Расчет безбалочного монолитного перекрытия

Арматура плиты перекрытия используется для создания надежного армирования железобетонных плит и придания прочности конструкции при воздействии нагрузок на изгиб. Благодаря данному методу упрочнения удается обеспечить равномерное распределение давления на фундамент и уменьшить расходы на возведение здания, так как в процессе выполнения работ нет необходимости использовать спецтехнику, а все расчеты вполне реально выполнить самостоятельно, на основе формул нормативной документации.

Расчет плиты перекрытия на продавливание в месте опирания на колонну

Условие: F?Fult,

где

F = N2-N1-Fq-Fq1 — продавливающая сила;

Fult = Rbt*ub*h0 — несущая способность плиты в зоне продавливания;

Fq = q*Aq = * = кН — нормальная сила от разгружающего действия нагрузки на плиту в пределах зоны продавливания, ограниченной расчетным контуром;

Aq = h0*(a1+b1+h0) = *(0.3+0.3+) = — площадь зоны продавливания;

Fq1 = q1*Aq1 = * = кН — нормальная сила от догружающего действия нагрузки от собственного веса плиты в пределах расчетного контура;

Aq1 = (a1+h0)*(b1+h0) = (0.3+)*(0.3+) = — площадь зоны плиты, ограниченная расчетным контуром;

Значения продольной силы N1 и N2 определяются в ПК Лира САПР 2013

N1 = 1673кН — продольная сила действующая в колонне над плитой;

N2 = 1945кН — продольная сила действующая в колонне под плитой;

F = 1945-1673-0, = ;

Fult = Rbt*ub*h0 = *196*19 = ;

ub = 2*((a1+h0)+(b1+h0)) = 2*((0.3+)+(0.3+)) = м = 196 см

— периметр контура расчетного поперечного сечения плиты;

h0 = 19см — рабочая высота сечения плиты;

Rbt = кН/см2 — расчетное сопротивление бетона класса В30 растяжению;

F = ?;

Условие выполняется, поперечная арматура не требуется.

Материалы для плиты

Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие В25.

Нормативное сопротивление бетона при осевом сжатии:

Нормативное сопротивление бетона при осевом растяжении:

Расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии:

Расчетное сопротивление бетона при осевом растяжении:

Начальный модуль упругости;

При продолжительном действии нагрузки значение начального модуля деформаций бетона определяем по формуле:

где:

коэффициент ползучести.

Арматура класса А500.

Нормативное значение сопротивления арматуры растяжению:

Расчетное значение сопротивления арматуры растяжению:

Расчетное сопротивление поперечной арматуры:

Расчет монолитной плиты перекрытия опертой по контуру

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 важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

Поэтому 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!

Расчет консольной плиты перекрытия

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте.

Читайте также:  Двутавр из дерева своими руками. Балка двутавровая деревянная

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 важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

Поэтому 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!

Шаг 2. Проектируем геометрию плиты

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е.

физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение.

Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример рассчета плиты на безконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать ее один метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу, и приведет пример такого расчета.

Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см.

Для этом вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Дальше – по предложенным шагам.

Шаг 3. Рассчитываем нагрузку

Плиту перекрытия легче всего рассчитать, если она имеет квадратную форму и если вы знаете, какая нагрузка будет запланирована.

При этом какая-то часть нагрузки будет считаться длительной, которую определяет количество мебели, техники и этажности, а другая – кратковременной, как строительное оборудование во время стройки.

Кроме того, плита перекрытия должна выдерживать и другого рода нагрузки, как статистические и динамические, при этом сосредоточенная нагрузка всегда измеряется в килограммах или в ньютонах (например, нужно будет ставить тяжелую мебель) и распределительная нагрузка, измеряемая в килограммах и силе. Конкретно сам расчет плиты перекрытия всегда нацелен на определение распределительный нагрузки.

Вот ценные рекомендации, какой должна быть нагрузка на плиту перекрытия в плане расчета на изгиб:

Второй немаловажный момент, который тоже нужно учитывать: на какие стены будет опираться монолитная плита перекрытия? На кирпичные, каменные, бетонные, пенобетонные, газобетонные или из шлакоблока? Вот почему так важно рассчитать плиту не только с позиции нагрузки на нее, но и с точки зрения ее собственного веса. Особенно, если ее устанавливают на недостаточно прочные материалы, как шлакоблок, газобетон, пенобетон или керамзитобетон.

Сам расчет плиты перекрытия, если мы говорим о жилом доме, всегда нацелен на нахождение распределительной нагрузки. Она рассчитывается по формуле: q1=400 кг/м².

Но к этому значению добавьте вес самой плиты перекрытия, а это обычно 250 кг/м², а бетонная стяжка и черной и чистовой пол даст еще дополнительные 100 кг/м².

Итого имеем 750 кг/м².

Учитывайте при этом, что изгибающее напряжение плиты, которая по своему контуру опирается на стены, всегда приходится на ее центр. Для пролета в 4 метра напряжение рассчитывается так:

l=4 м Мmax=(900х4²)/8=1800 кг/м

Итого: 1800 кг на 1 метр, именно такая нагрузка должна будет на плиту перекрытия.

Шаг 4. Подбираем класс бетона

Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению.

Читайте также:  Армопояс из кирпича под плиты перекрытия

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.

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.

Порядок армирования и заливки

Устройство опалубки

Опалубка должна свободно выдерживать вес сырого раствора, визуально не деформируясь – а это около 500 килограммов нагрузки на квадратный метр при условии, что толщина бетона составляет 20 сантиметров. Для создания щитов выбирают фанеру толщиной 18-20 миллиметров, для стоек, ригелей, балок подойдет брус с сечением 10 на 10 сантиметров. Хорошо показала себя в работе профессиональная опалубка.

После сбора опалубки ее проверяют нивелиром.

Монтаж арматуры

Плетение каркаса в один слой выполняется очень редко, обычно делают два слоя (это норма и для обыкновенной, и для ребристой плиты перекрытия). Сначала устанавливают пластиковые фиксаторы (специальные опоры высотой 25-30 миллиметров, необходимые для заливки защитного слоя), на них выкладывается нижний ряд упрочнения, потом параллельно монтируются стержни с одинаковым шагом, на них идет следующий ряд под углом 90 градусов и перевязывается проволокой.

Далее следует установка разделителей слоев, которые сгибаются и вяжутся с одинаковым шагом. По краям нужно усиление продольными П-образными элементами. Верхний слой должен быть ниже опалубки на 25-30 миллиметров. Сборная арматура должна получиться в формате жесткого каркаса, без проблем выдерживающего вес работников.

Далее выполняют заливку, используя бетононасос и уплотняя смесь специальным глубинным вибратором. Заливают за один подход, потом в течение 2-3 дней поверхность смачивают водой, чтобы она сохла дольше и удалось избежать микротрещин. В общем все сохнет 30 дней, лишь после снимается опалубка.

Каким способом укладывается арматурная сетка для плиты

При укладке арматуры важно обеспечить постоянное расстояние от арматурной решетки до бетонной поверхности, равное 3-5 см. Это позволит предотвратить коррозионное разрушение арматурного каркаса при капиллярном попадании влаги. Для обеспечения гарантированной толщины защитного слоя применяют специальные фиксирующие элементы, изготовленные из пластмассы или металлические подставки.

В местах пересечения прутьев и проводят обвязку

Порядок действий по укладке арматуры:

  1. Проверьте соответствие размеров опалубки.
  2. Уложите нижние элементы решетки на фиксаторы.
  3. Произведите укладку поперечной арматуры.
  4. Свяжите сетчатую решетку нижнего уровня.
  5. Закрепите к нижней сетке вертикальные прутки.
  6. Свяжите верхнюю сетку аналогично нижней решетке.

При недостаточной длине арматурных прутков выполняйте стыковку стержней с перехлестом, величина которого в 40 раз превышает диаметр их сечения. Так для арматурных прутков диаметром 10 мм величина перехлеста будет составлять 40х10 мм= 400 мм.

Укладка

Для проведения монтажных работ по укладке необходима бригада в составе трех рабочих монтажников. В обязанности двоих входят задачи строповки и правильной укладки плит, третий обеспечивает их соединение и корректировку при опускании. Большая часть железобетонных изделий предназначена для монтажа посредством применения шарнирной технологии.

Читайте также:  Выбираем покрытие для пола в гараже: какой материал лучше?

Ее суть заключается в том, чтобы опирание производилось исключительно с коротких торцов. При этом под плиту укладывается раствор толщиной не менее 20 мм в густой консистенции, а крановщик обеспечивает натяжение тросов, позволяющее производить корректировку положения при помощи лома. Обычные плиты готовы длительно выдерживать вертикальные нагрузки.

  • 70 мм для железобетонных перекрытий с длиной до 4-х метров;
  • 90 мм для ЖБИ с длиной свыше 4-х метров.

В ряде случаев напуск может достигать 250 мм, обеспечивая жесткую фиксацию к опорной конструкции. При подсчете дистанции между стенами в расчет берет длина плиты за вычетом 240 мм, что обеспечивает 120 мм опирания с каждой стороны, которые гарантируют надежный монтаж даже при наличии небольших отклонений при установке изделий.

Для изделий марки ПТ величина минимально необходимого опирания согласно технической документации составляет 80 мм. При этом точки опоры должны быть выставлены по всем четырем сторонам изделия.

В том случае, если глубина опирания оказывается недостаточной, с течением времени могут проявляться дефекты конструкции в виде появления трещин в стене или на плите перекрытия, которые впоследствии могут повлечь за собой их полной разрушение.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Как сделать кресло-качалку своими руками из дерева, ротанга, металла

При кладке кирпича оптимальной толщиной для стен считается значение 380 мм. Данный параметр также формируется исходя из нагрузки, которая реализуется плитами перекрытия с двух сторон на длине 240 мм. Еще 140 мм пространства стены необходимо, чтобы соорудить стандартный канал вентиляции. Таким образом, стены позволяют производить монтаж следующих этажей с комфортной установкой перекрытий.

Если размеры возводимого здания по ширине не соответствуют размерам ширины плит, наилучшим решением будет сведение промежутков в один общий зазор, который перекрывается за счет применения монолитной технологии. Порой, без монолитных участков в перекрытиях обойтись сложно или, попросту невозможно. Даже в тех случаях, когда проекты предусматривают все необходимые размеры плит и соотношения габаритов меду стенами, может появиться необходимость монтажа дополнительных вентиляционных каналов и прочих систем, корректирующих размеры.

Правила укладки каркасов

Закончив с формированием арматурных каркасов, следует очистить место укладки от стороннего мусора и по размеченным линиям установить металлическую конструкцию.

Представленная процедура выполняется без помощи спецтехники, поскольку общий вес готовых армированных изделий редко превышает значения в 100-150 кг.

Размер квадратов решетки варьируется в зависимости от веса здания

В ходе реализации важно следить за следующими особенностями:

  • Ни в коем случае арматурные прутья не должны касаться возведенной опалубки.
  • Оптимальные размеры фракций (ячеек) составляют 25-30 см. При значительном весе сооружения и обустройстве на слабых грунтах целесообразно габариты ячеек снижать до значений в 10-15 см. Однако в данном случае не стоит излишне усердствовать и сокращать размеры фракций до 5 см, поскольку проникающая способность бетона может нарушиться, что приведет к образованию воздушных карманов и пустот.
  • Необходимость размещения арматурных каркасов на удалении в 5-7 см от границ заливки.