1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эксплуатационная нагрузка на перекрытие

Сбор нагрузок на перекрытие и балку

Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).

Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» [1].

Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:

1. Определение веса «пирога» перекрытия.

В «пирог» входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).

Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.

2. Определение временной нагрузки.

К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.

3. Определение расчетной нагрузки.

Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов — это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 — 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.

4. Сложение.

В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.

В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.

Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.

А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.

Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:

1. Многопустотная железобетонная плита — 220 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) — 30 мм.

3. Утепленный линолеум.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.

— железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм

— цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм

Расчет деревянной балки чердачного перекрытия

Расчет деревянной балки перекрытия, о котором подробно можно прочитать в статье «Чердачное перекрытие по деревянным балкам», производится в следующем порядке.

Определяются нагрузки на перекрытие в расчете на 1 м 2 . Нагрузки на перекрытие создаются весом деталей перекрытия и временной эксплуатационной нагрузкой — вес людей, материалов, складируемых на перекрытии и т.п.

Для чердачного перекрытия по деревянным балкам с легким эффективным утеплителем постоянную нагрузку от веса перекрытия обычно принимают не делая расчетов в размере 50 кгс/м 2 .

Руководствуясь СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», определяем временную эксплуатационную расчетную нагрузку для чердачного перекрытия: 70 кгс/м 2 х 1,3 = 91 кгс/м 2 ,

где 70 кгс/м 2 — нормативное значение нагрузки на чердачное перекрытие;
1,3 — коэффициент надежности.

Таким образом, общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие в доме составит, округляя в большую сторону, — 150 кг/м 2 (50 кгс/м 2 + 91 кгс/м 2 ).

Если чердак планируется использовать как неотапливаемое помещение, например, для хранения материалов, то расчетную нагрузку следует увеличить. Нормативное значение нагрузки на перекрытие в этом случае принимаем как для межэтажного перекрытия 150 кгс/м 2 .

Тогда расчетная временная эксплуатационная нагрузка составит 150 кгс/м 2 х 1,3 = 195 кгс/м 2 . В результате общая расчетная нагрузка на чердачное перекрытие буде равна 250 кгс/м 2 (50 кгс/м 2 + 195 кгс/м 2 ).

Если чердак в будущем планируется переделать под мансардные отапливаемые помещения с устройством стяжек, полов, перегородок, то общую расчетную нагрузку увеличивают еще на 50 кгс/м 2 , до 300 кгс/м 2 .

По известным нагрузке на перекрытие и длине перекрываемого пролета определяют сечение деревянной балки и расстояние между центрами балок — шаг балок.

Для этого используют таблицы из справочников и программы калькуляторы.

Например, в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом», таблица Б2, приведены размеры балок из досок:

В таблице Б-2 длина пролетов определена для значения расчетной равномерно распределенной нагрузки на перекрытие не более 2,4 кПа =240 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету.

В том же СП для не эксплуатируемого чердака предлагаются следующие размеры балок:

Товары для строительства и ремонта

В таблице Б-3 расчет сделан для временной эксплуатационной нагрузки всего 0,35 кПа=35 кгс/м 2 ., и максимальном прогибе балки не более 1/360 длины пролета в свету. Такое перекрытие расчитано на редкое посещение чердака людьми.

Шаг балок не обязательно выбирать тот, что указан в таблице. Для балок из досок выгоднее выбрать шаг, кратный размеру листов подшивки, чтобы листы крепить прямо к балкам, без обрешетки.

Высоту балки целесообразно выбрать такой, чтобы в межбалочном пространстве разместилась теплозвукоизоляция необходимой по расчету высоты. При этом, следует помнить о том, что цена 1м3 широких досок, как правило, выше, чем узких.

Программу-калькулятор для расчета деревянных балок (файл Excel) можно скачать, если перейти по этой ссылке и в открывшемся окне, в меню слева вверху, выбрать «Файл» > «Скачать».

Для расчета балок чердачного перекрытия в соответствующих окнах программы указывают длину перекрываемого пролета, сечение и шаг балки. В окне программы «при относительном прогибе» следует для чердачного перекрытия выбрать значение 1/200, а в окне «нагрузка по площади» — указать общую нагрузку на перекрытие (150 или 250 или 300 кг/м 2 , как указано выше).

Подбирают сечение и шаг балки таким образом, чтобы запас по прогибу был не менее 1,5 раза.

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:

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

Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Как правильно рассчитать нагрузку на перекрытие

Чтобы строительные работы увенчались успехом, необходимо правильно рассчитывать допустимую нагрузка на плиту перекрытия жилого дома или офисного здания. От этого зависит целостность всего строения и безопасность людей. Подробнее, как рассчитать нагрузку на пол и подобрать класс бетона будет рассказано в этой статье.

Производим правильный расчет

Чтобы рассчитать, какой вес выдерживает плита перекрытия, потребуется пройти несколько этапов. Подробнее о методике расчета балки или плиты перекрытия на прогиб будет рассказано далее.

Как правильно составить схему перекрытия

Зачастую перекрытие лежит на 4-х несущих стенах. Не всегда оно может иметь классическую квадратную или прямоугольную форму, которые хорошо фиксируются.

Составлять схему перекрытия и нагрузки на балку нужно исходя из будущего дизайна и количества сложных форм.

Ведь нередко строителям приходится устанавливать перекрытия в форме круга, овала и других геометрических фигур. Можно рассчитать максимальную нагрузку на м2 перекрытия, а после общую высчитать по специальным формулам.

Можете поступить еще проще. Сначала разделите площадь плиты на геометрические фигуры, которые легко рассчитываются. Выведите показатели нагрузки каждой из них, а после сложите все полученные значения.

Проектирование геометрии плиты

Важно спроектировать геометрию плиты. Не имеет значения физическая протяженность. Важнее определить длину балки. Это минимальное расстояние между стенами, которые максимально удалены друг от друга. Физическая длина будет несколько больше, чем проектная.

Для расчета железобетонной или монолитной плиты перекрытия изначально просчитайте 1м2. Для этого есть специальная формула:

Чтобы не образовывался эффект подвижного сплава, соотношение ξ сжатой бетонной зоны «у» к промежутку от основания арматуры к верней части балки h0, ξ=y/ h0 не должно превышать ξ r. Показатель Rs – это данные устойчивости арматуры, которое измеряется в мПа.

Также, в зависимости от класса арматуры, может меняться шаг балок деревянного перекрытия от середины диаметрального разреза арматуры к низу балки.

Чем больше это значение, тем сильнее становится адгезия арматуры с бетоном. При этом значение h0 снижается.

Характеристики всех классов арматуры:

  • А240. ξ r – составляет 0,612. аr приравнивается к 0,425;
  • А300. ξ r равно 0,577. аr составляет 0,411;
  • А400. ξ r – 0,531. аr – 0,390;
  • А500. ξ r – 0,493. аr – 0,472;
  • В500. ξ r – 0,502. аr – 0,376.

Правильный расчет нагрузки

Есть несколько видов нагрузки – длительная и кратковременная. Первый вариант определяется количеством мебели, этажей и техники. Второй – строительным оборудованием, которое применяется. Единица измерения фиксированной нагрузки – кг или Н, прерывистой – кг или сила. Расчет деревянного перекрытия необходим, чтобы знать распределительную нагрузку.

При расчетах сбора нагрузок нужно учитывать тип стен, на которые будет упираться плита. Если установка осуществляется на непрочные материалы, следует рассчитывать и истинную массу плитки. Чтобы узнать распределительную нагрузку, необходимо воспользоваться формулой q1=400 кг на 1м2.

Также приплюсуйте к этому показателю массу перекрытия (около 250 кг), и прибавить бетонный тендер и пол (около 100 кг). В итоге, получается 750 кг на 1м2. Помните, что изгибающая сила локализуется по центру плиты.

Как подобрать класс бетона

Чтобы рассчитать цельную плиту, следует это делать по диаметральному сечению. Также учитывайте класс бетона и арматуры.

Противодействие бетона – это показатель, на который идет арматурное сопротивление.

Растяжение осуществляет арматура. Есть много схем для подсчетов, которые принимают во внимание различные факторы.

Оптимальный подбор арматурного сечения

Плиты могут разрушаться, если прочность арматуры снизится. Также следует учитывать тот факт, что при уменьшении бетона в несколько раз, происходит снижение устойчивости армированной плиты на 8%.

Есть несколько основных формул:

Rs – это арматурное сопротивление, которое измеряется в мПа. ar – это промежуток между точками диаметрального сечения, расположенными по центру, к низу балки. Чем выше этот показатель, тем больше будет связь арматуры с бетоном. При этом снижается h0. Смысл формул в том, что арматура сможет выдержать такую нагрузку, как и бетон.

Читать еще:  Качественное устройство пола по плитам перекрытия

Армирование осуществляется с применением обвязки арматуры из сварной сетки. Учитывая, что большинство людей предпочитают выбирать сечение в виде геометрических фигур, расчет нагрузки на перекрытие должен вестись согласно двух углов, которые расположены в противоположных сторонах. То есть, рассчитывать нужно по диагонали. Помимо этого, прочность плиты может повышаться за счет дополнительного армирования.

Если расчет будет вестись по контуру, важны показатели площади. После выбирайте сечение, и произведите расчет в несколько этапов. Сначала используется внешний контур, а после – внутренний.

Если вы собираетесь производить расчет армирования прямоугольного монолита, отметьте точку в верхней части одного из узлов, а после отметьте вторую, и рассчитайте размер всей площади.

Согласно ГОСТу, под номером 2.03.01-84 устойчивость к растяжению арматуры класса А400 составляет 355 МПа. Если применяется бетон В20, его оптимальное значение равно 11,5 МПа.

Можно сделать вывод, что для армирования 1м2 требуется 5 стержней, сечение которых около 1,4 см, а ячейка – 2 см. В таком случае площадь арматуры будет около 7,7 см2. Для надежности перекрытия следует увеличить высоту плиту до 13 см. В таком случае сечение арматуры будет в пределах 4 стержней, каждый из которых по 1,6 см.

Как видите по примеру, расчет деревянной балки на прогиб и плит перекрытия на нагрузку – процесс довольно сложный. Обычному человеку, который никогда с этим не сталкивался, сложно выполнить всю процедуру. Чтобы было надежней, воспользуйтесь онлайн калькулятором для расчета деревянной балки. Если вы узнаете нужную марку бетона, разновидность и сечение арматуры, применяемой для плиты перекрытия, сможете повысить надежность и качество постройки.

Нагрузка на плиту перекрытия пустотную

Нагрузка на плиту перекрытия пустотную

Содержание

Для устройства горизонтальных ограждающих и несущих конструкций при возведении зданий различного назначения в подавляющем числе случаев используются многопустотные ЖБИ. Нагрузка на плиту перекрытия является ключевым параметром. Она определяется в процессе разработки проектно-технической документации. Одновременно с этим особое значение имеет точность расчетов, поскольку в противном случае долговечность и надежность возводимого объекта будет снижена.

Виды и особенности пустотных плит

Многопустотные ЖБИ для горизонтальных ограждающих и несущих конструкций по технологии производства бывают такого типа:

  • ПК – характеризуется применением опалубочного метода формования, при котором заливка бетона осуществляется в специальные формы, имеющие стандартные размеры.
  • ПБ – применяется методика непрерывного безопалубочного формования, при котором получается плита-полуфабрикат большой длины, разрезаемая на элементы заданных габаритов после того, как бетон наберет необходимую прочность.

По толщине ЖБИ подразделяются на такие разновидности:

  • Стандартные — ПК и ПБ с толщиной 220 мм.
  • Облегченные ПНО (производство осуществляется по опалубочной технологии), 1,6ПБ и 3,1ПБ (производятся по современному безопалубочному методу) с толщиной 160 мм.

Друг от друга плиты ПК и ПБ отличаются такими аспектами:

  • Внутреннее армирование – благодаря конструкции армирующего каркаса в изготовленных безопалубочным методом изделиях оказывает возможным резание их под углом от 0 до 180°. Однако лучше всего, если данная процедура будет осуществляться в заводских условиях. Противопоказано разрезание ПК, так как это может стать причиной нарушения несущей способности плиты.
  • Конфигурация продольных технологических отверстий – выполненные по опалубочной технологии изделия характеризуются большими и круглыми пустотами, что делает возможным прокладку инженерных коммуникаций внутри них (например, канализационных стояков).
  • Качество поверхности – благодаря новой технологии изготовления плиты ПБ обладают идеальной геометрией и более качественной поверхностью без сколов и наплывов. Кроме того, можно позволяет сэкономить на последующих отделочных работах.

Особенности и преимущества изделий

К преимуществам использования пустотных железобетонных плит относительно монолитных перекрытий можно отнести следующее:

  • Небольшой вес, благодаря чему сводится к минимуму нагрузка на фундамент и стены.
  • Минимальная трудоемкость и быстрый монтаж – укладка осуществляется с привлечением автокрана в течение считанных часов. Заделка щелей и обкладка пустот также осуществляется довольно быстро.
  • Низкая стоимость, обусловленная отсутствием необходимости в аренде или покупки дополнительного инструмента и оснастки (арматура, опалубка, вибрационное оборудование и т.д.).
  • Дополнительная теплоизоляция и звукоизоляция –содержащийся в технологических пустотах воздух способствует снижению уровня проникающего извне шума и уменьшению потерь тепла.
  • Широкий спектр плит по типоразмерам – ПБ выпускаются длиной 1,6-10,8 м, а ПК от 1,6-7,2 м.

Из минусов можно отметить необходимость в использовании грузоподъемной техники, нуждающейся в свободном подъезде к месту , где проводятся монтажные работы. Перед монтажом плит на стены из материалов низкой плотности (пеноблок, газосиликат и т.д.) потребуется сооружение армопояса, располагаемого по периметру несущих стен «коробки».

При выборе многопустотных ЖБИ для сооружения горизонтальных ограждающих и несущих конструкций важно учитывать то, что нагрузки на плиту перекрытия собираются с учетом требований СП 20.13330.2016 («Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85»).

Расшифровка маркировок

Маркировка ЖБИ включает в себя обозначение из букв и цифр, позволяющее определить разновидность плиты, ее габариты, а также несущую способность. В некоторых случаях марка включает в себя информацию о применяемом для изготовления бетоне, наличии монтажных петель, особенностях армирующего каркаса. Требования к маркировке регламентируются государственным стандартом.

В качестве примера рассмотрим расшифровку плит марки ПК 63-12-8:

  • ПК – круглопустотная плита с толщиной 220 мм, произведенная по технологии опалубочного формования.
  • 63 – длина в дециметрах (6300 мм).
  • 12 – ширина в дециметрах (1200 мм).
  • 8 – предельно возможная нагрузка в кПа (800 кг/м 2 ).

Какие виды нагрузок оказывают воздействие на изделие?

Нагрузки на горизонтальные несущие конструкции формируются за счет массы отделочных и строительных материалов, а также вследствие внешних воздействий (снег, ветер и т.д.). Сбор воздействующих нагрузок является важной процедурой в рамках проектирования домов.

На перекрытие оказывают воздействие две основные разновидности нагрузок:

  • Постоянные – оказывают воздействие в течение всего эксплуатационного срока (масса всех расположенных выше строительных конструкций, инженерного оборудования и коммуникаций, отделочных материалов).
  • Временные – обусловлены определенными воздействиями (ветровые, снеговые, нагрузки от перемещения предметов или людей в здании).

Как произвести расчет предельной нагрузки?

Максимально возможную нагрузку на плиту перекрытия можно легко рассчитать. Для этого в качестве примера выбрано изделие марки ПБ 65-12-8, вес которого составляет 2,5 т:

  • Первым делом требуется определение площади изделия – 6,5×1,2=7,8 м 2 .
  • Затем вычисляется нагрузка от веса изделия на единицу площади – 2,5/7,8=0,321 т/м 2 (321 кг/м 2 ).
  • От максимальной нагрузки отнимается нагрузка от веса плиты – 0,8-0,321=0,479 т/м 2 (479 кг/м 2 ).
  • Определяется нагрузка от строительных конструкций, стяжки пола, отделки и т.д. – в случае жилых домов берется величина с запасом 300 кг/м 2 .
  • От расчетного значения вычитается принятая величина – 479-300=179 кг/м 2 .

Проведенный выше расчет пустотной плиты продемонстрировал, что запас прочности составляет 179 кг/м 2 и изделие может быть применено в конкретном случае.

Сегодня в интернете можно без труда найти сайты с калькуляторами расчета нагрузки на плиту перекрытия. При этом важно учитывать, что он просто помогает автоматически вычислять запас прочности – то есть в любом случае необходимо вводить вид применяемого железобетонного изделия и вес располагаемых на нем материалов, конструкций, предметов и мебели.

Точечная нагрузка: точный расчет

Правила СНиП и строительные нормы регламентируют, что сосредоточенная в одной точке максимальная статическая нагрузка на плиту перекрытия определяется с учетом коэффициента запаса 1,3. Подразумевается, что при применении изделия с несущей способность 800 кг/м 2 предельно возможное значение будет составлять 800×1,3=1040 кг/м 2 .

Если в одной точке прилагаются временные (динамические) нагрузки, в расчете максимального значения используется коэффициент запаса 1,5 – 800×1,5= 1200 кг/м 2 . В видео ниже продемонстрирован процесс испытаний плиты нагрузкой до того, как она была разрушена:

Нагрузки при ремонтах старых квартир

В данном случае необходимые расчеты осуществить куда сложнее, поскольку используемые плиты уже были подвержены физическому износу. Для размещения в старом здании тяжелой мебели, оборудования и прочих предметов предварительно нужно определить нагрузку, которую покрытие способно будет выдержать.

При определении допустимых нагрузок должны быть учтены следующие факторы:

  • Нагрузочная способность стен.
  • Состояние армирующего каркаса плиты перекрытия.
  • Состояние горизонтальной несущей конструкции.

Самостоятельно произвести оценку всех описанных выше параметров без профессиональных навыков и соответствующего оборудования не удастся, поэтому обращение за помощью к квалифицированным специалистам станет наиболее оптимальным вариантом.

Способ пересчета нагрузок на квадратный метр

Расчет нагрузочной способности на примере плиты марки ПБ 45-12-8 весом 1710 кг осуществляется в следующей последовательности:

  • Высчитывание площади – 4,5×1,2=5,4 м 2 .
  • Определение максимальной загрузочной способности – 5,4×0,8=4,32 т.
  • Вычитание массы изделия – 4,32-1,71=2,61 т.
  • Вычисление массы покрытия, стяжки пола и перегородок – обычно она находится в пределах 250 кг/м 2 .
  • Расчет нагрузки на перекрытие от веса располагающихся на нем конструкций – 5,4*0,25=1,35 т.
  • Определение запаса прочности – 2,61-1,35=1,26 т.

Высчитывание фактической нагрузки осуществляется путем деления полученного значения запаса прочности на площадь плиты – 1260/5,4=234 кг/м 2 , что в пределах нормативного показателя 800 кг/м 2 .

Требования к нагрузкам по СНиП

СП 20.13330.2016 («Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85») регламентирует технические требования по назначению нагрузок и воздействий при возведении и реконструкции зданий различного назначения. Свод правил включает в себя все нужные для расчетов коэффициенты и значения:

  1. Временные нагрузки. К данной категории относятся все объекты, которые могут двигаться и переставляться (люди, техника, мебель и т.д.). Нормативные значения равномерно-распределенных нагрузок такого типа представлены в таблице 8.3 (СП 20.13330.2016). Так, например, для квартир жилых зданий принято значение 150 кг/м 2 .
  2. Расчетные нагрузки. Определение производится с учетом соответствующих коэффициентов надежности. Для осуществления расчета равномерно-распределенных временных нагрузок подбор коэффициента осуществляется с учетом пункта 8.2.2 СП 20.13330.2016.
  3. Нормативные нагрузки от веса перегородок. Согласно пункту 8.2.2 значение должно быть как минимум 50 кг/м 2 .

С учетом отмеченных выше коэффициентов осуществляются расчеты нагрузок на пустотные плиты перекрытия, примеры которых уже были ранее рассмотрены в данной статье.

Если вам необходимо заказать плиты перекрытия, то следует обратиться в IS GROUP. Мы готовы предоставить различные конструкции, в любой регион страны. У нас вы сможете найти различные дорожные плиты, аэродромные плиты блоки ФБС, СВАИ, плиты перекрытия и многие другие плиты ЖБИ. Доставка осуществляется железнодорожным транспортом. Если в вашем городе нет компании, которая может обеспечить вас строительными материалами, то обязательно обратитесь к нам по телефону 8 (800) 300-66-56.

Эксплуатационная нагрузка на перекрытие

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.

Польза или вред

На какую постоянную нагрузку рассчитываются монолитные перекрытия в жилых зданиях, ссылка на Снип

Gricha Cot

СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». п. 1.4. В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные ( длительные, кратковременные) нагрузки. п. 1.6. К постоянным нагрузкам следует относить а) вес частей сооружения, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций. Т. е. , применительно к монолитному перекрытию — это собственный вес перекрытия.
А вот пониженная нормативная нагрузка 30 кгс/кв. м — это длительная временная нагрузка ( п. 1.7. СНиП) . А полная 150 кгс/кв. м — кратковременная ( п. 1.8). И 30, и 150 — это т. н. эксплуатационные нагрузки от людей и мебели. Помимо этого учитываются нагрузки от перегородок ( в качестве длительной временной) , конструкции пола ( тоже, длительная временная, но часть конструкции пола, как например, стяжку, можно принять и постоянной) . В расчет принимаются и постоянные, и временные нагрузки. Просто расчет ведется на СОЧЕТАНИЕ перечисленных нагрузок. Как это делать подробно прописано в СНиПе. Но, чтобы излишне не заморачиваться, обычно в расчет берут (кгс/кв. м) — собственный вес перекрытия с коэфф. 1,1 ( т. 1 СНиП) , вес конструкции пола с коэфф. 1,3 ( т. 1), вес перегородок 50 кгс/кв. м с коэфф. 1.3(п. 3.5., п. 3.7 СНиП) , полную эксплуатационную нагрузку 150 кгс/кв. м ( т. 3 СНиП) с коэфф. 1,3 ( п. 3.7 СНиП) . Это и будет расчетная нагрузка, на которую нужно считать перекрытия. При этом, для плит лоджий и монолитных лестничных площадок нагрузка будет другая- 400 кгс/кв. м (т. 3 СНиП).

Читать еще:  Как правильно установить швеллер на перекрытие

На какую постоянную нагрузку рассчитываются монолитные перекрытия в жилом доме, Снип

Gricha Cot

СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». п. 1.4. В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные ( длительные, кратковременные) нагрузки. п. 1.6. К постоянным нагрузкам следует относить а) вес частей сооружения, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций. Т. е. , применительно к монолитному перекрытию — это собственный вес перекрытия. Но в расчет берутся и все временные нагрузки-т. н. эксплуатационные нагрузки от людей и мебели (кратковременная) . Помимо этого учитываются нагрузки от перегородок ( в качестве длительной временной) , конструкции пола ( тоже, длительная временная, но часть конструкции пола, как например, стяжку, можно принять и постоянной) . Расчет ведется на СОЧЕТАНИЕ перечисленных нагрузок. Как это делать подробно прописано в СНиПе. Без излишних мудрствований, обычно в расчет берут (кгс/кв. м) — собственный вес перекрытия с коэфф. 1,1 ( т. 1 СНиП) , вес конструкции пола с коэфф. 1,3 ( т. 1), вес перегородок 50 кгс/кв. м с коэфф. 1.3(п. 3.5., п. 3.7 СНиП) , полную эксплуатационную нагрузку 150 кгс/кв. м ( т. 3 СНиП) с коэфф. 1,3 ( п. 3.7 СНиП) . Это и будет расчетная нагрузка, на которую нужно считать перекрытия. При этом, для плит лоджий и монолитных лестничных площадок нагрузка будет другая- 400 кгс/кв. м (т. 3 СНиП).

Какая допустимая нагрузка на перекрытие в жилом доме для квартиры/баклона/лоджии

Gricha Cot

Эксплуатационная нагрузка на плиты перекрытий определяется не конкретными сериями, а СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». Все плиты, которые выпускаются в рамках той или иной серии, должны удовлетворять требованиям СНиП. Для помещений жилых домов нормативная эксплуатационная нагрузка на плиты перекрытия- 150 кг /кв. м. Для балконов и лоджий — 400 кг/кв. м. При проведении расчетов используется т. н. расчетная нагрузка, т. е. нормативная нагрузка с коэффициентом 1,3 ( для 150), и с коэффициентом 1,2 ( для 400). Т. е. , нагрузка, на которую расчитаны балконные плиты составляет 400 х 1,2 = 480 кг / кв. м. Нагрузка от стяжки из цементно-песчаного раствора толщиной 50 мм составляет 2100 ( вес куба раствора) х 0,05 ( толщина в м) х 1,3 ( к-т перегрузки) = 136,5 кг / кв. м. Ну, а дальше уж сами прикидывайте :-)))

Григорьева

Зависит от серии дома, от перекрытия. Например шатровые в 504 серии рассчитаны на (не соврать бы) 150кг на кв. м в комнатах, а для кухни, коридора, лестничных клеток — 300 кг на кв. м

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВРЕМЕННЫХ ДЛИТЕЛЬНО ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЧАСТИ ВРЕМЕННЫХ КРАТКОВРЕМЕННЫХ (ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ) НАГРУЗОК НА ПЕРЕКРЫТИЕ ТИПОВОГО ЭТАЖА.

Для нагрузок на перекрытие величина пониженного значения эксплуатационной нагрузки определяется умножением нормативного значения на коэффициент 0,35.

Расчетное пониженное значение эксплуатационной нагрузки на перекрытие типового этажа для расчета по второй группе предельных состояний составляет:

pt-I = 4,0 кПа х 0,35 х 1,0 = 1,4 кПа.

6. РАСЧЕТ ВРЕМЕННЫХ КРАТКОВРЕМЕННЫХ (ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ) НАГРУЗОК Pt НА ПОКРЫТИЕ

На покрытии располагаются помещения с возможным скоплением людей, в соответствии с разделом 8.2. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85», табл.8.3 — нормативное значение равномерно распределенной нагрузки для помещений данного типа равна pt = 4,0 кПа.

Расчетное значение нагрузки на покрытие определяется с учетом коэффициента надежности по нагрузке gf= 1,2 — табл.8.2 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85».

Расчетное значение нагрузки на покрытие для расчета по первой группе предельных состояний составляет:

pt-I = 4,0 кПа х 1,2 = 4,8 кПа.

Нагрузки для расчета по второй группе предельных состояний выполняется с учетом коэффициента надежности по нагрузке gf= 1,0.

Расчетное значение эксплуатационной нагрузки на перекрытие типового этажа для расчета по второй группе предельных состояний составляет:

pt-I = 4,0 кПа х 1,0 = 4,0 кПа.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВРЕМЕННЫХ ДЛИТЕЛЬНО ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЧАСТИ ВРЕМЕННЫХ КРАТКОВРЕМЕННЫХ (ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ) НАГРУЗОК НА ПОКРЫТИЕ

Для нагрузок на покрытие величина пониженного значения эксплуатационной нагрузки определяется умножением нормативного значения на коэффициент 0,35.

Расчетное пониженное значение эксплуатационной нагрузки на покрытие для расчета по второй группе предельных состояний составляет:

pt-I = 4,0 кПа х 0,35 х 1,0 = 1,4 кПа.

Сбор нагрузок на фундамент или сколько весит мой дом

Калькулятор Вес-Дома-Онлайн v.1.0

Расчет веса дома с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия (расчет вертикальных нагрузок на фундамент). Калькулятор реализован на основе СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия (актуал. версия СНиП 2.01.07-85).

Пример расчета

Дом из газобетона размерами 10х12м одноэтажный с жилой мансардой.

Входные данные

  • Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)
  • Размер дома: 10х12м
  • Количество этажей: 1 этаж + мансарда
  • Снеговой район РФ (для определения снеговой нагрузки): г.Санкт-Петербург – 3 район
  • Материал кровли: металлочерепица
  • Угол наклона крыши: 30⁰
  • Конструктивная схема: схема 1 (мансарда)
  • Высота стен мансарды: 1.2м
  • Отделка фасадов мансарды: кирпич лицевой фактурный 250х60х65
  • Материал наружных стен мансарды: газобетон D500, 400мм
  • Материал внутренних стен мансарды: не участвует (конек подпирают колоны, которые в расчете не участвуют из-за малого веса)
  • Эксплуатационная нагрузка на перекрытия: 195кг/м2 – жилая мансарда
  • Высота первого этажа: 3м
  • Отделка фасадов 1 этажа: кирпич лицевой фактурный 250х60х65
  • Материал наружных стен 1 этажа: газобетон D500, 400мм
  • Материал внутренних стен этажа: газобетон D500, 300мм
  • Высота цоколя: 0.4м
  • Материал цоколя: кирпич полнотелый (кладка в 2 кирпича), 510мм

Размеры дома

Длина наружных стен: 2 * (10 + 12) = 44 м

Длина внутренней стены: 12 м

Общая длина стен: 44 + 12 = 56 м

Высота дома с учетом цоколя = Высота стен цоколя + Высота стен 1-го этажа + Высота стен мансарды + Высота фронтонов = 0.4 + 3 + 1.2 + 2.9 = 7.5 м

Для нахождения высоты фронтонов и площади кровли воспользуемся формулами из тригонометрии.

АВС – равнобедренный треугольник

АС = 10 м (в калькуляторе расстояние между осями АГ)

Угол ВАС = Угол ВСА = 30⁰

ВС = AC * ½ * 1/ cos(30⁰) = 10 * 1/2 * 1/0.87 = 5.7 м

BD = BC * sin(30⁰) = 5.7 * 0.5 = 2.9 м (высота фронтона)

Площадь треугольника АВС (площадь фронтона) = ½ * BC * AC * sin(30⁰) = ½ * 5.7 * 10 * 0.5 = 14

Площадь кровли = 2 * BC * 12 (в калькуляторе расстояние между осями 12) = 2 * 5.7 * 12 = 139 м2

Площадь наружных стен = (Высота цоколя + Высота 1-го этажа + Высота стен мансарды) * Длину наружных стен + Площадь двух фронтонов = ( 0.4 + 3 + 1.2) * 44 + 2 * 14 = 230 м2

Площадь внутренних стен = (Высота цоколя + Высота 1-го этажа ) * Длина внутренних стен = (0.4 + 3) * 12 = 41м2 (Мансарда без внутренней несущей стены. Конек подпирают колоны, которые в расчете не участвуют из-за малого веса).

Общая площадь перекрытий = Длина дома * Ширина дома * (Кол-во этажей + 1) = 10 * 12 * (1 + 1) = 240 м2

Расчет нагрузок

Крыша

Город застройки: Санкт-Петербург

По карте снеговых районов РФ город Санкт-Петербург относится к 3 району. Расчетная снеговая нагрузка для данного района составляет 180 кг/м2.

Снеговая нагрузка на крышу = Расчетная снеговая нагрузка * Площадь кровли * Коэффициент (зависит от угла наклона крыши) = 180 * 139 * 1 = 25 020 кг = 25 т

(коэффициент, зависящий от уклона кровли. При 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается. До 30 градусов коэфф = 1, от 31-59 градусов коэфф. рассчитывается интерполяцией)

Масса кровли = Площадь кровли * Масса материала кровли = 139 * 30 = 4 170 кг = 4 т

Общая нагрузка на стены чердака = Снеговая нагрузка на крышу + Масса кровли = 25 + 4 = 29 т

Важно! Удельные нагрузки материалов показаны в конце данного примера.

Мансарда (чердак)

Масса наружных стен = (Площадь стен мансарды + Площадь стен фронтонов) * (Масса материала наружных стен + Масса материала фасада) = (1.2 * 44 + 28) * (210 + 130) = 27 472 кг = 27 т

Масса внутренних стен = 0

Масса чердачного перекрытия = Площадь чердачного перекрытия * Масса материала перекрытия = 10 * 12 * 350 = 42 000 кг = 42 т

Эксплуатационная нагрузка перекрытия = Расчетная эксплуатационная нагрузка * Площадь перекрытия = 195 * 120 = 23 400 кг = 23 т

Общая нагрузка на стены 1-го этажа = Общая нагрузка на стены чердака + Масса наружных стен мансарды + Масса чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка перекрытия = 29 + 27 + 42 + 23 = 121 т

1 этаж

Масса наружных стен 1-го этажа = Площадь наружных стен * (Масса материала наружных стен + Масса материала фасада) = 3 *44 * (210 + 130) = 44 880 кг = 45 т

Масса внутренних стен 1-го этажа = Площадь внутренних стен * Масса материала внутренних стен = 3 * 12 * 160 = 5 760кг = 6 т

Масса перекрытия цоколя = Площадь перекрытия * Масса материала перекрытия = 10 * 12 * 350 = 42 000 кг = 42 т

Эксплуатационная нагрузка перекрытия = Расчетная эксплуатационная нагрузка * Площадь перекрытия = 195 * 120 = 23 400 кг = 23 т

Общая нагрузка на стены 1-го этажа = Общая нагрузка на стены 1-го этажа + Масса наружных стен 1-го этажа + Масса внутренних стен 1-го этажа + Масса перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия = 121 + 45 + 6 + 42 + 23 = 237 т

Цоколь

Масса цоколя = Площадь цоколя * Масса материала цоколя = 0.4 * (44 + 12) * 1330 = 29 792 кг = 30 т

Общая нагрузка на фундамент = Общая нагрузка на стены 1-го этажа + Масса цоколя = 237 + 30 = 267 т

Вес дома с учетом нагрузок

Общая нагрузка на фундамент с учетом коэффициента запаса = 267 *1.3 = 347 т

Погонный вес дома при равномерно распределенной нагрузке на фундамент = Общая нагрузка на фундамент с учетом коэффициента запаса / Общая длина стен = 347 / 56 = 6,2 т/м.п. = 62 кН/м

При выборе расчета нагрузок по несущим стенам (пятистенок – 2 наружных несущих + 1 внутренняя несущая) получились следующие результаты:

Погонный вес наружных несущих стен (оси А и Г в калькуляторе) = Площадь 1-ой наружной несущей стены цоколя * Масса материал стены цоколя + Площадь 1-ой наружной несущей стены * (Масса материала стены + Масса материала фасада) + ¼ * Общая нагрузка на стены чердака + ¼ * (Масса материала чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка чердачного перекрытия) + ¼ * Общая нагрузка на стены чердака + ¼ * (Масса материала перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия цоколя) = (0.4 * 12 * 1.33) + (3 + 1.2) * 12 * (0.210 + 0.130) + ¼ * 29 + ¼ * (42 + 23) + + ¼ * (42 + 23) = 6.4 + 17.2 + 7.25 + 16.25 + 16.25 = 63т = 5.2 т/м.п. = 52 кН

С учетом коэффициента запаса = Погонный вес наружных стен * Коэффициент запаса прочности = 5.2 *1.3 = 6.8 т/м.п. = 68 кН

Погонный вес внутренней несущей стены (оси Б) = Площадь внутренней несущей стены цоколя * Масса материала стены цоколя +Площадь несущей стены * Масса материала внутренней несущей стены * Высота несущей стены + ½ * Общая нагрузка на стены чердака + ½ * (Масса материала чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка чердачного перекрытия) + ½ * Общая нагрузка на стены чердака + ½ * (Масса материала перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия цоколя) = 0.4 * 12 * 1.33 + 3 * 12 * 0.16 + ½ * 29 + ½ * (42 + 23) + ½ * (42 + 23) = 6.4 + 5.76 + 14.5 + 32.5 + 32.5 = 92 т = 7.6 т/м.п. = 76 кН

С учетом коэффициента запаса = Погонный вес внутренней несущей стены * Коэффициента запаса прочности = 7.6 *1.3 = 9.9 т/м.п. = 99 кН

Нагрузки на плиты перекрытия от перегородок по СП (СНиП)

Требования по назначению нагрузок действующих на плиты перекрытия от перегородок приведены в следующих нормативных документах:

  • СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (обязательный к применению);
  • Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)

Выделим основные пункты данных нормативных документов, которые касаются непосредственно сбора нагрузок от перегородок на плиту перекрытия.

Согласно СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия

Согласно п 5.4 СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия вес временных перегородок относится к длительным нагрузкам (Pl).

В соответствии с п.8.2.2 СП 20.13330.2016 нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены . Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. Коэффициент надежности (γf) , согласно п.8.2.7, для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

  • 1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;
  • 1,2 — при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с 7.2 СП 20.13330.2016.

п.7.2 СП 20.13330.2016. Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 СП 20.13330.2016

(таблица отредактирована порталом buildingclub.ru, удалены коэффициенты надежности для грунтов)

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Конструкции

Металлические, за исключением случаев, указанных в 7.3

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м 3 ), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м 3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

Примечание: п.7.3 СП 20.13330.2016 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf =0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

Согласно пособию по проектированию к СНиП 2.03.01-84

Согласно п.1.20 пособия при расчете перекрытая по всем предель­ным состояниям вес перегородок, расположенных вдоль пролета плит, учитывается следующим обра­зом:

Читать еще:  Чердачное перекрытие по деревянным балкам: устройство, монтаж и советы по самостоятельным работам

а) нагрузка от веса глухой жесткой перегородки (например, железобетонной сборной, выполняемой из горизонтальных элементов, железобетонной или бетонной монолитной, каменной и т. п.) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/12 длины пе­регородки от ее краев;

б) при наличии в жесткой перегородке одного проема, целиком расположенного в пределах одной половины перегородки, нагрузка от веса меньшего простенка (включая вес половины надпроемной части перегородки) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/3 ширины этого простенка от края перегородки, а нагрузка от веса остальной части перегородки — на расстоянии 1/12 длины этой части перегородки от краев проема и перегородки; при ином расположении проема нагрузка прикладывает­ся на расстоянии 1/18 длины соответствующих частей перегородки от их краев;

в) при наличии в жесткой перегородке двух прое­мов и более нагрузка от веса перегородки прикла­дывается сосредоточенно по центрам участков, опи­рающихся на перекрытие;

г) для прочих перегородок 60% их веса прини­мается распределенным по длине перегородки (на участках между проемами), а 40% — в виде со­средоточенных сил, приложенных в соответствии с подпунктами „а» — „в».

В соответствии с п.1.21 пособия распределение местной нагрузки между эле­ментами сборных перекрытий, выполняемых из многопустотных или сплошных плит, при условии обеспечения качественной заливки швов между плитами производится с учетом рекомендаций:

а) при расчете по всем предельным состояниям принимается следующее распределение нагрузки от веса перегородок, расположенных вдоль пролета равных по ширине плит:

  • если перегородка расположена в пределах одной плиты, на эту плиту передается 50% веса перегород­ки, а по 25% ее веса передается на две смежные плиты;
  • если перегородка опирается на две соседние пли­ты, вес перегородки распределяется поровну между ними;

б) при расчете по предельным состояниям второй группы местные сосредоточенные нагрузки, распо­ложенные в пределах средней трети пролета плиты, распределяются на ширину, не превышающую длины пролета; при расчете по прочности такое рас­пределение сосредоточенных нагрузок может быть допущено лишь при условии соединения смежных плит по длине шпонками, проверяемыми расчетом (см. п. 3.115 пособия).

Примечание. Если перекрытие образовано двумя плитами, опертыми по трем сторонам, при расположении перегородки в пределах одной плиты на эту плиту передает­ся 75 % веса перегородки; в этом случае нагрузка от веса перегородки на перекрытие передается, согласно п. 1.20 пособия , при расположении перегородки как вдоль, так и поперек плиты.

Использованные термины в статье:

Нагрузки длительные — это нагрузки, изменения расчетных значений которых в течение расчетного срока службы строительного объекта пренебрежимо мало по сравнению с их средними значениями (п.3.5 СП 20.13330.2016).

Длительные нагрузки входят в состав временных нагрузок (п.5.1 СП 20.13330.2016).

Нормативные (базовое) значение нагрузок — это основная базовая характеристика, устанавливаемая соответствующими нормами проектирования, техническими условиями или заданием на проектирование (п.3.7 СП 20.13330.2016).

Расчетное значение нагрузки — это предельное (максимальное или минимальное) значение нагрузки в течение срока эксплуатации объекта (п.3.9 СП 20.13330.2016).

Согласно п.4.2 СП 20.13330.2016 расчетное значение нагрузки определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γf, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию. Минимальные значения коэффициента надежности в основных и особых сочетаниях нагрузок определяются следующим образом:

  • при расчете по предельным состояниям 1-й группы — в соответствии с 7.2 (представлен в статье выше, таблица 7.1) -7.4, 8.1.4, 8.2.7, 8.3.5, 8.4.5, 9.8, 10.12, разделом 11, 12.5 и 13.8;
  • при расчете по предельным состояниям 2-й группы — принимаются равными единице, если в нормах проектирования конструкций и оснований не установлены другие значения.

Подробный алгоритм расчета балок перекрытия

Конструктивный раздел рабочего проекта жилого или общественного здания является важной частью комплекта технической документации.

Инженер разрабатывает комплекс решений, выполнение которых гарантирует безопасную эксплуатацию объекта.

Перед разработкой чертежей несущих элементов здания требуется провести общий и локальный расчёт каждого из них с подбором оптимальных сечений.

Проектировщики уделяют повышенное внимание конструктивным решениям перекрытий, и, при необходимости, добавляет в конструкцию балки, повышающие прочность и компенсирующие прогибы конструкции.

О расчете балок перекрытия поговорим в статье.

Для чего требуется?

Балки перекрытия – это горизонтальные линейные несущие элементы здания, расположенные в пролёте между вертикальными конструкциями. Работают на изгиб под действием постоянных и временных нагрузок.

Расчёт балок перекрытия является неотъемлемым этапом разработки раздела проекта «Конструктивные решения», и он выполняется по следующим причинам:

  1. Подбор оптимального поперечного сечения элемента, воспринимающего внутренние усилия, которые образуются под действием внешних сил.
  2. Определение шага балок и их количества, исходя из условий предельного равновесия перекрытия и объёмно-планировочных ограничений помещения.
  3. В случае конструирования железобетонного перекрытия – определение минимального процента армирования в зонах повышенных напряжений, в соответствии со значениями эпюр момента и поперечной силы.
  4. Назначение минимального запаса прочности и устойчивости в случае непредвиденного увеличения эксплуатационных нагрузок.

При корректном расчёте балочных конструкций, по завершении монтажных работ и приложения всех расчётных нагрузок, перекрытие не разрушается, а его деформации остаются в пределах нормативных значений.

Исходные данные

Расчёт балок проводится в два этапа – определение внутренних усилий в стержневом элементе и подбор сечений конструкции для последующего конструирования. Для выполнения первой части расчёта потребуются следующие исходные данные:

  • длина пролёта, вдоль которого располагается стержневой элемент;
  • характер опирания балки на вертикальную конструкцию – шарнирное, либо жёсткое защемление;
  • вес вышележащих конструкций перекрытия и полов – постоянные нагрузки;
  • временная нагрузка, равномерно распределённая по площади, принимаемая по СНиП, исходя из эксплуатационных характеристик помещения;
  • штамповые нагрузки, при наличии технологических особенностей при эксплуатации.
  • материал стержневого элемента – как правило, железобетон, металлический профиль или деревянный брус;
  • архитектурные ограничения, например, предельная высота балки;
  • жёсткость материала – класс железобетона, марка стали, порода дерева и т. д.;
  • дополнительные ограничения, связанные с особенностями эксплуатации здания – наличие инженерных коммуникаций под потолком.

Подбор сечения сводится к назначению его габаритов в произвольном порядке с последующей проверкой условий прочности и устойчивости.

Как рассчитать?

Все балки перекрытий, вне зависимости от их количества, материала, высоты и условий работы, рассчитываются в строгом соответствии с определённым алгоритмом.

Сбор нагрузок

Большинство нагрузок, прикладываемых к перекрытию, являются равномерно распределёнными по площади, и их необходимо привести к линейным значениям. Чтобы собрать все нагрузки на балку, необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Определить величину промежуточного пролёта между стержнями.
  2. Выделить в перекрытии расчётную полосу. Ширина этого гипотетического элемента составляет ½ пролёта между стержневыми элементами, отложенную в каждую сторону от центральной оси рассматриваемой балки.
  3. Вычислить массу расчётной полосы перекрытия, путём умножения её объёма на плотность материала.
  4. Таким же образом определить загружение от веса полов.
  5. Привести временную эксплуатационную нагрузку из распределённой по площади на стержневой элемент.
  6. Добавить особые штамповые, либо точечные загружения при наличии специальных условий эксплуатации.
  7. Если речь идёт о плите покрытия, то в качестве временной нагрузки принимается нормативный вес снегового покрова для конкретного региона страны. Например, в Москве этот показатель составляет 180 кг/м2.

Пример: если стержни уложены в пролёте 6 м, а расстояние между ними составляет 2 м, перекрытие – монолитная железобетонная плита толщиной 180 мм, вес полов 150 кг/м2, а временная нагрузка в жилом здании – 100 кг/м2, на стержневой элемент собираются следующие загружения:

  • масса участка плиты: 6 м х 2 м х 0,18 м х 2500 кг/м3 (r – плотность железобетона) = 5400 кг;
  • масса полов: 150 кг/м2 х 6 м х 2 м = 1800 кг;
  • временная нагрузка: 100 кг/м2 х 6 м х 2 м = 1200 кг;
  • суммарная нагрузка на деталь составит: 5400 кг + 1800 кг + 1200 кг = 8400 кг;
  • учитывая, что стержневой элемент имеет длину 6 м, то прикладываемая равномерно распределённая нагрузка q = 8400 кг / 6 м = 1400 кг/м, или 14 кН/м.

В зависимости от условий работы, назначается повышающий коэффициент, принимаемый по СНиП – от 1,05 до 1,2.

Определение внутренних усилий

Когда известны все нагрузки, длина и характер защемления, проектировщик определяет внутренние усилия в стержневом элементе:

  1. Изгибающий момент, являющийся основной характеристикой изгибаемого элемента, определяется по формуле M = ql2 / 8, при стандартном опирании детали на вертикальные опоры. l – длина пролёта. Таким образом, M = 14 кН/м * 62 / 8 = 63 кН*м. Максимальное значение момента оказывается в центре полёта.
  2. Поперечное усилие Q, называется также перерезывающей силой, которая имеет предельную величину около опор. Q = ql / 2 = 14 кН/м * 6 / 2 = 42 кН.

Исходя из полученных значений, инженер строит 2 эпюры с графическим отображением данных усилий.

Подбор высоты и ширины

Определив значения внутренних усилий и владея информацией о материале конструкции, инженер начинает подбор поперечного сечения.

Исходя из объёмно-планировочных показателей и опыта в проектировании, инженер самостоятельно назначает предварительное сечение, например, h = 45 cм, b = 20 cм, где h – высота, b – ширина.

Высота железобетонной балки складывается из двух величин: h = h0 + a, где h0 – рабочая высота от центра растянутой арматуры в нижней зоне до верхней кромки, а – величина защитного слоя бетона от грани арматуры до низа элемента + 1/2 диаметра рабочего стержня. Принимая a = 5 см, можно определить h0 = 45 см – 5 см = 40 см.

Далее проверяются условия равновесия по двум формулам: Rs As = Rbbx и M = Rbbx (h0 – x/2), где Rs и Rb – расчётные сопротивления арматуры и бетона, соответственно, зависящие от классов материалов, х – высота сжатой зоны бетона. Чаще всего, в конструкцию закладывают арматурную сталь А500s, а бетон для перекрытий принимается класса В25. Таким образом, в соответствии со СНиП, Rs = 43,5 кН/см2, а Rb = 1,45 кН/см2.

Высота сжатой зоны составляет х = Rs Аs / gb1 Rbb, где As – площадь рабочей арматуры, gb1 – коэффициент условий работы бетона, принимаемый в стандартных конструкциях 0,9.

Площадь рабочей арматуры Аs = gb1Rbbeh0/Rs, где e – относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая по формуле e = (1 – (1 – 2am)1/2), а безразмерная величина am = M / (gb1 Rbbh02) = 6300 кНсм / (0,9 * 1,45 * 20 * 1600) = 0,15. e = (1 – (1 – 2 * 0,15) 1/2) = 1 – 0,837 = 0,163. Таким образом, в конкретно взятом примере, Аs = 0,9 * 1,45 * 20 * 0,163 * 40 /43,5 = 3,91 см2.

По факту принимается арматура большего сечения, чем показал расчёт. 2d16 имеют площадь 4,02 см2. Высота сжатой зоны, исходя из 1 условия предельного равновесия, составит х = 43,5 * 4,02 / (0,9 * 1,45 * 20) = 6,7 см.

Предельно допустимый момент, который может воспринять сечение, выводится из 2 условия предельного равновесия и составляет M = gb1 Rbbx(h0 – x/2) = 0,9 * 1,45 * 20 * 6,7 * (40 – 6,7/2) = 6409 кНсм Подбор шага

Если высота и ширина подобраны верно, необходимо определить количество элементов в перекрытии, которое зависит от следующих критериев:

    Объёмно-планировочные решения помещения.

Если подобранное сечение детали, удовлетворяющее условиям прочности и устойчивости, значительно сокращает высоту комнаты в чистоте, то проектировщику придётся уменьшать сечение, добавляя количество деталей с более частым шагом.

  • Шаг и количество балок должны быть подобраны таким образом, чтобы свободный пролёт плиты между ними обеспечивал условиям предельного равновесия. Для расчёта конструктивного элемента необходимо принять расчётную полосу шириной 1 м, собрать на неё нагрузки и полностью повторить алгоритм.
  • При корректно подобранном шаге, удовлетворяющим условиям равновесия, эксплуатации перекрытия обеспечит полную безопасность людей, пребывающих в здании.

    Определение предельного прогиба

    Помимо прочности, балочная система должна отвечать условиям предельных деформаций. Если линейный элемент имеет вертикальные перемещения под действием суммарной нагрузки, не превышающие нормативных значений, то сечение подобрано верно.

    Алгоритм выглядит следующим образом:

    1. Определяется фактический прогиб конструкции по формуле f = 5/384 * qnl4/EI, где qn – суммарная нагрузка, l – величина пролёта, Е – модуль упругости материала, принимаемый по таблице СНиП (для бетона класса В25 он составляет 30000 кгс/см2), I – момент инерции сечения.
    2. I – это переменная величина, которая зависит от формы сечения. В случае, с прямоугольником I = bh3/12, а в конкретном примере I = 20 * 91125 / 12 = 151875 см4.
    3. Реальный прогиб составит f = 5/384 * 6300 * 6004 / 30000 * 151875 = 2,3 см.
    4. Полученное значение сравнивается с предельно допустимой нормативной величиной, которая для стандартных стержней в жилых и общественных зданиях составляет 1/250l, а в случае пролёта 6 м = 600 см, 1/1250 *600 = 2,4 см. То есть, конструкция удовлетворяет условиям предельных деформаций.

    В случае, когда данное условие не выполняется, проектировщику необходимо принимать другой класс бетона, уменьшать шаг или изменять габариты сечения.

    Классические ошибки

    Инженеры, не имеющие должного опыта, часто допускают некоторые ошибки при расчёте балок, а именно:

    1. Слишком малое сечение, даже если оно и проходит по условиям прочности, может прогнуться больше нормативных значений, из-за чего перекрытие перестанет удовлетворять эксплуатационным требованиям.
    2. Наоборот, слишком большое сечение приведёт к перерасходу материалов и повышенным затратам при строительстве.
    3. Неверно выбранное защемление балки повлияет на результат расчёта.
    4. При расчёте необходимо приводить все единицы к единому модулю, а, в противном случае, результат окажется далёким от истины.

    Чтобы не совершать типичные ошибки, следует выполнять расчёт в соответствии с алгоритмом и фиксировать все промежуточные результаты. После выполнения расчёта следует несколько раз проверить результат. Если возникают сомнения, лучше сравнить подобранное сечение балки с аналогичными примерами.

    Заключение

    Расчёт балок перекрытия – кропотливый процесс, требующий повышенного внимания, знаний формул и алгоритма. Перед началом выполнения чертежа нужно определить 4 главных параметра – нагрузки на балку, оптимальное сечение элемента, шаг стержней в перекрытии и фактический прогиб конструкции.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector