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

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!

Особенности конструкций

Прежде чем купить железобетонную, рекомендуется выяснить несущую способность перекрытия и ее размеры. Изготавливаются данные изделия из тяжелого силикатного бетона либо легкого конструкционного бетона плотной структуры.

В зависимости от того, как армируются перекрытия, данные конструкции применяются в различных целях. К примеру, для возведения различных сооружений. От их схемы отпирания и веса зависит устойчивость объекта. В любом случае их формы и размеры определяются чертежами, разработанными для данных изделий.

Специалисты выделяют два класса перекрытий, которые отличаются между собой:

  • по относительной толщине изделия;
  • методом стыковки с несущими конструкциями возводимых объектов.

При производстве железобетонных изделий данного типа применяется бетон не меньше класса В15. Плита армируется обычным металлом или предварительно напряженной арматурой. Кроме несущей способности перекрытий, подобные железобетонные изделия обладают звукоизоляцией. Чтобы улучшить данные свойства и уменьшить вес, изделия делают с пустотами, включая легкий бетон с пористым наполнителем.

Разновидности нагрузок

Любое перекрытие между этажами состоит из трех частей:

  1. Конструкционная основа – железобетон или деревянные балки;
  2. Нижняя часть – отделка потолка, подвесные потолочные светильники;
  3. Верхняя часть – стяжка пола, утепление, отделка пола.

Все, что расположено сверху и снизу на перегородке между этажами, создает статическую нагрузку. Это и элементы отделки, и подвесные светильники, и стоящая на полу верхнего этажа мебель. Динамическая создается людьми и животными, которые ходят по полу второго этажа.

Кроме того, существует распределенная и точечная нагрузка. Например, если к потолку привесить детские качели – это будет точечная или сосредоточенная нагрузка на плиту перекрытия. А если установить натяжной потолок с креплениями через равные промежутки – распределенная.

При строительстве зданий и сооружений стало правилом использовать железобетонные изделия с большей несущей способностью, чем требуется согласно расчетам. Запас прочности необходим для того, чтобы свести к минимуму риск обрушения постройки. Благодаря этому запасу различные улучшения, примеры которых мы рассмотрели выше, перегородки спокойно выдерживают.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

    при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз; при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m2 = 0.49*m1.

Далее, для нахождения общего момента значения m1 и m2 необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m1. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η1, η2 и ξ1, ξ2. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

    Fa1 = 3.845 кв. см; Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

    продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, Sсеч. – 3.93 кв. см; поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, Sсеч. – 2.01 кв.см.

Что такое пустотная плита

Пустотная плита перекрытия – железобетонная плита толщиной 220 мм с пустотами диаметром 159 мм. Пустоты представляют собой полости цилиндрической формы, которые пронизывают плиту насквозь в продольном направлении.

Как выглядит пустотная плита перекрытия

Подобное устройство пустотной плиты перекрытия выбрано не просто так. Назначение пустот – снижение веса конструкции. В свою очередь уменьшение массы пустотной плиты перекрытия позволяет:

  • Нагружать перекрытие сразу после монтажа без бетонной стяжки.
  • Снизить расход бетона и арматуры, тем самым снизив стоимость строительства.
  • Упростить процесс транспортировки и монтажа.
  • Уменьшить нагрузку на фундамент и стенки, что позволяет возводить их из менее тяжелых конструкций, которые стоят гораздо дешевле.

Другие функции пустот:

  • Обеспечение высокого уровня звуко- и теплоизоляции за счет воздуха внутри отверстий.
  • Создание условий для проведения коммуникаций, что сокращает время на отделку.
  • Увеличение полезного объема сооружения.
  • Возможность строительства в сейсмоопасных зонах.

Вес пустотной плиты перекрытия на 1 м 2 достаточно большой даже при условии наличия пустот, поэтому для монтажа задействуют мощную грузоподъемную технику. К примеру, общий вес ПК 24-10.8 составляет 712 кг, а на 1 м 2 – 712/2,4 · 1 = 297 кг/м 2 . Зная, сколько весит пустотная плита перекрытия, можно собрать нагрузки для расчета несущей способности стен и фундамента.

Примерный расчет предельной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Для того чтобы самостоятельно рассчитать, какую максимальную нагрузку могут выдерживать плиты перекрытия, которые вы планируете использовать при строительстве, необходимо учесть все моменты. Допустим, что для обустройства перекрытий вы хотите использовать панели 1ПК63.12-8 (то есть, величина расчетной нагрузки, которую выдерживает одно изделие, составляет 800 кг/м²: для дальнейших расчетов обозначим ее буквой Q₀). Рассчитав сумму всех динамических, статических и распределенных нагрузок (от веса самой плиты; от людей и животных, мебели и бытовой техники; от стяжки, утеплителя, финишного напольного покрытия и перегородок), которую обозначаем QΣ, можно определить, какую нагрузку выдерживает ваша конкретная плита. Основной момент, на который надо обратить внимание: в результате всех расчетов (разумеется, с учетом повышающего коэффициента прочности) должно получиться, что QΣ ≤ Q₀.

Для того чтобы определить равномерно распределенную нагрузку от собственного веса плиты, необходимо знать ее массу (M). Можно воспользоваться либо величиной массы, указанной в сертификате завода-изготовителя (если его предоставили в месте продажи), либо справочной величиной из таблицы ГОСТ-а, которая составлена для изделий, изготовленных из тяжелых видов бетона со средней плотностью 2500 кг/м³. В нашем случае справочный вес плиты составляет 2400 кг.

Читайте также  Отделка стен в частном доме

Сначала вычисляем площадь плиты: S = L⨯H = 6,3⨯1,2 = 7,56 м². Тогда нагрузка от собственного веса (Q₁) составит: Q₁ = M:S = 2400:7,56 = 317,46 ≈ 318 кг/м².

В некоторых строительных справочниках рекомендуют при расчетах использовать суммарное усредненное значение полезной нагрузки на перекрытие жилых помещений – Q₂=400 кг/м².

Тогда суммарная нагрузка, которую необходимо выдерживать плите перекрытия, составит:

QΣ = Q₁ + Q₂ = 318 + 400 = 718 кг/м² ˂ 800 кг/м², то есть основной момент QΣ ≤ Q₀ соблюден и выбранная плита пригодна для обустройства перекрытий жилых помещений.

Для точных расчетов будут необходимы значения удельной плотности (стяжки, теплоизолятора, финишного покрытия), значение нагрузки от перегородок, вес мебели и бытовой техники и так далее. Нормативные показатели нагрузок (Qн) и коэффициенты надежности (Үн) указаны в соответствующих СНИП-ах.

Расчет нагрузки перекрытия

Перед тем, как приобретать ребристые плиты перекрытия, очень важно воспроизвести важные расчеты. Благодаря им можно будет опередить, какую нагрузку должны выдержать плита. На основании полученного значения можно будет приобрести строительный материал определенной серии, размерами и весом.

На видео рассказывается о нагрузке на плиту перекрытия:

Что касается нагрузки, то она может быть самой различной: постоянной, временной, неравномерной и равномерной. При расчете будет использовать только равномерную нагрузку, так как она считается самой распространенной. Единицы измерения равномерной нагрузки – кг/м2.

Каков размер по ГОСТ плит перекрытия ПК можно прочитать здесь.

Как правило, расчет ребристой плиты перекрытия в здании, где будут проживать люди, основан на значении 400 кг/м2. Если высота представленного строительного материала составляет 10 см, а его вес придаст еще нагрузку 250 кг/м2, стяжка и покрытие на пол добавит еще 100 кг/2.

Именно такая нагрузка сосредотачивает в себе комбинацию возможных нагрузок на перекрытия здания, в котором будут жить люди. Однако расчет может происходить и на более высокие нагрузки. Чтобы точно перестраховаться, то стоит помножить коэффициент надежности, значение которого достигает 1,2. Другими словами, равномерно сосредоточенная нагрузка будет составлять: 400+250+100)*1,2=900 кг/м2.

Узнать о том каковы стандарты многопустотных плит перекрытия можно тут.

Технический чертеж ПКЖ

На фото – технический чертеж ребристой плиты перекрытия:

Так как ребристая пкж плита имеет значение ширины – 100 см, то полученное значение необходимо рассматривать в роли плоской нагрузки, которая оказывает свое влияние по оси У, а единицы ее измерения кг/м2.

Качество бетона

В процессе производства П-образных плит используют правильно приготовленный бетон, к которому также предъявляются определенные требования. Так, легкий бетон должен демонстрировать плотность в диапазоне 1800-2000 кг/м3 и указанную пористость, тяжелый бетон может иметь плотность в диапазоне 2200-2500 кг/м3.

Отпуск натяжения арматуры выполняется только после того, как бетон достиг нужного уровня прочности (данный параметр обязательно прописывается в проекте). Все компоненты для замеса бетона должны соответствовать установленным в ГОСТе параметрам.

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.