Расчет монолитного перекрытия – учитываем все нюансы

Если при расчетах будут допущены ошибки, и максимальная нагрузка на плиту перекрытия на 1 м2 будет определена неверно, это грозит разрушением всего здания.

Подробный обзор

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства. Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите. Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм. Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета. В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер. При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки. Диаметр сечения штырей 8 мм.

На чем основывается расчет железобетонных конструкций

В первую очередь следует учитывать, что сборное перекрытие, полученное из готовых плит дешевле приблизительно на 15-20 %, чем наливное монолитное основание. Причиной тому невысокая себестоимость выпускаемых на заводах типовых железобетонных конструкций, в сравнении с залитым в собранную на месте опалубку замешанным вручную или на арендованной бетономешалке раствором. Ведь для того, чтобы монолитное основание получилось надежным, недостаточно просто залить цементную смесь, сначала необходимо связать каркас из арматуры, что требует немалых трудозатрат. По прочности готовые плиты и наливные перекрытия получаются одинаковыми при равной толщине.

Читайте также:  Технология выравнивания пола в панельном доме

Рассмотрим все составляющие монолитного основания, на которых строится расчет железобетонных конструкций. В первую очередь, сооружается опалубка, которая должна быть добротной, чтобы заливка получилась качественной. Не желательно использовать обрезные доски, поскольку нижняя, потолочная часть плиты, должна быть идеально ровной. Следовательно, в качестве основы для опалубки лучше выбрать толстую фанеру, желательно, ламинированную (к ней бетон пристает несколько хуже, чем к обычной). Боковины также делаются из фанерных полос, а вот подпорки лучше установить из бруса, сечением не менее чем 100х100 миллиметров.

Далее из металлических прутков, связанных проволокой, собираются верхняя и нижняя армирующие сетки, соединенные посредством коротких поперечин в каркас. Слишком частыми ячейки делать не рекомендуется, поскольку это придаст лишнюю массу монолитному основанию, увеличив собственную нагрузку плиты. Обычно используется арматура с профилем А-II или А-III. Диаметр прутка для однорядной вязки требуется не менее 12, а для двухрядной – не меньше 10 миллиметров. Для поперечин используются стержни диаметром около 8 миллиметров. Шаг между арматурой достаточно соблюдать порядка метра.

На чем основывается расчет железобетонных конструкций

Для перекрытия большой площади обязательно нужны опорные горизонтальные балки, которые также заливаются на месте и нуждаются в армировании.

Для того, чтобы узнать, какой запас прочности необходимо придать монолитному основанию, обратимся к СНиП. Нормативная нагрузка на перекрытие в жилом доме по стандартам должна соответствовать 150 килограммам, кроме того, не следует забывать про коэффициент запаса, соответствующий 1.3.  В итоге получаем величину 150х1.3=195 кг/м2. Соотношение толщины плиты и ее площади должно иметь пропорции 1:30, иными словами, для монолитного основания 3х2 метра хватит толщины в 20 сантиметров. Арматуру желательно погрузить в раствор так, чтобы крайние прутки были покрыты бетоном не менее чем на 3 сантиметра.

Пример расчета деформации железобетонной плиты, как балки переменного сечения

Прогиб плиты при выбранной расчетной схеме составит

f = k5ql 4 /384EI p

(321.1)

Как видим, формула достаточно проста и отличается от классической наличием дополнительного коэффициента. Коэффициент k учитывает изменение высоты сжатой области сечения по длине балки при действии изгибающего момента. При равномерно распределенной нагрузке и работе бетона в области упругих деформаций значение коэффициента для приближенных расчетов можно принимать k = . Использование этого коэффициента позволяет определять прогиб балки (плиты) переменного сечения, как для балки постоянного сечения с высотой h min . Таким образом в приведенной формуле остается только 2 неизвестных величины — расчетное значение модуля упругости бетона и момент инерции приведенного сечения I p в том месте, где высота сечения минимальна. Остается только определить этот самый момент инерции, а модуль упругости примем равный начальному.

Для наглядности дальнейший расчет будет произведен для упоминавшейся выше плиты.

Теоретические предпосылки и допущения, принимаемые при определении прогиба ж/б плиты, работающей в области упругих деформаций

1. Так как соотношение длины плиты к высоте l/h = 560/20 = 28, т.е. значительно больше 10, то влияние поперечных сил на прогиб можно не учитывать.

2. Балка (плита) состоит из материалов, имеющих различные модули упругости, поэтому нейтральная линия — ось балки будет проходить не через центры тяжести поперечных сечений, а будет смещена и будет проходить через приведенные центры тяжести. Положение приведенных центров тяжести будет зависеть от соотношения модулей упругости бетона и арматуры.

3. Так как модуль упругости стали значительно больше начального модуля упругости бетона, то при рассмотрении геометрических параметров поперечного сечения плиты, как некоего единого сечения, площадь сечения арматуры следует умножить на отношение Е s /E b . Для плиты это соотношение составит a s1 = 2000000/245000 =

Читайте также:  Складирование плит перекрытия на стройплощадке

Виды пустотных панелей перекрытия

Панели с продольными полостями применяют при сооружении перекрытий в жилых зданиях, а также строениях промышленного назначения.

Железобетонные панели отличаются по следующим признакам:

  • размерам пустот;
  • форме полостей;
  • наружным габаритам.

В зависимости от размера поперечного сечения пустот железобетонная продукция классифицируется следующим образом:

  • изделия с каналами цилиндрической формы диаметром 15,9 см. Панели маркируются обозначением 1ПК, 1 ПКТ, 1 ПКК, 4ПК, ПБ;
  • продукция с кругами полостями диаметром 14 см, произведенная из тяжелых марок бетонной смеси, обозначается 2ПК, 2ПКТ, 2ПКК;
  • пустотелые панели с каналами диаметром 12,7 см. Они маркируются обозначением 3ПК, 3ПКТ и 3ПКК;
  • круглопустотные панели с уменьшенным до 11,4 см диаметром полости. Применяются для малоэтажного строительства и обозначаются 7ПК.
Виды пустотных панелей перекрытия

Виды плит и конструкция перекрытияПанели для межэтажных оснований отличаются формой продольных отверстий, которая может быть выполнены в виде различных фигур:

  • круга;
  • эллипса;
  • восьмигранника.

По согласованию с заказчиком стандарт допускает выпуск продукции с отверстиями, форма которых отличается от указанных. Каналы могут иметь вытянутую или грушеобразную форму.

Круглопустотная продукция отличается также габаритами:

  • длиной, которая составляет 2,4–12 м;
  • шириной, находящейся в интервале 1м3,6 м;
  • толщиной, составляющей 16–30 см.

По требованию потребителя предприятие-изготовитель может выпускать нестандартную продукцию, отличающуюся размерами.

Основные характеристики пустотных панелей перекрытий

Плиты с полостями пользуются популярностью в строительной отрасли благодаря своим эксплуатационным характеристикам.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия

Виды пустотных панелей перекрытия

Главные моменты:

  • расширенный типоразмерный ряд продукции. Габариты могут подбираться для каждого объекта индивидуально, в зависимости от расстояния между стенами;
  • уменьшенная масса облегченной продукции (от 0,8 до 8,6 т). Масса варьируется в зависимости от плотности бетона и размеров;
  • допустимая нагрузка на плиту перекрытия, равная 3–12,5 кПа. Это главный эксплуатационный параметр, определяющий несущую способность изделий;
  • марка бетонного раствора, который применялся для заливки панелей. Для изготовления подойдут бетонные составы с маркировкой от М200 до М400;
  • стандартный интервал между продольными осями полостей, составляющий 13,9-23,3 см. Расстояние определяется типоразмером и толщиной продукции;
  • марка и тип применяемой арматуры. В зависимости от типоразмера изделия, используются стальные прутки в напряженном или ненапряженном состоянии.

Подбирая изделия, нужно учитывать их вес, который должен соответствовать прочностным характеристикам фундамента.

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

10-этажный кирпичный жилой дом по ул. Московской в городе Вологда

Таблица 3.

1 — Нагрузка на 1м2 монолитной плиты, кН/м2 Наименование нагрузки и ее значение в кН/м2 Нормативн. значение gн гf Расчетн.

значение g Постоянная Конструкция пола: — цементный пол толщиной 30 мм 18х0,03 0,54 1,3 0,702 — гидроизоляция 0…

Инвестиционный проект строительства офисного здания в г. Москва

2.8.4 Сбор нагрузок на плиту покрытия

Нагрузки на 1 м2 покрытия Таблица 2.8.1 № п/п Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кгс/м2 Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, кгс/м2 1 2 3 4 5 Постоянная нагрузка 1 2 слоя филизола — 10мм 2,0 1,3 2…

Металлические и деревянные конструкции

2. Сбор постоянных и полезных нагрузок на перекрытия

а) Изобразите конструкцию междуэтажного перекрытия здания с несущими конструкциями в виде балок, панелей или монолитной плиты (подчеркнуть). Панели сборные — с пустотами / ребристые (подчеркнуть). б) На перекрытии расположено помещение: жилое…

Читайте также:  Чем перекрыть крышу гаража: выбор материалов и их свойства

Надежность сооружений и оснований в особых условиях

1.2 Сбор нагрузок на плиту

Таблица 1.2. Сбор нагрузок на плиту № п/п Вид и подсчет нагрузки Нормативные нагрузки, Расчетные значения, 1 2 3 4 Постоянная нагрузка 1 Три слоя рубероида на битумной мастике 0,09 1,3 0,117 2 Цементно-песчаная стяжка 0…

Одноэтажное деревянное здание

1.3 Сбор нагрузок на плиту

Вид нагрузки Нормат. нагр. , кН/ Коэф-т надежности Расчет. нагр. g, кН/ Постоянная: 1. Рулонная рубероидная кровля 0,12 1,2 0,144 2. Собственный вес панели: — верхняя и нижняя обшивки (+) *19 0,342 1,2 0…

Проектирование девятиэтажного жилого дома

Сбор нагрузок на перекрытия

КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ 9-этажное панельное бескаркасное здание с высотой этажа 2,8 м. Крупнопанельные наружные стены. Панели наружных стен трехслойные с эффективным утеплителем для крупнопанельных зданий с шагом 2,4 — 6…

Проектирование многоэтажного здания

Состав перекрытия указан на рис.2.2. Сбор нагрузок произведем в табличной форме (табл.2.3). Рис. 2.2. Состав перекрытия. Таблица 2.3 № п/п Вид нагрузки Нормативная нагрузка,кН/м2 Коэфф. надежности по нагрузке Расчетная нагрузка…

Разработка компоновочного решения каркаса здания из сборного железобетона

6.1 Сбор нагрузок на плиту покрытия

Таблица 8 Сбор нагрузок на 1 м2 плиты покрытия № Наименование нормативная кН/м2 гf расчетная кН/м2 Постоянные 1 кровля 1,01 1,27 2 ребристая плита 1,05 1,1 1,155 Временные 1 снеговая 1,68 1,4 2,4 в т.ч. длительная 0,84 1,4 1…

Расчет и конструирование монолитных железобетонных перекрытий здания промышленного типа

f3. Сбор нагрузок и статический расчет прочности панели, перекрытия, колонны нижнего этажа и фундамента под железобетонную колонну

Расчет ребристых перекрытий многопролетных промышленных зданий

Сбор нагрузок на монолитную плиту

№ Вид нагрузки Нормат. нагрузка кН/м2 f Расчетн. нагрузка кН/м2 1 Постоянная нагрузка _ g Керам. плитка =0,013м, =18кн/м3 Цем. — песч. р-р =0,03м, =18кн/м3 Ж/б плита =0,10м, =25кн/м3 0,24 0,54 2,5 1,2 1,3 1,1 0,3 0,71 2,75 Итого 3,28 — 3…

Расчет сборной плиты пустотного настила по первой и второй группам предельных состояний

2.4 Подсчет нагрузок на плиту

Принимаем следующую конструкцию пола перекрытия: плиточный пол, цементно-песчаная стяжка. Нагрузку на 1 м2 поверхности плиты в кПа приведена в таблице 2.1. Таблица 2.1 — Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия Вид Нагрузки Нормативная нагрузка…

Расчёт плиты на монтажные усилия

2. Определение нагрузок действующих на плиту

Определение нагрузок приводим в табличной форме Виды нагрузок Нормативная Нагрузка Па Коэф. надёжности по нагрузке Расчётная нагрузка Па Постоянная нагрузка покрытие. t= 0,03 с= 2100 2. Шлакобетоны слой. t= 0,03 с= 16000 3…

Сбор нагрузок на колонны среднего и крайнего рядов

5. Погонная нагрузка на плиту перекрытия

qн=q1нb q=q1bгn, где гn — коэффициент надежности по ответственности, зависит от класса ответственности здания и сооружения. Спортивный зал относится ко I классу ответственности > гn=1 qн=q1нb=9,311,2=11,2 кН/м q=q1bгn=11,271,21=13…

Физкультурно-оздоровительный комплекс в г. Вологде

2.1 Сбор нагрузок на перекрытия

Сбор нагрузок на перекрытия выполнен в табличной форме (смотри таблицы 1, 2). Таблица 2.1 — Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие, Нагрузка Нормативн. нагрузка Коэф. надежности Расчетн. нагрузка Постоянные: 1…

Четырехэтажное офисное здание

2.3.1 Сбор нагрузок на плиту

Расчетная погонная нагрузка на плиту согласно п.2.1.1: 4,1 + 2,354 = 6,454 кН/м2…