Как рассчитать нагрузку на монолитную плиту перекрытия

Обследование и расчет несущей способности перекрытия 5-го этажа (железобетонных ригелей и ребристых плит перекрытия) в здании по адресу г. Москва, ул. XXXXXXX, д.7.

Строительная экспертиза

  • OOO “Стройэкспертиза”
  • Вакансии
  • Контроль качества строительства
  • Обследование кладки
  • Обследование конструкций
  • Объекты строительной экспертизы
  • Определение несущей способности
  • Определение причин залива
  • Оценка ущерба от залива
  • Приемка дома
  • Приемка квартир в новостройках
  • Приемка квартир в новостройках
  • Приемка квартиры
  • Приемка ремонта
  • Проведение обследования конструкций​​
  • Тепловизионное обследование
  • Экспертиза дорог
  • Экспертиза кровли
  • Экспертиза ремонта
  • Экспертиза строительных смет
  • Экспертиза строительства
  • Экспертиза технического состояния

Для чего нужен расчет монолитного перекрытия

От прочности стен зависит надежность всей конструкции здания, и этот факт неоспорим, но не меньшее значение для безопасности проживающих в частном доме (равно как и в многоквартирном) имеют перекрытия. Крепкий пол под ногами – это очень важно для того, чтобы чувствовать себя в помещениях комфортно. Но, если плиты из бетона на этапе проектирования вынуждают придерживаться определенных рамок, поскольку параметры их являются константой, то расчет монолитного перекрытия, наоборот, приходится делать, исходя из желаемой планировки дома. И ошибки при этом крайне нежелательны.

Для чего нужен расчет монолитного перекрытия

Калькулятор расчета толщины плиты Введите длину перекрытия Введите ширину перекрытия

Любое перекрытие способно выдержать только строго определенную (выраженную в килограммах) нагрузку на квадратный метр. Не зная эту величину, и превысив ее, к примеру, изменяя планировку путем установки перегородок, можно спровоцировать возникновение трещин в структуре бетона. Как следствие, залитое монолитное основание этажа будет ослаблено, и впоследствии может разрушиться. Во избежание расчет нужно делать так, чтобы иметь запас прочности перекрытия, принимая во внимание характеристики используемой марки бетона, диаметр и количество прутков для арматуры, и их суммарный вес.

Для чего нужен расчет монолитного перекрытия

В некоторых случаях для усиления монолитного наливного основания можно изготавливать схожим образом горизонтальные железобетонные балки под перекрытием, которые будут играть роль ребер жесткости. Для их расчета нужно лишь заранее определить габариты, которые складываются из высоты, ширины и длины. В этом и состоит основная разница между балкой и перекрытием, для расчета которого нужно использовать такие параметры, как площадь и толщина бетонной заливки. Далее мы рассмотрим основные нормы, которых следует придерживаться при заливке плит, чтобы их прочность была достаточно высокой.

Основные принципы укладки пустотных плит перекрытия

Базовые правила укладки плит перекрытия:

  1. Элементы сборного ЖБ перекрытия должны опираться на стеновые или фундаментные конструкции короткими сторонами.
  2. Перед монтажом пустоты на торцах требуется заделать специальными бетонными вкладышами либо легким бетоном М200 – это сделает плиты прочнее в узлах защемления стеной.
  3. На опоры требуется нанести строительный раствор. Марка – от М100 и выше, толщина слоя – от 20 мм.
  4. Плиту запрещается переворачивать. Чтобы конструкция выдерживала высокие нагрузки, в нижней плоскости плиты предусмотрено усиленное армирование, противостоящее растяжению. Неправильно установленная плита может переломиться в ходе эксплуатации. Нижняя поверхность ЖБ изделия (будущий потолок помещения) гладкая, верхняя – шершавая, неровная.
  5. Монтажные работы производятся силами трех-четырех человек, задействуется подъемная спецтехника. Один человек осуществляет крепление плиты к крановому крюку при помощи четырехветвевого стропа, двое других занимаются укладкой плиты на отведенное ей место и отцепляют строп. Если работы ведутся вне зоны обзора крановщика, дополнительно требуется человек, подающий команды оператору крана.
  6. Плиты укладываются максимально плотно. Если длина помещения не является кратной ширине элементов, оставшийся зазор между плитами перекрытия при укладке заделывают монолитным бетоном, предварительно установив опалубку.
  7. На заключительном этапе монтажа производят анкеровку ЖБ плит со стенами и между собой, чтобы обеспечить жесткость всей конструкции. Шаг установки анкеров на стенах – 2-3 метра. Перекрытие всего этажа должно представлять собой жесткий цельный диск, чтобы постройка была устойчива и максимально долго не разрушалась при высокой сейсмической активности.
Читайте также:  Расчетно-графическая работа-усиление ж/б балок с нормальными трещинами

Преимущества применения монолитной плиты

Монолитную плиту можно сделать любой формы.

Расстояние между опорными элементами (колонами, балками, стенами) при монолитном изготовлении плиты не имеет значения. Сборный каркас монтируется с учетом точных размеров, например, сдвиг фундамента приведет к провалу железобетонной плиты между стенами.

Преимущества монолитных участков:

Преимущества применения монолитной плиты
  • снижается вес перекрытия из-за уменьшения толщины, поэтому изменяется массивность основания;
  • производство горизонтальных ограждений переносится в условия стройплощадки, сокращаются операции по заделке промежуточных стыков;
  • бесшовное строение горизонтальной мембраны повышает тепло и звукоизоляцию.

Бетонную смесь готовят самостоятельно, поэтому есть возможность добавить модификаторы или применить облегченный наполнитель (керамзит, шлак). Делают сложные конструкции в плане с большим количеством поворотов, волнистых линий, что затруднительно выполнить со сборными элементами, главное — правильно рассчитать плиту перекрытия.

Зачем нужен расчёт нагрузок и почему его должны делать специалисты

Если в проекте дома заложены сборные перекрытия, а владелец решает заливать монолит, ему придётся определить параметры плиты – толщину заливки, диаметр арматуры, количество рядов и размеры ячеек армирующего каркаса, необходимость возведения дополнительных опор и т.д. Разумеется, это необходимо делать и при строительстве зданий без проекта, например, гаража с подвалом.

Основные параметры для такого расчёта – это нагрузки на перекрытие, длина и ширина пролётов, марка бетона. Нагрузки вычисляются путём сложения всех сил, воздействующих на единицу площади. Это:

  • вес самой плиты;
  • вес стяжки и всех слоёв напольного и потолочного покрытий;
  • нагрузки от опирающихся на плиту перегородок, элементов кровельной системы, межэтажных лестниц;
  • вес печей, каминов и других массивных конструкций;
  • вес инженерных коммуникаций;
  • вес мебели, оборудования и людей.

Даже если вы сможете самостоятельно определить суммарную нагрузку, это не поможет вам понять, как залить плиту перекрытия своими руками, какой толщины её делать и как армировать. Потому что нужно учитывать сопротивление материалов изгибу, ударным нагрузкам и другие их характеристики. А также знать, какой запас прочности должна иметь плита. Это сложные расчёты, которые по плечу не каждому инженеру.

Пример расчёта монолитного перекрытия Источник

Не секрет, что в частном малоэтажном домостроении часто обходятся без расчётов, заливая перекрытия с запасом по толщине. Вполне достаточной считается толщина 12-18 см при марке прочности бетона не менее В20. Все, что больше, требует обоснования расчётами, так как с увеличением массы плиты увеличивается нагрузка и на неё, и на стены с фундаментом.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на расчёте, монтаже и ремонте фундаментов

Пример 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.

Пример Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

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

Вид нагрузки Норм. Коэф. Расч.

Постоянные нагрузки:

Железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм

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

Утепленный линолеум

Перегородки

Временные нагрузки:

Жилые помещения

ИТОГО 549 кг/м2 645,7 кг/м2
Читайте также:  Возведение перекрытий в доме из газобетона

Армирование монолитной плиты перекрытия

Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:

Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.

Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.

Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.

Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.

Этап 4: Определение предполагаемой нагрузки на плиту

Балка может испытывать самые разнообразные нагрузки. Строительная механика «гласит», что все неподвижное, прибитое, приклеенное или другим способом устроенное на плите перекрытия становится статистической и в тоже время постоянной нагрузкой. А все что движется (что передвигается разными способами) по балке становится динамической (как правило временной) нагрузкой. Все это к тому, что в данном примере нами будут убраны различия между этими видами нагрузок.

Сосредоточенная нагрузка измеряется в килограмм-силах (кгс или кг) либо в Ньютонах. Распределительная нагрузка измеряется в килограмм-сила-метр (кгс/м).

Расчет плиты перекрытия в жилых домах, как правило, нацелен на определение распределительной нагрузки q1=400 кг/м². Вес плиты высотой 100 мм добавит к этому типу нагрузи около 250 кг/м². А стяжка и чистовое покрытие (возьмем керамическую плитку) приплюсуют сюда еще дополнительных 100 кг/м².

В приведенной выше распределительной нагрузке учитывается большая часть из тех нагрузок, которые имеют отношение к перекрытиям в жилых домах. Однако это ни в коей мере не означает, что расчет конструкции с учетом более значимых нагрузок не может иметь место. Отнюдь, просто в нашем случае взятые значения являются усредненными. В тоже время мы в любом случае подстрахуемся и умножим итоговое значение нагрузки на так называемый коэффициент надежности γ=1.2.

q=(400+250+100)1.2=900 кг/м²

Поскольку наши расчеты опираются на плиту шириной 1 м, то нагрузка являющаяся распределительной, может быть рассмотрена как плоская (работающая на плиту перекрытия по оси «y» и измеряемая в кг/м).

Пример Сбор нагрузок на двухскатную деревянную кровлю (сбор нагрузок на стропила и обрешетку).

Исходные данные.

Район строительства — г. Екатеринбург.

Конструкция крыши — двухскатная стропильная с обрешеткой под металлочерепицу.

Угол наклона кровли — 45° или 100% (5 м — высота крыши, 5 м — длина проекции одного ската).

Размеры дома — 8х6 м.

Ширина крыши — 11 м.

Высота дома — 10 м.

Тип местности — поле.

Шаг стропил — 600 мм.

Шаг обрешетки — 200 мм.

Конструкций, задерживающих снег на крыше, не предусмотрено.

Состав кровли:

1. Обшивка из досок (сосна) — 12х100 мм.

2. Пароизоляция.

3. Стропила (сосна) — 50х150 мм.

4. Утеплитель (минплита) — 150 мм.

5. Гидроизоляция.

6. Обрешетка (сосна) — 25х100 мм

7. Металлочерепица — 0,5 мм.

Сбор нагрузок.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) кровли.

Вид нагрузки Норм. Коэф. Расч.

Постоянные нагрузки:

— обшивка из досок (сосна ρ=520 кг/м3)

— стропила (сосна ρ=520 кг/м3)

— утеплитель (минплита ρ=25 кг/м3)

— обрешетка (сосна ρ=520 кг/м3)

— металлочерепица (ρ=7850 кг/м3)

Примечание: вес паро- и гидроизоляции не учитывается в связи с их малым весом.

Временные нагрузки:

— снег

— ветер

0,63 кг/м2

 3,9 кг/м2

3,75 кг/м2

6,5 кг/м2

3,93 кг/м2

78,75 кг/м2

14,95 кг/м2

1,1

1,1

1,3

1,1

1,05

1,4

1,4

0,7 кг/м2

 4,3 кг/м2

4,9 кг/м2

7,2 кг/м2

4,1 кг/м2

110,3 кг/м2

20,9 кг/м2

ИТОГО 112,4 кг/м2   152,4 кг/м2
Читайте также:  Как сделать люк в перекрытии из пустотных плит

Вес стропил:

Мст = 1·0,05·0,15·520 = 3,9 кг — вес стропил, приходящийся на 1 м2 площади кровли, так как в связи с шагом 600 мм попадает только одна стропилина.

Вес обрешетки:

Мст = 1·0,025·0,1·520·1/0,2 = 6,5 кг — вес обрешетки, приходящийся на 1 м2 площади кровли, так как шаг обрешетки составляет 200 мм (попадает 5 досок).

Определение нормативной нагрузки от снега:

S = 0,7сtсвμSg = 0,7·1·1·0,625·180 = 78,75 кг/м2.

где: сt = 1; так как через кровлю выделения тепла не производится .

св = 1; .

μ = 1,25·0,5 = 0,625, так как кровля двухскатная с углом наклона к горизонту от 30º до 60º (2 вариант); принимается в соответствии со схемой Г1 приложения Г ,

Sg = 180 кг/м2; так как Екатеринбург относится к III снеговому району ( и таблица 10.1 ).

Определение нормативной нагрузки от ветра:

W = Wm + Wp = 14,95 кг/м2.

где: Wp = 0, так как здание небольшой высоты.

Wm = Wk(zв)с = 23·0,65·1 = 14,95 кг/м2.

где: W= 23 кг/м2, так как г. Екатеринбург относится к I ветровому району; по , таблицы 11.1 и приложении Ж .

k(zв) = 0,65, так как выполняется условие пункта 11.1.5 h≤d (h = 10 м — высота дома, d = 11 м — ширина крыши) → zв=h=10 м и тип местности строительства А (открытая местность);  коэффициент принят по таблице 11.2 .

с = 1.

Определение нормативной и расчетной нагрузки на одну стропилину:

qнорм = 112,4 кг/м2 · (0,3 м + 0,3 м) = 67,44 кг/м.

qрасч = 152,4 кг/м2 · (0,3 м + 0,3 м) = 91,44 кг/м.

Определение нормативной и расчетной нагрузки на одну доску обрешетки:

qнорм = 112,4 кг/м2 · (0,1 м + 0,1 м) = 22,48 кг/м.

qрасч = 152,4 кг/м2 · (0,1 м + 0,1 м) = 30,48 кг/м.

Материалы и конструкционные находки

Вес, который может выдержать плита перекрытия напрямую зависит от марки цемента, из которого она сделана.

Изготавливаются плиты перекрытия из бетона на основе цемента марки М300 или М400. Маркировка в строительстве — это не просто буквы и цифры. Это закодированная информация. К примеру, цемент марки М400 способен выдержать нагрузку до 400 кг на 1 в секунду.

Материалы и конструкционные находки

Но не следует путать понятия «способен выдержать» и «будет выдерживать всегда». Эти самые 400 кг/сек — нагрузка, которую изделие из цемента М400 выдержит какое-то время, а не постоянно.

Цемент М300 представляет из себя смесь на основе М400. Изделия из него выносят меньшие одномоментные нагрузки, зато они более пластичны и выдерживают прогибы, не проламываясь.

Армирование придает бетону высокую несущую способность. Пустотная плита армируется нержавеющей сталью класса АIII или АIV. У этой стали высокие антикоррозийные свойства и устойчивость к температурным перепадам от — 40˚ до + 50˚, что очень важно для нашей страны.

При производстве современных железобетонных изделий применяется натяжное армирование. Часть арматуры предварительно натягивают в форме, затем устанавливают арматурную сетку, которая передает напряжение от натянутых элементов на все тело пустотной плиты. После этого в форму заливают бетон. Как только он затвердеет и обретет нужную прочность, натяжные элементы обрезают.

Материалы и конструкционные находки

Такое армирование позволяет железобетонным плитам выдержать большие нагрузки, не провисая и не прогибаясь. На торцах, которые опираются на несущие стены, используется двойное армирование. Благодаря этому торцы не «проминаются» под собственным весом и легко выдерживают нагрузку от верхних несущих стен.