Как расчитать толщину монолитной плиты перекрытия

При постройке частного дома приходится либо придерживаться строгих стандартов в проектировании, исходя из типовых габаритов бетонных плит, либо выполнить расчет монолитного перекрытия.

Строительная экспертиза

  • OOO “Стройэкспертиза”
  • 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 квартиры
  • Приемка ремонта
  • Проведение обследования конструкций​​
  • Тепловизионное обследование
  • Экспертиза дорог
  • Экспертиза кровли
  • Экспертиза ремонта
  • Экспертиза строительных смет
  • Экспертиза строительства
  • Экспертиза технического состояния

Нормативная нагрузка на плиты перекрытий в жилых зданиях.

В современном строительстве надежность зданий играет второстепенную роль. Застройщик, в целях экономии, вряд ли будет проектировать жилой дом с превышением нормы силовой нагрузки на перекрытие. Это обусловлено, установленным законом, небольшим сроком гарантии на строительные конструкции от застройщика всего 5 (пять) лет, а уж пять лет дом простоит. Так, что ответственность за надежность конструкций жилых зданий, через пять лет эксплуатации, находится на балансе его жильцов (собственников) и управляющей компании. Следует отдавать себе отчет, стоит ли загружать полы сверх нормы, в том числе вырубать проемы в несущей стене без усиления. Это чревато серьезными последствиями, в том числе грозит приличными штрафами, вплоть до лишения прав собственности на недвижимость в судебном порядке.

Какие же нормы нагрузок на перекрытия в жилых домах?

Любые расчетные нагрузки определяются произведением их нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.

Коэффициент надежности для жилых зданий равен единице — 1, так как здание по назначению жилое относятся ко (II) второму уровню ответственности (см. СП п.4.2)

В этом же своде правил в п. 8.2.1 указано, что на плиты перекрытий в помещениях жилых зданий установлены нормативные значения равномерно распределенных нагрузок не менее 1,5 кПа, что равняется 150 кгс на 1м². Для тех, кто не знает кгс — это килограмм-силы. В общем 150 кг/м² предельно допустимая распределенная нагрузка на перекрытия в жилых зданиях.

Сборные плиты

Кроме монолитных плит в виде перекрытия часто устанавливают сборные плиты серий ПК, ПБ и ПТ. Их использую в строительстве, как многоквартирных домов, так и одноэтажных и двухэтажных домов. Плита ПК – расшифровывается как круглопустотная и является видом многопустотной плиты.

Сборные плиты

Плиты серии ПБ считаются новой технологией, и они пришли на смену плитам ПК. Их исполняют в любых формах, размерах и различной длинны. А все благодаря технологии беспрерывного производства, а не заливки как ПК.

Сборные плиты

Толщина подобных плит имеет стандартный размер – 22 сантиметра. Общая же толщина плит перекрытия в монолитном доме подразумевает под собой сумму и других значений:

  • Толщина бетонной стяжки, около 5 сантиметров.
  •  Звукоизоляция, около 5 сантиметров.
  •  Теплоизоляция, около 10-15 сантиметров.
  •  Напольное покрытие.
  •  Конструкция потолочного покрытия.
Читайте также:  Как правильно утеплить чердачное перекрытие

В сумме толщина перекрытия выходит от 30 до 50 сантиметров.

Сборные плиты

Серия ПТ используется в виде дополнительных плит для конструкций перекрытий с применением плит ПБ и ПК. Так как они имеют достаточно небольшие размеры, то отлично подойдут для перекрытий над коридором, санузлом, кладовкой. Толщина плит ПТ меньше чем ПБ и ПК – 12 сантиметров, а в сумме с другими элементами перекрытия равняется 20 сантиметрам.

Сборные плиты

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 сбора нагрузок на фундамент

Исходные данные:

Предполагается строительство жилого 2-х этажного дома с холодным чердаком и двухскатной крышей. Опирание крыши производится на две крайних стены и одну стену под коньком. Подвал не предусмотрен.

Место строительства — г. Нижегородская область.

Тип местности — поселок городского типа.

Размеры дома — 9,5х10 м по наружным граням фундамента.

Угол наклона крыши — 35°.

Высота здания — 9,93 м.

Фундамент — железобетонная монолитная лента шириной 500 и 400 мм и высотой 1 900 мм.

Цоколь — керамический кирпич, толщиной 500 и 400 мм и высотой 730 мм.

Наружные стены — газосиликат плотностью 500 кг/м3, толщина стеной 500 мм и высотой 6 850 мм.

Читайте также:  Армирование железобетонных многопустотных плит перекрытия

Внутренние несущие стены — газосиликат плотностью 500 кг/м3, толщиной стены 400 м и высота 6 850 мм.

Перекрытия и крыша — деревянные.

Конструкции, которые могли бы задержать снег на крыше, не предусмотрены.

План фундамента.

Разрез дома, с действующими нагрузками.

Требуется:

Собрать нагрузки на центральную ленту фундамента, расположенную под внутренней несущей стеной, если грузовая площадь от перекрытия 4,05 м2, а от крыши — 5,9 м2.

Сбор нагрузок на внутреннюю несущую стену.

Определяем нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) всех конструкций, нагрузка которых передается на фундамент.

Вид нагрузки Норм. Коэф. Расч.
Нагрузка от пола 1-го этажа (q1)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

— утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3)

— доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— жилые помещения

13,5 кг/м2

3,6 кг/м2

16,2 кг/м2

150 кг/м2

1,1

1,3

1,1

1,3

15,4 кг/м2

4,7 кг/м2

17,8 кг/м2

195 кг/м2

ИТОГО 183,8 кг/м2   232,9 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 1-го этажа (q2)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450кг/м3)

— доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— жилые помещения

7,2 кг/м2

16,2 кг/м2

 150 кг/м2

1,1

1,1

1,3

7,9 кг/м2

17,8 кг/м2

195 кг/м2

ИТОГО 173,4 кг/м2   220,7 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 2-го этажа (q3)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

— утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3)

— верхняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— чердачные помещения

13,5 кг/м2

3,6 кг/м2

13,5 кг/м2

70 кг/м2

1,1

1,3

1,1

1,3

15,4 кг/м2

4,7 кг/м2

15,4 кг/м2

91 кг/м2

ИТОГО 100,6 кг/м2   126,5 кг/м2
Нагрузка от конструкций крыши (q4)

Постоянные нагрузки:

— внутренняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450 кг/м3)

— стропила (ель ρ=450кг/м3)

— обрешетка (ель ρ=450кг/м3)

— гибкая черепица (ρ=1 400кг/м3)

Временные нагрузки:

— обслуживание крыши

7,2 кг/м2

3,4 кг/м2

3,3 кг/м2

7 кг/м2

100 кг/м2

1,1

1,1

1,1

1,3

1,3

7,9 кг/м2

3,7 кг/м2

3,6 кг/м2

9,1 кг/м2

130 кг/м2

ИТОГО 120,9 кг/м2   154,3 кг/м2
Вес фундамента (q5)

Постоянные нагрузки:

— вес ж/б ленты шириной 400мм (железобетон ρ=2 500 кг/м3)

1 000 кг/м2

1,1

1 100 кг/м2

ИТОГО 1 000 кг/м2   1 100 кг/м2
Вес керамического кирпича (q6)

Постоянные нагрузки:

— вес керамического кирпича 400мм (ρ=1600 кг/м3)

640 кг/м2

1,1

704 кг/м2

ИТОГО 640 кг/м2   704 кг/м2
Все газосиликаных блоков (q7)

Постоянные нагрузки:

— вес газосиликат 400мм (ρ=500 кг/м3)

200 кг/м2

1,1

220 кг/м2

ИТОГО 200 кг/м2   220 кг/м2
Снег (q8)

Временные нагрузки:

— снег

140 кг/м2

1,4

196 кг/м2

ИТОГО 140 кг/м2   196 кг/м2
Ветер (q9)

Временные нагрузки:

— ветер

15 кг/м2

1,4

21 кг/м2

ИТОГО 15 кг/м2   21 кг/м2

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на фундамент:

qнорм = 183,8кг/м2 · 4,05м + 173,4кг/м2 · 4,05м + 100,6кг/м2 · 4,05м + 120,9кг/м2 · 5,9м + 1000кг/м2 · 1,9м + 640кг/м2 · 0,73м + 200кг/м2 · 6,85м + 140кг/м2 · 5,9м + 15кг/м2 · 2,95м = 7174,85 кг/м.

qрасч = 232,9кг/м2 · 4,05м + 220,7кг/м2 · 4,05м + 126,5кг/м2 · 4,05м + 154,3кг/м2 · 5,9м + 1100кг/м2 · 1,9м + 704кг/м2 · 0,73м + 220кг/м2 · 6,85м + 196кг/м2 · 5,9м + 21кг/м2 · 2,95м = 8589,05 кг/м.

Готовые плиты или монолитные

Выполняя расчет предстоящих монтажных работ, и совершая выбор технологии возведения перекрытия между этажами, необходимо учитывать ряд факторов.

Стоит заметить, что создание единой монолитной плиты, соответствующей требованием действующих СНИП, характеризуется неоспоримыми преимуществами, а именно:

  • простота монтажа всей конструкции;
  • сравнительно небольшая себестоимость;
  • повышенная прочность и способность выдерживать нагрузки, превосходящие те, на которые делался расчет.

Основной особенностью является то, что правильно выполненное армирование монолитной плиты перекрытия обеспечивает равномерное распределение нагрузок на все стены здания.

Если вести речь о пустотных плитах, то необходимо акцентировать внимание на том факте, что арматура, обеспечивающая жесткость, располагается в их нижней части.

Еще одним неоспоримым плюсом описываемого перекрытия является возможность его создания любого размера и необходимой формы.

Достаточно часто бывает сложно подобрать готовые плиты.

Перед началом монтажных работ и самого армирования требуется произвести полный расчет и сделать соответствующий чертеж, с учетом следующих факторов:

  • толщина перекрытия;
  • габаритные размеры плиты;
  • характеристики армопояса (шаг сетки, наличие, а также расположение усилений и прочее).

Не стоит забывать о том, что все перечисленные параметры четко устанавливает современные строительные нормы и правила (СНИП).

Расчет монолитного перекрытия пример

Ручной расчёт требуемого армирования несколько громоздок. Особенно это касается определения прогиба с учетом раскрытия трещин. Нормы допускают образование в растянутой зоне бетона трещины с жестко регламентируемой шириной раскрытия. На глаз они совершенно не заметны, речь о долях миллиметра. Проще смоделировать несколько типичных ситуаций в программном комплексе, выполняющем расчёты строго в соответствии с действующими строительными нормами.  Как же произвести расчет устройства монолитных перекрытий?

В расчёте приняты следующие нагрузки:

Расчет монолитного перекрытия пример
  1. Собственный вес железобетона с расчётным значением 2750кг/м3 (при нормативном весе 2500кг/м3).
  2. Вес конструкции пола 150 кг/м2.
  3. Полезная нагрузка 300 кг/м2.
  4. Вес перегородок (усредненный) 150 кг/м2.

Общий вид расчетной схемы.

Расчет монолитного перекрытия пример

Схема деформации плит под нагрузкой.

Расчет монолитного перекрытия пример

Эпюра моментов Му.

Эпюра моментов Мх.

Расчет монолитного перекрытия пример

Подбор верхнего армирования по Х.

Расчет монолитного перекрытия пример

Подбор верхнего армирования по У.

Подбор нижнего армирования по Х.

Расчет монолитного перекрытия пример

Подбор нижнего армирования по У.

Пролеты принимались равными 4,5 и 6 м. Продольное армирование задано:

Расчет монолитного перекрытия пример
  • арматурой класса А-III,
  • класс бетона В25,
  • защитный слой 20мм

 Так как площадь опирания плиты на стены не моделировалась, результаты подбора арматуры в крайних пластинах допускается проигнорировать. Это стандартный нюанс программ, использующих метод конечных элементов для расчёта.

Обратите внимание на строгое соответствие всплесков значений моментов со всплесками требуемого армирования.

Расчет монолитного перекрытия пример