Как произвести расчет монолитной плиты перекрытия

Многоэтажные здания в наше время проектируются с использованием габаритных унифицированных схем, причем основным типом перекрытий являются сборные перекрытия. Применение монолитных плит необходимо тогда, когда по каким-нибудь причинам необходимо отступить от унифицированных габаритных схем. К примеру, если по архитектурным или технологическим требованиям предусматриваются особенные характеристики здания (высота этажей, величина нагрузки, сложность очертаний в плане).

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.

Расчет монолитного перекрытия: обратиться за помощью или одолеть самому?

Не вызывает сомнений, что оптимальным вариантом строительства монолитной плиты является его проведение в полном соответствии с планом. Расчет конструкции, который проводится специалистами, имеет некоторые преимущества:

Читайте также:  Безбалочные перекрытия: виды, расчет, достоинства и недостатки

Схема монолитного армированного перекрытия: назначение элементов конструкции.

  1. Монолитное перекрытие имеет требуемую несущую способность.
  2. Количество и сортамент арматуры, толщина и марка , которые применяются в конструкции по расчету профессионалов, считаются оптимальными, что дает возможность обойти ненужный избыток материалов и чрезмерные затраты труда.
  3. Разработанная специалистами программа строительства разрешает опереть монолитную плиту не только на стены, но также и на отдельно взятые колонны, что во много раз расширяет свободу планировки дома. Причем армирование конструкции в местах его соприкосновения с колоннами во многом отличается от армирования обыкновенного перекрытия, поскольку в таких участках нужно устанавливать вспомогательные стержни арматуры усиления.
  4. В проекте произведен четкий расчет всех объемов работ, что значительно помогает облегчить устройство конструкции тогда, когда с целью выполнения работ вы решите обратиться в строительную компанию или к частной бригаде.

Но что делать в том случае, если вы по какой-то причине не можете обратиться к подобного рода специалистам? Попробовать самостоятельно рассчитать устройство и ? Конечно, вы можете предпринять такую попытку, но вряд ли сможете осуществить задуманное без наличия специального образования и навыков. Плюс к тому, при таких попытках от осознания того факта, что постичь такой расчет «в бравой кавалерийской атаке» не получается, многие поддаются панике и унынию.

Но не нужно отчаиваться, ведь вы строите свой собственный дом, а не торгово-развлекательный центра с помещениями размером 12 на 24 м, поэтому для в частном доме можно прибегнуть к стандартному решению. А за консультацией к специалистам вам стоит обращаться в тех случаях, если вы решите сделать ваше жилище с рядом из монолитных колонн и несущего перекрытия, или же в том случае, когда пролет перекрытия будет превышать 7 м.

Ребристые монолитные плиты являются системой перекрестных балок – основных и второстепенных, – которые соединяются монолитно между собой и поверху объединяющей их плитой.

прогибы

Е.2.1 Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций

Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций и нагрузки, от которых следует определять прогибы, приведены в таблице Е.1. Требования к зазорам между смежными элементами приведены в Е.1.6 приложения Е.1.

Е.2.2 Предельные прогибы (физиологические)

Предельные прогибы элементов перекрытий (балок, ригелей, плит), лестниц, балконов, лоджий, помещений жилых и общественных зданий, а также бытовых помещений производственных зданий исходя из физиологических требований следует определять по формуле

где g — ускорение свободного падения;

р — нормативное значение нагрузки от людей, возбуждающих колебания, принимаемое по таблице Е.2;

 прогибы

р1 — пониженное нормативное значение нагрузки на перекрытия, принимаемое по таблице Е.2;

Читайте также:  Калькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плиты

q — нормативное значение нагрузки от веса рассчитываемого элемента и опирающихся на него конструкций;

п — частота приложения нагрузки при ходьбе человека, принимаемая по таблице Е.2;

b — коэффициент, принимаемый по таблице Е.2.

Прогибы следует определять от суммы нагрузок j1p + р1 + q, где j1 — коэффициент, определяемый по формуле (8.1).

Е.2.3 Горизонтальные предельные прогибы колонн и тормозных конструкций от крановых нагрузок

Е.2.3.1 Горизонтальные предельные прогибы колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами, крановых эстакад, а также балок крановых путей и тормозных конструкций (балок или ферм) следует принимать по таблице Е.3, но не менее 6 мм.

Прогибы следует проверять на отметке головки крановых рельсов от сил торможения тележки одного крана, направленных поперек кранового пути, без учета крена фундаментов.

Е.2.3.2 Горизонтальные предельные сближения крановых путей открытых эстакад от горизонтальных и внецентренно приложенных вертикальных нагрузок от одного крана (без учета крена фундаментов), ограничиваемые исходя из технологических требований, следует принимать равными 20 мм.

Е.2.4 Горизонтальные предельные перемещения и прогибы зданий, отдельных элементов конструкций и опор конвейерных галерей от ветровой нагрузки, крена фундаментов и температурных климатических воздействий

 прогибы

Е.2.4.1 Горизонтальные предельные перемещения зданий, ограничиваемые исходя из конструктивных требований (обеспечение целостности заполнения каркаса стенами, перегородками, оконными и дверными элементами), приведены в таблице Е.4. Указания по определению перемещений приведены в Е.1.9 приложения Е.

Горизонтальные перемещения зданий следует определять с учетом крена (неравномерных осадок) фундаментов. При этом нагрузки от веса оборудования, мебели, людей, складируемых материалов и изделий следует учитывать только при сплошном равномерном загружении всех перекрытий многоэтажных зданий этими нагрузками (с учетом их снижения в зависимости от числа этажей), за исключением случаев, при которых по условиям нормальной эксплуатации предусматривается иное загружение.

Для зданий высотой до 40 м (и опор конвейерных галерей любой высоты), расположенных в ветровых районах I-IV, крен фундаментов, вызываемый ветровой нагрузкой, допускается не учитывать.

Нормы настоящего раздела устанавливают предельные прогибы и перемещения несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений при расчете по второй группе предельных состояний независимо от применяемых строительных материалов.

Нормы не распространяются на сооружения гидротехнические, транспорта, атомных электростанций, а также опор воздушных линий электропередачи, открытых распределительных устройств и антенных сооружений связи.

Расчет предельно допустимых нагрузок

Плиты перекрытия могут иметь разные размеры и разную толщину, что влияет на их устойчивость к нагрузкам.

Читайте также:  Как произвести расчет монолитной плиты перекрытия

Чтобы узнать, сколько может вынести плита перекрытия, нужно сначала изготовить подробный чертеж дома (или квартиры). Затем следует высчитать общий вес всего, что понесет перекрытие. Сюда входят перегородки из гипсобетона, песочные и керамзитовые утепления полов, цементные стяжки, вес напольных плит или паркетного покрытия. Затем общий вес нагрузки следует поделить на количество плит, которые понесут все это на себе.

Несущие стены и опоры для крыши должны располагаться исключительно по торцам. Надо отметить, что внутренние части армируются так, чтобы нагрузка передавалась на торцы.

Середина плиты не может принять на себя вес серьезных конструкций, даже если снизу будут подведены опорные колонны или капитальные стены.

Теперь приступаем к общему расчету нагрузки, которую может выдержать плита. Для этого нужно знать ее вес. Возьмем, к примеру, плиту ПК-60-15-8, столь любимую нашими строителями. Согласно ГОСТ 9561-91, вес ее равен 2850 кг.

Для начала высчитаем площадь несущей поверхности плиты: 6 м × 1,5 м = 9 кв.м. Теперь нужно узнать, сколько килограммов нагрузки эта поверхность может вынести. Для этого площадь умножаем на максимально допустимую нагрузку, приходящуюся на 1 кв.м поверхности: 9 кв.м × 800 кг/кв.м = 7200 кг. Вычитаем отсюда вес самой плиты: 7200 кг – 2850 кг = 4350 кг.

После этого подсчитываем, сколько килограммов “съест” утепление полов, стяжка и укладка напольного покрытия. Обычно стараются уложить такое количество утеплителя или цементной стяжки, чтобы оно вместе с напольным покрытием весило не больше 150 кг/кв.м.

Таким образом, при 9 кв.м поверхности плиты она понесет: 9 кв.м × 150 кг/кв.м = 1350 кг. Вычитаем это число из получившейся ранее цифры и получаем: 4350 кг – 1350 кг = 3000 кг , что в пересчете на 1 кв.м дает 333 кг/кв.м.

Что означают эти 333 кг? Поскольку вес самой плиты и напольных покрытий уже вычтен, 333 кг на 1 кв.м – это та полезная нагрузка, которую можно на ней разместить. Согласно СНиП от 1962 года, не менее 150 кг/кв. м из этих 333 кг/кв.м должно быть отведено под будущие привнесенные нагрузки: статическую (мебель и бытовые приборы), и динамическую (люди, их питомцы).

Оставшиеся 183 кг/кв.м могут быть использованы для установки перегородок или каких-либо декоративных элементов. Если вес перегородок превышает рассчитанное значение, следует выбрать более легкое напольное покрытие.