Какие нагрузки действуют на плиту перекрытия

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений )

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола. Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Какие нагрузки действуют на плиту перекрытия

Нагрузки, действующие на перекрытие и покрытие здания разделяют на постоянные и временные. Вид нагрузки зависит от времени, которое действует на конструкцию

К постоянным нагрузкам относятся:

• собственный вес плиты, балки, вес элементов пола, перегородки;

К временным нагрузкам относятся:

• длительная нагрузка (полезная нагрузка, зависит от назначения здания);
• кратковременная нагрузка (снеговая, которая берется по климатическим картам из СНиП «Нагрузки и воздействия»);
• особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д.);

Нагрузки бывают двух типов: нормативные и расчетные.

Нормативные нагрузки берутся из СНиП «Нагрузки и воздействия» с учетом возможного отклонения в большую сторону от фактического значения.

Расчетные нагрузки получают путем умножения нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузки. Этот коэффициент учитывает неточности монтажа конструкций, погрешности при производстве на стройке, а также человеческий фактор. Своего рода этот коэффициент является по своей сути коэффициентам запаса. Таким образом, для конструкций, произведенных в заводских условиях коэффициент запаса будет равен 1.1, а для конструкции, производимые на строительной площадке, например стяжка для пола, коэффициент запаса будет равен 1,3.

Как правильно собрать нагрузку на балку и плиту для дальнейшего расчета:

Для балки. Чтобы правильно собрать нагрузку на балку — нужно представить, сколько из общей равномерно распределенной нагрузки q(кг/м2) на себя будет брать балка. Логично предположить, что нагрузка с плиты передается на балки, потом с балки нагрузка передается на колонны и дальше, через колонны, нагрузка передаётся на фундамент. Поэтому нагрузка распределяется поровну на соседние балки, таким образом ширина действия нагрузки на балку ‘В’ равна l2/2 + l2/2 или проще В=l2 — для средних балок и l2/2 для крайних балок перекрытия, где l2 равен шагу балок. Поэтому допускается делать крайние балки меньшего сечения, но для унифицирования делают такого же сечения или бывает, что в крайних балках могут возникнуть дополнительные усилия, например от кручения или продольные усилия от ветра. Таким образом погонная нагрузка (q1), именуемая в литературе «грузовая полоса», действующая на балку равна q1=q*B(кг/м), где q=равномерно распределенная нагрузка.

Для плиты. Чтобы проще было рассчитать плиту перекрытия, опертую на балки — мысленно «вырезают» из распределенной нагрузки q(кг/м2) площадку шириной 1м и умножают на ширину вырезанной площадки, то есть на 1м. Соответственно плиту считают как многопролетную неразрезную балку шириной 1м, на которую действует погонная нагрузка q1(кг/м), а балки, на которую опирается плиты — являются для плиты шарнирными опорами. Например, если получили распределенную нагрузку на плиту q=0,5т/м2. То погонная нагрузка на плиту будет составлять q1=0,5т/м2*1м=0,5т/м.

Калькулятор нагрузок на перекрытие, балку перекрытия

Данный калькулятор позволяет в табличной форме посчитать суммарную равномерно-распределенную нормативную и расчетную нагрузку на перекрытие, покрытие, плиту, балку.

Добавить нагрузку

Таблица постоянных нагрузок на перекрытие, балку

№	Нагрузка	Нормативная нагрузка кг/м2	Коеффициент надежности	Расчётная нагрузка кг/м2
1
Итого:

Какую нагрузку выдерживает плита перекрытия и её допустимое значение

Несущая плита перекрытия типа ПБ изготавливается по безопалубочной технологии в соответствии с ГОСТ 9561-2016. Ее появление на рынке стало результатом оптимизации стандартных строительных деталей – для более эффективного проектирования требовалось создать несущий горизонтальный элемент конструкции, имеющий высокие показатели прочности и уменьшенный, в сравнении с монолитными деталями, вес.

Преимуществом пустотных плит типа ПБ стало уменьшение веса не менее чем на 20% и сохранение достаточных для строительства прочностных показателей. Практические наблюдения и расчетные исследования показали, что при изъятии из объема плиты части монолитного материала снижение прочности и веса происходит не пропорционально. Если в теле плиты сделать продольные отверстия (каналы), то перемычки между ними будут играть роль ребер жесткости. При этом вес станет заметно меньше из-за высокой плотности бетона и массы арматуры, которая окажется изъятой из детали.

Основные характеристики пустотных плит ПБ

Согласно ГОСТ плиты пустотные ПБ маркируются с указанием длины, ширины и допустимой максимальной нагрузки в кгс на квадратный метр. При подборе плит исходят из указанных в маркировке данных. Пример: плита ПБ 82.12-8 имеет длину и ширину соответственно 8180 и 1195 мм (8,2 на 1,2 м), толщину 220 мм и показатель равномерно распределенной нагрузки 7,5 кПа, то есть, 800 кгс/м² при собственном весе 3296 кг.

Согласно требованиям ГОСТ, для жилых зданий расчетная нагрузка на плиту находится в пределах 150-200 кгс/м², то есть, запаса прочности плиты вполне достаточно для использования ее в роли детали перекрытия. Более прочная плита с показателем нагрузки 12,5 способна выдержать вертикальное усилие 1250 кгс/м². Такие элементы имеют меньший размер, они короче. При этом прирост прочности достигается за счет:

• увеличения прочности и плотности бетона;
• уменьшения размеров плиты, что дает эффект распределения нагрузки по поверхности и ребрам жесткости.

Для изготовления плит ПБ перекрытия используется бетон класса не менее В15 марки М300 – М400.

Понятие несущей способности перекрытия

Несущая способность перекрытия из пустотных плит рассчитывается для самой плиты без учета и с учетом собственного веса. Чем длиннее плита, тем больше она прогибается под нагрузкой, создаваемой собственным весом. Под несущей способностью следует понимать соотношение прочности и нагрузки, при котором будет сохранена целостность структуры, геометрические размеры и форма плиты в проекции на поперечную плоскость. То есть, бетон не разрушится, и плита не прогнется.

Особенности конструкции и расчета несущей способности пустотных плит

По условию принято считать, что перекрытие испытывает нагрузки на сжатие в местах опирания на плиту несущей конструкции расположенных сверху этажей. Ближе к середине плиты нагрузки изменяются в сторону деформационных. Для бетона характерно хорошее сопротивление сжатию (прочность на сжатие) и ограниченная способность сопротивляться нагрузкам на прогиб, растяжение и перекручивание.

Предотвратить разрушение, и снижение несущей способности пустотной плиты перекрытия позволяет армирование. Внедренный в монолит каркас из стальной проволоки А1 – А3 изменяет характер распределения усилий в детали. Стальная проволока, связанная в каркас, хорошо принимает нагрузки на растяжение и перекручивание. При твердении бетонного раствора образуется прочная связанная структура из стали и бетона, способность плиты выдерживать разнонаправленные усилия значительно возрастает.

Классификация нагрузок на перекрытия

Нагрузки на плиты перекрытия принято классифицировать:

• сжимающие, созданные весом лежащих выше конструкций;
• изгибающие, созданные весом самой плиты и расположенных на ней предметов;
• перекручивающие относятся к тем, которых следует избегать, поскольку возникновение таких нагрузок говорит о недостатках проектирования;
• динамические нагрузки формируются при движении по перекрытию людей, оборудования, техники в промышленных зданиях;
• конструкционные динамические нагрузки связаны с особенностями здания, например, с реакцией всей конструкции на ветер, вибрации, усадку строения;
• статические постоянные возникают от взаимодействия элементов конструкции, в том числе и внутренних ненесущих перегородок;
• статические временные создаются размещением на перекрытии редко перемещаемых предметов, например, мебели в жилом помещении или станков в промышленном здании.

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия существенно меняется в зависимости от назначения здания и особенностей конструкции. Расчет несущей способности несущих плит перекрытия делается с учетом дополнительных факторов:

• количество линий и профиля опирания детали в конструкции здания, например, на две несущие стены, на стену и колонну, на поперечные балки;
• материалы и вид несущих конструкций – кладочная стена из блоков, кирпичей и бетонной панели может по-разному вести себя внутри строения;
• общая этажность строения и расположение перекрытия по высоте, на определенном уровне;
• допуски по подвижности конструкции, заложенные в проект как расчетные.

Несущая способность и размеры пустотной плиты перекрытия

Существенное значение имеют размеры плиты. Увеличение длины в любом случае повышает вероятность ее прогиба под нагрузкой. Причем такая нагрузка может возникнуть на этапе строительства от складирования материалов и установки оборудования. Более предсказуема статическая нагрузка эксплуатационного происхождения. Для повышения точности расчетов вводится специальный коэффициент 1,3, позволяющий задать запас прочности плиты еще при проектировании. Например, при паспортном значении допустимой распределенной нагрузки 800 кгс/м² умножение на 1,3 дает результат 1040 кгс на квадратный метр. Эта нагрузка называется максимальной точечной, сосредоточенной в одной небольшой локализованной зоне плиты. В любом случае для жилых помещений это значительный запас прочности. Для промышленных зданий необходимо вносить в расчеты поправку на вес оборудования, перемещения транспорта и другие особенности.

Особенности расчетов пустотных перекрытий в жилых домах

При расчете нагрузок необходимо учесть, на какую часть конструкции они приходятся. Если расчет делается для плиты перекрытия, то из общей формулы исключается ее собственный вес. Если расчет делается для несущей стены, балки или колонны, то вес плиты должен учтен. Весом плиты называют собственный вес стандартного ЖБ изделия. Однако, на него оказывают воздействие стяжка, покрытие пола, система коммуникаций. Принято считать, что общая нагрузка от этих компонентов не превышает 250 кг, но пренебрегать ею нельзя. Причина в том, что на перекрытия нижних этажей приходится все весовое нагружение от верхних, общий вес дополнительных материалов суммируется.

В жилом строительстве факторы динамического воздействия ограничены, поэтому применяются стандартные пустотные плиты с показателем допустимой распределенной нагрузки 800 кгс на квадратный метр. Особенности планировок жилых помещений таковы, что плита ПБ длиной более 4 м используется достаточно редко. Обычно плиты перекрытия укладываются поперек жилой комнаты. Такие помещения в большинстве проектов имеют размеры 5х3 м, что позволяет ограничить общий вес всего перекрытия. Например, плита ПБ 39.12-8 имеет максимальный вес около 1600 кг при размерах (с округлением) 3900х1200 мм, то есть около 4х1,2 м. При распределенной нагрузке расчет несущей способности будет выглядеть так;

• вычисление площади плиты перемножением длины и ширины;
• вычисляем нагрузку на квадратный метр, разделив массу плиты на площадь;
• отнимаем от нормативного значения нагрузки собственный вес плиты, приведя его к одной системе измерения;
• от полученного значения отнимаем вес стяжки, предполагаемой мебели и предметов (примерно 300 кг), то есть, отнимаем 0,3;
• результат показывает нагрузку в распределенном значении, которую можно умножить на 1,3 для получения запаса прочности.

Исходя из этого результата можно делать дальнейшие расчеты, включив в них нагрузку от частей строения на этажах выше. Для расчета нагрузки и несущей способности на зоны опирания плиты необходимо иметь данные о конструкции. Например, есть существенная разница между нагружением несущей стены из конструкционно-теплоизоляционных блоков и деталей бетонного каркаса. Для каждого проектного решения расчет делается индивидуально.

Особенности монтажа пустотных плит перекрытия

В жилых домах при расчете несущих характеристик плиты делаются поправки на конструктивные особенности. При монтаже каркаса из бетонных деталей вес расположенных выше частей рассматривается как сумма нагрузок, распределенных по совокупности деталей. Для кирпичной и блочной кладки строится другая картина, при этом по линиям опирания плит перекрытия обязательно закладываются армопояса из стандартных ЖБ деталей.

Почему выгодно использовать готовые железобетонные пустотные плиты для перекрытий

Использование стандартных деталей заводского изготовления позволяет не только ускорить строительство. По несущей способности и нагрузочной устойчивости пустотная плита имеет ряд преимуществ:

• выигрыш в соотношении массы и прочности – если суммировать снижение веса по всей конструкции, то разница будет существенной;
• распределение нагрузок по внутренним ребрам жесткости позволяет использовать плиту как полноценно несущую;
• продольные полости создают условия для лучшей теплоизоляции и шумоизоляции;
• в каналах плиты можно прокладывать коммуникации.

Важным преимуществом пустотных плит остается большой выбор типоразмеров. Их можно подобрать под помещения любой формы, а при необходимости заказать в сложном исполнении, срезанными под разными углами.

В сочетании с другими стандартными строительными деталями плиты пустотные образуют прочную, хорошо связанную конструкцию, принимающую и распределяющую нагрузки. За счет эффекта снижения веса можно сэкономить на монолитном фундаменте и сократить время его твердения.

Допустимая нагрузка на пустотные плиты перекрытия

Допустимая нагрузка на плиты перекрытия пустотные – важнейшая характеристика изделия для строителей и ремонтников. От верного проектирования перекрытия зависит итоговая прочность сооружения. Как читать маркировку, определять допустимый вес и хранить плиты без ущерба устойчивости к нагрузке?

Что означает маркировка плит?

Сортамент плит перекрытия пустотных составлен с учетом их размеров и прочности.

Маркировка начинается с аббревиатуры ПК, то есть «плита круглопустотная», и содержит описание продукции.

Разберем значение цифр на примере названия ПК-30-12-8:

• 30 — длина пустотной плиты перекрытия в дециметрах
• 12 — ширина изделия в дм
• 8 — максимальная нагрузка на 1 дм 2 в кг, то есть 800 кг на м 2 , в которые входит и вес самой плиты

В маркировке цифры округляются, в приведенном примере реальная длина плит перекрытия пустотных составит около 1180 см, а ширина – 1190 см.

Указанные параметры нагрузки используются чаще всего, однако возможны и другие значения – от 500 до 1500 кг на м 2 . В планировке жилых и офисных помещений стандартная нагрузка на плиты перекрытия пустотные 800 кг/м 2 , как правило, отвечает эксплуатационным требованиям.

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.

Правильное хранение плит перекрытия

Чтобы не допустить уменьшения проектной прочности пустотных плит еще до монтажа, следует выполнять основные правила их складирования:

• Укладываются петлями вверх на твердую ровную поверхность, лучше асфальт или щебень, без контакта с землей, на перегородки от 15 см высотой.
• Между плитами в районе петель строго друг под другом – деревянные бруски толщиной 2,5-3 см.
• Высота штабеля – не более 2,5 м
• Сверху накрыть водонепроницаемой пленкой или рубероидом

Точное соблюдение условий хранения плит перекрытия и грамотный монтаж позволят легко выйти на расчетные показатели нагрузок.

Также рады Вам предложить:

• Особенности водоотводных лотков
• Наземные системы водоотвода
• Стеклопластиковые лотки для водоотвода