с прочими несущими конструкциями и относительной толщине.

В процессе изготовления ЖБИ задействуется бетон с классом не менее В15. При этом для прочности плита может армироваться как обычным, так и заранее напряженным металлом. Конструктивно панели могут быть как сплошными, так и с наличием внутренних технологических пустот.

Глубина и нахлест (СНиП)

В Пособии по проектированию жилых помещений (СНиП 2.08.01-95) так описано минимальное опирание плит перекрытия.

Когда ЖБИ сплошного сечения укладываются на основания из бетона или на армопояс:

  • при четырех сторонах опоры или двум длинным и одной короткой — 40,0 мм;
  • когда при перекрытии пролетов, не превышающих 4,2 м, и использовании двух точек опоры или двух коротких и одной длинной — 50,0 мм;
  • если длина пролета превышает 4,2 м и используются две опоры — 70,0 мм.

Для многопустотных ЖБИ, как правило, минимальная опора плит перекрытия равна 120,0 мм.

Как правильно рассчитать нагрузки на полы?

Проектирование – это крайне ответственный этап строительства здания или конструкции. Именно на этом этапе определяется надежность структурных элементов и их долговечность. Ошибки при проектировании могут стать причиной появления критических дефектов и не позволить нормально эксплуатировать объект. В полной мере это относится и к проектированию бетонных полов.

К сожалению, многие проектировщики ошибочно не выделяют полы в особый вид конструкций и применяют к ним те же подходы, что и к фундаментам или другим бетонным элементам. В результате бетонная плита пола может быть запроектирована, как с избыточным запасом прочности (то есть может быть неоправданно дорогой и материалоемкой), так и наоборот – недостаточно надежной. И хотя полы не относятся к разряду ответственных конструкций, их прочностные характеристики важны для безопасной и эффективной эксплуатации объекта строительства в будущем.

Особенно важным в этой связи является определение воздействий и нагрузок, которым будет подвергаться бетонный пол. Характер воздействий, в первую очередь, повлияет на выбор покрытия пола, и этот вопрос заслуживает отдельного рассмотрения. Однако и с определением нагрузок возникает ряд спорных моментов, причем трудности зачастую возникают даже у опытных проектировщиков.

Равномерно распределенная нагрузка

Наиболее частой ошибкой при проектировании полов является принятие за отправную точку равномерно распределенной нагрузки. Эта характеристика выражается в ньютонах или килограммах на метр квадратный, а также паскалях. Эту величину принято закладывать в расчеты плит перекрытий или использовать при проектировании фундаментов зданий, однако следует с осторожностью использовать в случае полов. Строго говоря, распределенной нагрузкой является нагрузка от предметов непосредственно лежащих на полу, например, листов металла или фанеры, хранящиеся навалом сыпучие материалы. В более общем случае за такую нагрузку принимают и находящиеся на полу предметы, занимающие значительную площадь и имеющих большое количество зон контакта с полами. Примером последнего могут служить хранящиеся на полу склада паллеты , также к равномерно распределённой нагрузке относят и пешеходов.

Читать еще:  Укладка плит перекрытия на газосиликатные блоки

Тем не менее, нередко приходится сталкиваться со случаями, когда нагрузки в виде МПа/м2 указываются для склада со стеллажным хранением. Налицо неверный подход, при котором инженер делит сумму всех складских или производственных нагрузок на площадь. Иногда встречаются случаи, когда берется несущая способность стеллажа и делится на площадь, которую он занимает. Расчеты, выполненные на таких исходных данных, скорее всего, будут в корне неверными.

Сосредоточенная нагрузка

Дело в том, что в случае стеллажного складирования имеет место не распределенная нагрузка, а сосредоточенная (или точечная). Товары размещаются на многоярусных стеллажах, которые в свою очередь имеют небольшую площадь опирания на полы. Это создает очень серьезные нагрузки на плиты полов.

Как правильно посчитать сосредоточенную нагрузку?

За значение сосредоточенной нагрузки принимается давление под сдвоенной пяткой стеллажа. Сдвоенная опора находится между секциями стеллажа, и на нее приходится вдвое большая нагрузка, нежели на торцевые опоры. Для правильного расчета нагрузки нужно взять суммарную номинальную вместимость всех ярусов стеллажа, кроме напольного, и разделить на два. Рассмотрим пример: имеется стеллаж с пятью ярусами (напольный ярус не учитывается), на каждом из которых может храниться 3 паллета массой 1.200 кг:
5 х 3 х 1,2 = 18 тонн
То есть на каждой секции хранится до 18 тонн груза.

Этот вес распределяется между четырьмя опорами, однако на опоры между секциями приходят нагрузки сразу с двух сторон. Таким образом, нагрузка на каждую опору составит 9 тонн (см. иллюстрацию).

При передаче данных инженеру-проектировщику следует также указать размер пятки опоры стеллажа, поскольку пятка размерами 110х110 мм создает при равной нагрузке почти вдвое большее давление на полы, чем пятка 150х150 мм.

Также большое влияние имеет расстояние между смежными рядами стеллажей.

Такой же подход к определению нагрузок используют и применительно к производственному оборудованию, если оно устанавливается непосредственно на полы. Вес станков и производственных линий распределен между стойками и опорами, поэтому представляет собой сосредоточенную нагрузку.

В случаях высотного складирования нагрузки на одну опору могут достигать 10-12 тонн. В таких ситуациях допускается использование понижающего коэффициента, учитывающего степень заполняемости склада.

Другие виды нагрузок

Также в целях проектирования принято выделять и другие виды нагрузок на полы.

Колесная нагрузка – создается транспортными средствами, заезжающими на полы и перемещающимися по ним. Для правильной спецификации этих нагрузок необходимо знать распределение веса между осями транспортного средства и размер пятна контакта колеса с поверхностью. Также важно знать, парные ли колеса, какое расстояние между ними во всех направлениях. Хотя этот тип нагрузок схож с точечными, они обладают отличительной особенностью – динамикой. То есть при движении происходит приращение воздействующей на полы силы, что должно найти свое отражение в проектных расчетах.

Линейная нагрузка

Отдельные виды систем хранения грузов имеют вытянутые и узкие опоры, что позволяет рассматривать их как линейную нагрузку. В техническом задании на проектирование необходимо указать геометрические параметры этих опор, расстояния между ними и, естественно, массу складируемых на них товаров или материалов. Находящиеся непосредственно на полу рельсы тоже создают этот тип нагрузки, и к ним применяются те же подходы.

Специфика нагрузок, имеющих место на предприятии, неотделима от понимания технологических процессов и характеристик используемого оборудования. Если Вы испытываете трудности с описанием нагрузок на Вашем объекте, Вы можете обратиться в компанию «Би Райт» за консультацией, и наши специалисты по проектированию полов помогут Вам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector