Эквивалентная нагрузка на плиту перекрытия

Как собрать нагрузку на плиту перекрытия

Нас спрашивают:
П одскажите пожалуйста как правильно собрать нагрузку от перегородки на плиту перекрытия. Как перераспределяется нагрузка от перегородки на плиту (в старом источнике нашел про перераспределение нагрузки на 2 соседние плиты по 25% и на саму плиту 50% от веса перегородки)?

Мы отвечаем:
А бсолютно непонятно, с какого перепугу перегородка занимающая три плиты будет именно таким образом на них давить. ) Нет, такое распределение, разумеется, вполне возможно, но далеко не очевидно. Однозначно, нагрузка на плиту от перегородки равна весу перегородки пропорционально приходящегося на эту плиту. Не больше и не меньше.

В реальности это выглядит так: скажем, перегородка в три метра длиной, стоит на трех плитах шириной в метр (двух, десяти не принципиально), вес перегородки 1200 кг, соответственно на каждую плиту приходится 400 кг. Если плиты четыре и три из них по метру, а одна в три, то и нагрузка будет распределятся как 1200/6 м = 200 кг 200 кг х 3 = 600 кг. Т. е. три метровых плиты будут держать по сто кг, а трехметровая все шестьсот кг.

Вот и все. Другой вопрос, что плита рассчитывается на предельную нагрузку как балка. Т.е. вес перегородки (продолжим пример) будет сосредоточенным и равным 400 кг. При этом, вертикальные реакции (усилия) в местах опор равны 200 кг на каждой (400кг/2 опоры). В данном случае балка предполагается статически определимой, т.е. имеет шарнирные опоры, с одной стороны подвижный с другой неподвижный шарнир. А вот изгибающие усилия, зависят от места приложения нагрузки. В шарнирах это ноль, а в точке приложения максимум, но при этом величина изгибающего момента зависит от пролета плиты. Если нагрузка приложена в трех метрах от опоры, то это уже 400х3=1200 кг. Впрочем, это очевидно — чем длиннее плита, тем меньшую нагрузку (при равном сечении) она может выдержать.

Подводя итог рассуждениям: в каждом конкретном случае, нужно рассматривать не некую абстрактную перегородку, а систему распределения нагрузок. И только уже исходя из этого можно рассчитать их величины.

Если взять пример, когда перегородка опирается краями на несущие стены, а основной плоскостью на плиты? В подобном случае, она представляет собой диск работающий в сечении ее же плоскости, а значит не деформируемый, а значит плиты на которых она помещена вообще не требуют расчета на нагрузку от перегородки.

Прошу прощения задал некорректный вопрос. В данный момент занимаюсь сбором нагрузок на плиту перекрытия. Имеется перегородка расположенная вдоль плиты и (в соответствии с «Рекомендациями по подбору эквивалентных равномерно распределенных нагрузок на перекрытия от перегородок» БЕЛНИИ , Минск 1979) при расположении перегородки вдоль плиты нагрузка распределяется 50% от перегородки на эту плиту и по 25% на соседние. При расположении перегородки поперек плиты нагрузка от перегородки (подобраная по таблице вышеуказанного документа) полностью приходится на плиту. Вопрос в следующем — как распределяется нагрузка при опирании перегородки, расположенной вдоль плиты, на эту плиту.?

Теперь несколько понятнее. Как минимум, что перегородка расположена вдоль плиты. Но к сожалению имеет место быть путаница в терминологии. Сбор нагрузок это расчет суммы всех нагрузок действующих на конструкцию. Сбором нагрузок от перегородки, будет определение суммы веса материала самой перегородки (к примеру, каменной кладки), веса штукатурки, возможно, каких-то конструкций, закрепленных на перегородке и т.д. Далее, определяется, как именно эта сумма нагрузок воздействует на плиту и отсюда выполняется расчет требуемой несущей способности плиты.

Документ, о котором Вы пишете к сбору нагрузок никакого отношения не имеет. Это упрощенные таблицы для определения эквивалентно распределенной нагрузки от перегородки на перекрытие.

Причем нагрузки от перегородок, заранее заданной толщины, высоты и материала, соответственно – известного веса. При этом по умолчанию подразумевается, что характер нагрузки вызывает в сечении плиты максимальные напряжения.

Для чего нужны эти таблицы? Для упрощения жизни проектировщику. Т.е. мы сразу можем видеть что перегородка такой-то длины, расположенная на плите такого-то пролета, дает эквивалентную нагрузку, к примеру скажем 256 кг/м2. Далее, поскольку на каждую марку плит есть ГОСТ или ТУ где, указана предельная нагрузка, которую она может выдержать и определив по таблице, что для нашей плиты нагрузка составляет пресловутые 256 кг/м2, берем нужный ТУ или ГОСТ и проверяем, подойдет ли плита, которую мы приняли для данного проекта. Либо, наоборот — находим подходящую плиту, рассчитанную на нагрузку не менее чем 256 кг/м2 и берем ее для проекта.

При этом заметьте, по этой методичке учитывается, нагрузка на плиту только от перегородки, и именно только такого типа! Т.е. нагрузки от мебели, людей, материала полов и пр. нужно учитывать дополнительно. Как и дополнительный вес перегородки, если она паче чаяния сделана не из 65 мм гипсобетона, объемным весом в 1,5 т/м3, а скажем бетонных блоков объемным весом 2,2 тн/м3 и имеет толщину 150 мм.

Почему процентное распределение таково? Да кто ж его знает? Это надо у составителей таблиц спросить. Видимо, согласно расчетам плиты перекрытия работают не каждая сама по себе, но представляют собой некую конструкцию, где нагрузки распределяются именно так и никак иначе. При этом соотношение это, очевидно, принято как максимально неблагоприятное.

Что до поперечного расположения, снова таки, видимо, при расчетах таблицы учитывался вес этого типа перегородок, приходящийся на одну плиту.

Кстати, в сети есть, на мой взгляд, более удачная методичка «Таблицы эквивалентных равномерно-распределенных нагрузок от перегородок». Москва 1990 г. Там, как минимум учтено наличие проемов.

Но вообще, что до года издания, это все ерунда. Стройка штука консервативная, методики расчетов сопротивления материалов лежащие в основе строительной механики еще в девятнадцатом веке были созданы. Опять же, сумма квадратов катетов прямоугольного треугольника, как была во времена Пифагора равна квадрату гипотенузы, так и сейчас нисколько не изменилась и не уточнилась.

Максимально допустимая нагрузка на плиту перекрытия

Для обустройства перекрытий между этажами, а также при строительстве частных объектов применяются железобетонные панели с полостями. Они являются связующим элементом в сборных и сборно-монолитных строениях, обеспечивая их устойчивость. Главная характеристика – нагрузка на плиту перекрытия. Она определяется на этапе проектирования здания. До начала строительных работ следует выполнить расчеты и оценить нагрузочную способность основы. Ошибка в расчетах отрицательно повлияет на прочностные характеристики строения.

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 плит и конструкция перекрытия

Панели 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

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.

Как маркируются плиты пустотные

Государственный стандарт регламентирует требования по маркировке продукции. Маркировка содержит буквенно-цифровое обозначение.

Маркировка пустотных плит перекрытия

По нему определяется следующая информация:

• типоразмер панели;
• габариты;
• предельная нагрузка на плиту перекрытия.

Маркировка также может содержать информацию по типу применяемого бетона.

На примере изделия, которое обозначается аббревиатурой ПК 38-10-8, рассмотрим расшифровку:

• ПК – эта аббревиатура обозначает межэтажную панель с круглыми полостями, изготовленную опалубочным методом;
• 38 – длина изделия, составляющая 3780 мм и округленная до 38 дециметров;
• 10 – указанная в дециметрах округленная ширина, фактический размер составляет 990 мм;
• 8 – цифра, указывающая, сколько выдерживает плита перекрытия килопаскалей. Это изделие способно выдерживать 800 кг на квадратный метр поверхности.

При выполнении проектных работ следует обращать внимание на индекс в маркировке изделий, чтобы избежать ошибок. Подбирать изделия необходимо по размеру, уровню максимальной нагрузки и конструктивным особенностям.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

• небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
• уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
• способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
• повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
• возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
• многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.

К преимуществам изделий также относятся:

• возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
• повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
• стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
• возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
• ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Изделия не подвержены усадке, имеют минимальные отклонения размеров и устойчивы к воздействию коррозии.

Имеются также и недостатки:

• потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана;
• необходимость выполнения прочностных расчетов. Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий.

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

• начертить пространственную схему здания;
• рассчитать вес, действующий на несущую основу;
• вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Определяя массу, необходимо просуммировать вес стяжки, перегородок, утеплителя, а также находящейся в помещении мебели.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК 60.15-8, которая весит 2,85 т:

1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м 2 .
2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.

Многопустотная плита перекрытия ПК 60.15-8

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м 2

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК 23.15-8 весом 1,18 т:

1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м 2 .
2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м 2 .
5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Фактическая нагрузка на квадратный метр определяется путем деления полученного значения на площадь 890 кг:3,45 м2= 257 кг. Это меньше расчетного показателя, составляющего 800 кг/м2.

Максимальная нагрузка на плиту перекрытия в точке приложения усилий

Предельное значение статической нагрузки, которое может прилагаться в одной точке, определяется с коэффициентом запаса, равным 1,3. Для этого необходимо нормативный показатель 0,8 т/м 2 умножить на коэффициент запаса. Полученное значение составляет – 0,8х1,3=1,04 т. При динамической нагрузке, действующей в одной точке, коэффициент запаса следует увеличить до 1,5.