Максимальный пролет монолитного перекрытия

Во время строительства здания в обязательном порядке должен учитываться такой важный вопрос, как опирание плит перекрытия.

Такелажные работы

ПК обладают немалым весом, манипуляции с ними непросты. В большинстве тяжёлых железобетонных изделий имеются закладные петли для зацепа крюков стропальных тросов. Однако, выпускается ряд многопустотных железобетонных перекрытий без петель. Плиты из ячеистого бетона, производимые по лицензиям немецких компаний, также не оснащаются такелажными петлями. Для подъёма таких ПК применяют захватные устройства, так называемые кондукторы. ПК, не оснащённые петлями, обладают трапециевидным сечением, сужающимся кверху. На боковых поверхностях имеются выступы, за которые фиксируют зацепы кондуктора.

Такелажные работы

Захватное устройство не выступает за габариты ПК, после монтажа легко снимается.

Виды перекрытий

В зависимости от конструкции каркаса перекрытия монтируются деревянные и железобетонные. Последние в свою очередь делятся на:

  • стандартные железобетонные плиты различных конструкций;
  • монолитное перекрытие.

Преимущество готовых армированных плит в профессиональном изготовлении согласно требованиям СНиП: меньший вес за счет наличия сформированных при заливке полостей. По количеству и форме внутреннего строения плита бывает:

  • многопустотной – с круглыми продольными отверстиями;
  • ребристой – сложный профиль поверхности;
  • пустотной – узкие, фигурные панели используются как вставки.

Уже готовые плиты перекрытия оправдывают свое применение при крупном строительстве, например при возведении высотных домов. Но они имеют свои недостатки при укладке:

  • наличие стыков;
  • использование грузоподъемной техники;
  • подходят только под стандартные размеры помещений;
  • невозможность создавать фигурные перекрытия, отверстия для вытяжек и др.

Монтаж перекрытий из плит обходится дорого. Надо оплачивать транспортировку спецавтомобилем, загрузку и монтаж подъемным краном. Чтобы дважды не вызывать спецтехнику, желательно с машины плиты сразу монтировать на стены. Если рассматривать индивидуальное строительство небольших коттеджей и домов, то специалисты рекомендуют самостоятельное изготовление перекрытий. Заливка бетонным раствором производится непосредственно на месте. Предварительно сооружается опалубка обвязки и армированная сетка.

Виды нагрузок на железобетонную конструкцию

Любое перекрытие в структуре имеет три части, среди них:

  • верхняя;
  • нижняя;
  • конструкционная.

Первая находится там, где расположен жилой этаж наверху. Сюда относятся напольное покрытие, утеплительные материалы и стяжки. Нижняя часть – это поверхность нежилого помещения. К ней можно отнести подвесные элементы и отделки потолка. Что касается конструкционной части, то она объединяет вышеописанные и удерживает их в воздухе.

Пустотные плиты перекрытия выполняют роль конструкционной части. Постоянную статическую нагрузку оказывают на неё отделочные материалы, используемые при оформлении потолка и пола. Под этим подразумеваются элементы, подвешиваемые к перекрытию и устанавливаемые на него сверху, а именно:

  • боксерские груши;
  • подвесные потолки;
  • люстры;
  • перегородки;
  • ванны.

Помимо этого, можно выделить еще и динамическую нагрузку. Ее оказывают движущиеся по поверхности объекты. При этом следует учитывать не только массу человека, но и домашних животных, которые сегодня бывают довольно экзотическими (тигры, рыси и пр.).

Достоинства и недостатки

Когда возводится сооружение, хочется сэкономить не одни лишь финансы, но и свое время, при этом сохраняя качество конструкции. Для того чтобы сооружение было надежным и безопасным, не стоит экономить на материалах. Оптимальный вариант плит перекрытия – пустотелые конструкции, которые характеризуются следующими достоинствами:

Достоинства и недостатки
  • прочностью, безопасностью и долгим сроком эксплуатации;
  • стойкостью к влаге и жидкости;
  • стойкостью к пожарам до 3 часов;
  • простотой и быстротой монтажа;
  • возможностью использования как вариант несущей стены.
Достоинства и недостатки

Если сравнивать полнотелые плиты и пустотелые, то вторые имеют такие преимущества:

Достоинства и недостатки
  • высокий уровень тепло- и звукоизоляции благодаря нахождению воздуха внутри;
  • простота проведения коммуникаций и как следствие сокращение времени на отделочные процессы;
  • возможность применения в сейсмоопасных зонах;
  • высокий уровень несущей способности;
  • простота перевозки и монтажа;
  • увеличение полезного объема возводимого сооружения;
  • нагружать перекрытие можно сразу после монтажа без бетонных стяжек;
  • невысокая стоимость, которая основывается на небольшом расходе бетона и арматуры.
Достоинства и недостатки

Недостатков пустотелые конструкции перекрытий практически не имеют, но к минусам все же можно отнести следующие особенности:

Достоинства и недостатки
  • ограниченная доступность, которая заключается в том, что на сегодняшний день небольшое число компаний занимается их производством;
  • при установке плит данного типа необходимо использовать специальную тяжелую технику.

Согласно пособию по проектированию к СНиП

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

Читайте также:  Изоспан для пола в деревянном доме: надежная пароизоляция

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 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. 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. 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 ).

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

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

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

Согласно п.4.2 СП 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, , 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.

Индивидуальное строительство

В специализированной литературе по строительным работам дается определение необходимых норм, касающихся глубины опирания плит перекрытия. Этот показатель находится в рамках 90-120 мм. Для более точного определения этого значения должны быть произведены определенные расчеты, в которых учтены длина и вес конструкции, толщина стены-опоры и материал, из которого она изготовлена. Также должна быть определена предполагаемая нагрузка.

Например, применение плиты, длина которой 6 м, предполагает глубину опирания на основу из кирпича не менее 100 мм. При использовании конструкций из железобетона или стали допустима глубина не менее 70-75 мм, на стены из пеноблоков и газобетона — не менее 120 мм.

Индивидуальный застройщик при составлении проекта должен руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя, так как ошибки в расчетах могут привести к дополнительным затратам при их исправлении.

монолитной плиты

Данные длявыполнения проекта

Читайте также:  Усиление плит перекрытия: как выполняется

1.

Шаг колонн в продольном направлении, м

6,00

2.

Шаг колонн в поперечном направлении, м

7,60

3.

Число пролетов в продольном направлении

6

4.

Число пролетов в поперечном направлении

4

5.

Высота этажа, м

6.

Количество этажей

6

7.

Временная нормативная нагрузка на перекрытие, кН/м2

4,0

8.

Постоянная нормативная нагрузка от массы пола, кН/м2

1.2

9.

Класс бетона монолитной конструкции и фундамента

В15

10.

Класс бетона для сборных конструкций

В30

11.

Класс арматуры монолитной конструкции и фундамента

А-III

12.

Класс арматуры сборных ненапрягаемых конструкций

A-III

13.

Класс предварительно ненапрягаемой арматуры

A-IV

14.

Способ натяжения арматуры на упоры

15.

Условия твердения бетона

16.

Тип плиты перекрытия

ребр

17.

Вид бетона для плиты

ЛЕГЕИЙ

18.

Глубина заложения фундамента, м

19.

Условное расчетное сопротивление грунта, мПа

20.

Район строительства

БРАТСК

21.

Влажность окружающей среды

90%

22.

Класс ответственности здания

II

Назначаем предварительно следующиезначения геометрических размеровэлементов перекрытий:

высота и ширина поперечного сечениявторостепенных балок:

высота и ширина поперечного сеченияглавных балок:

Толщина плиты 8 см (80мм)

1.1 Расчетные пролеты

топлита балочного типа

Рис. 1.1 Конструктивная схема монолитногоребристого перекрытия

1 – главная балка;2 – второстепенная балка; условнаяполоса шириной 1 м для расчета плиты

1.2 Сбор нагрузкок

Для расчета плиты в плане перекрытияусловно выделяем полосу шириной 1 м (рис1.1). Плита будет работать как неразрезнаябалка, опорами которой служат второстепеннаябалка и наружные кирпичные стены. Приэтом нагрузка на 1 м плиты будет равнанагрузке на 1м2перекрытия. Подсчетнагрузок на плиту дан в таблице 1.1

монолитной плиты

Таблица на 1 м2 плитымонолитного перекрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка

кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка

кН/м2

Постоянная:

от массы плиты

(h=0,08м;q=25кН/м3)

0,08∙25=2,00

1,1

2,20

от массы пола

Итого

1,2

1,2

1,44

g=3,64

Временная

4

1,2

v=4,8

Всего

8,18

С учетом коэффициента надежности поназначению здания расчетная нагрузкана 1 м плиты:

Определим изгибающие моменты с учетомперераспределения усилий:

в средних пролетах и на средних опорах

в первом пролете и на первой промежуточнойопоре:

1.3 Характеристики бетона

бетон классаВ15,арматура класса А400

,,,

1.4 Подбор сечения продольной арматурысеток.

в первом пролете

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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.

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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:

Читайте также:  Как выровнять деревянный пол: пошаговая инструкция

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

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т.е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Примеры:

Узлы опирания

Узел опирания плиты перекрытия на кирпичную стену представляет собой капитальный элемент постройки для ее прочной фиксации.

При создании узла необходимо соблюдать следующие условия:

  • при помощи сварки армирующие стержни плит и армопояса жестко соединяются между собой;
  • чтобы снизить теплопотери, используют специальные вкладыши, которыми закрывают пустые отверстия;
  • теплоизоляцию выполняют между перекрытием и кладкой;
  • торцы плиты к кладке примыкать вплотную не должны.

Для изготовления опорного элемента при достижении отметки низа потолка здания кладку производят только с наружной стороны, чтобы образовалась ниша для плиты. Дополнительно следует учесть такие рекомендации:

  1. Если изделие монтируется на полкирпича (12 см), то для ниши добавляют 1 см. Это делают, чтобы перекрывающий элемент не упирался в слой кирпича.
  2. На кирпич укладывают цементно-песчаную смесь, по качеству совпадающую с раствором для кладки.
  3. Торцевые пустоты наглухо закрывают бетонными вкладышами, чтобы перекрытие не разрушалось при дальнейшем возведении стены сверху.

В условиях строительной площадки, если отсутствуют заводские вкладыши-заглушки, применяют бетон М200 для заполнения пустот.

Для боковых опор нет жестких норм. Но в том случае, когда опирание происходит на боковую (длинную) сторону, следят за тем, чтобы нагрузка не попала на первую пустоту. Это может вызвать трещины и разрушение перекрытия.

Какие материалы используются?

Кроме всего прочего, нужно побеспокоиться о том, чтобы правильно подобрать материал, который можно использовать. Для изготовления плиты перекрытия, как было сказано выше, предпочтительнее применять цемент марки 200 и выше. Поскольку как раз этот цемент характеризуется наиболее высокой степенью прочности – показателем, который в особенности имеет значение в приведенном случае. Как-никак масса панели равняется ориентировочно 500 кг/м2.

Какие материалы используются?

В роли арматуры для плиты применяются в основном металлические прутки класса А500С. Горячекатанный арматурный прокат периодического профиля. Диаметр прутков устанавливает осуществленный в разработанном плане расчет. Как правило, диаметр прутьев для перекрытия находится в границах 8–16 миллиметров.

Ввиду того что монолитное перекрытие главным образом работает на излом, базисной является конкретно нижележащая арматура, которая вытягивается при эксплуатации. Для ее создания в отдельных эпизодах применяются прутья с большим сечением, чем для верхнего слоя. В зонах сопряжения панелей с опорами положение немножко иное. Тут на верхние прутки аналогично воздействуют внушительные нагрузки, в связи с этим ее в дополнение усиливают. Когда плита базируется на колоннах или между опорами, имеющими довольно-таки большие пролеты, применяется арматура, располагаемая в поперечном направлении армируемой конструкции, класс которой А240С либо А240 (строительная арматура с гладкой поверхностью).

Какие материалы используются?