Расчет безбалочного монолитного перекрытия

Калькулятор монолитного плитного фундамента: расчет бетона, арматуры, опалубки. Расчет материалов и стоимости фундамента. БЕСПЛАТНО!

Расчет фундаментной плиты

Фундамент, выполненный в виде монолитной плиты (фундаментной плиты), является самым дорогостоящим из всех видов оснований. Но несмотря на высокую цену, обусловленную значительными расходами на бетонную смесь и изоляционные материалы, это тип конструкции является одним из наиболее популярных среди частных застройщиков. Монолитный фундамент обладает самыми высокими эксплуатационными показателями, подходит для сложных грунтов, ему не страшен высокий уровень подземных вод, силы морозного пучения и он способен выдержать нагрузки от домов из тяжелых строительных блоков.

Правильный расчет фундамента напрямую влияет на долговечность вашего сооружения, поэтому важно использовать только проверенные программы расчета. Наш сервис использует только актуальные нормативные и справочные данны, алгоритм работы ведется на основании положении СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП «Несущие и ограждающие конструкции» и ГОСТ Р 52086-2003 «Опалубка. Термины и определения»

Наш калькулятор расчета плиты фундамента поможет рассчитать необходимое количество материалов и расходы при будущем строительстве – быстро, просто и точно!

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.

Какое армирование используется для монолитной плиты?

Чертеж-схема армирования монолитной плиты перекрытия Так выглядит условно чертеж армирования монолитной плиты. Но в реальности, схема существенно отличается − она более детальная, так как нужно предусматривать множество факторов и параметров.

Учитывая размеры и массу железобетонной плиты, для армирования лучше использовать:

  1. Для вертикальных поясов прутья с внешним диаметром до 10 мм.
  2. Для горизонтальных поясов – до 14 мм.
  3. Для перемычек подходит и 8 мм.

Если используется композитная арматура, то диаметр несущих элементов может быть и меньшим, но количество прутьев нужно увеличивать. В большинстве случаев, схема расположения арматуры предусматривает использование прутьев с диаметром до 5% от толщины самой плиты. Тогда будет достигнута максимальная эффективность конструкции при минимальных финансовых расходах.

В отличие от ленточных фундаментов, монолитная плита армируется неравномерно. В зонах с минимальной нагрузкой каркас будет ослабленным, а вот на углах здания, на пересечения несущих стен, армирование уже будет значительно мощнее, так как это зоны продавливания − максимального давления, где возникают деформационные сдвиги.

Читайте также:  Межэтажное перекрытие в доме из газобетона

Как расчитать толщину монолитной плиты перекрытия

 

Во время строительства дома встает вопрос, какие плиты перекрытия использовать, что бы сэкономить на этом. Вне зависимости от размера и формы комнаты, над которой нужно установить плиту перекрытия, лучшими считаются монолитные железо-бетонные плиты.

В отличие от заводских прототипов, они дешевые, так как требуют минимальных затрат на закупку необходимых материалов, доставку, установку. Кроме того они имеют высокие показатели несущей способности, так как бесшовная поверхность довольно качественная. Но чтобы правильно произвести установку, необходимо выполнить расчет плиты перекрытия.

Почему же тогда во время строительства многие домовладельцы используют не монолитные прототипы, а заводские? Связанно это в первую очередь с тем, что строители ленятся работать больше необходимого и запугивают заказчика длительными подготовительными работами.

Проблема состоит не в установке опалубки, заказе арматуры или чего-то еще, а в том, что очень сложно провести расчет монолитного перекрытия.

Преимущества

Монолитные железобетонные конструкции считаются самым надежным строительным материалом. Кроме того они имеют ряд значительных преимуществ:

  •  Благодаря технологии установки есть возможность установить плиту над комнатой любых размеров и габаритов, только нужно понимать, что понадобятся дополнительные опоры под ними.
  • Такие плиты обеспечивают высокий уровень звукоизоляции.
  •  Снизу конструкции, поверхность получается гладкой и бесшовной, благодаря монолитному литью, что упрощает обработку поверхности для потолка.
  • С помощью цельного литья вы можете создать балкон, который прослужит долгие годы.
  • Отсутствие необходимости вызова подъемного крана, но при этом заливка монолитной плиты подразумевает наличие определенных инструментов и оборудования, например бетономешалки.

Газобетонные монолитные плиты считаются легкими и подходят для сборно-монолитных перекрытий. Их выполняют в виде готовых блоков, после чего заливают бетонной смесью.

Монолитные плиты различаются по технологии устройства:

  1. Балочные монолитные;
  2. Безбалочные;
  3. С несъемной опалубкой;
  4. По профнастилу.

Безбалочные типы перекрытий являются самым распространенным видом, так как на их устройство не нужно большое количество материалов, что позволяет значительно сэкономить деньги. Безбалочная конструкция представляет собой сплошную плиту, которая опирается на колонны или капители.

Перекрытия по профнастилу чаще всего используются во время установки террас, гаражей и подобных построек. В этом случае профлист играет роль несгибаемого основания, на которое заливают бетон. В виде опоры используют каркас из металлических колонн и балок.

Очень важно составить правильный расчет и чертеж для качественного перекрытия помещения.

Расчеты

Понятное дело, что общий вес конструкции напрямую зависит от размеров, в первую очередь от толщины.

Но мало кто подозревает, что наряду с собственным весом на плиту приходится нагрузка в виде суммы массы стяжки, финишного покрытия, находящихся на ней людей и мебели. Таким образом становиться понятно, что точно рассчитать количество нагрузок на перекрытие невозможно.

Но если прибегнуть к статистическим данным, то удастся максимально точно произвести расчеты с запасом нагруза на плиту. Для примера приводим данную таблицу:

Высота перекрытия размером 5 на 5 метров 15 сантиметров
Допнагрузка из-за собственного веса плиты *2500=375 килограмм на квадратный метр
Высота стяжки из цемента 5 сантиметров
Толщина ламината 0.8 сантиметров
Общий вес мебели 2000 килограмм
Вес стола и предметов на нем 200 килограмм
Вес 10 людей 1200 килограмм
Распределенная нагрузка — qв 400 килограмм на квадратный метр

Итого общая сумма нагруза на плиту перекрытия составляет 775 килограмм на квадратный метр. Так как в данной таблице приведены составляющие имеющие характер не постоянного пребывания, то примем распределительную нагрузку (qв) как временную.

Расчет монолитной плиты перекрытия дело сложное и его лучше всего доверить специалисту.

Расчет наибольшего изгибающего момента

Самым важным параметром при выборе арматуры, точнее того какое сечение она будет иметь, является наибольший изгибающий момент. Как расчет монолитного перекрытия используем пример ниже.

Мы имеем дело с конструкцией, операющейся по своему контуру на стены, это означает, что она выступает как балка по отношению к осям абсцисс и осям аппликат и будет испытывать определенное сжатие в двух момент по отношению к осям абсцисс балки с опорами на две стенки, который имеет пролет ln вычисляется по формуле mn = qnln2/8 (для большей удобности значение её ширины имеет 1 метр). Если пролеты равны, то равен и каждый момент.

ЧИТАЙТЕ ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:

  1. Какой длины плиты перекрытия
  2. В какой пропорции разводить цемент
  3. Как установить розетку в стену
  4. Как сделать стены под бетон
  5. Как развести цемент с песком пропорции
  6. Как построить шалаш дома
  7. Как сделать комнату из гипсокартона
  8. Как сделать шумоизоляцию потолка
  9. Как построить гараж своими руками
Читайте также:  Плиты перекрытия: размеры, виды, назначение

Преимущества и недостатки сплошного армированного перекрытия

Железобетонное перекрытие производится из двух основных материалов – цементный раствор и металлические стержни (упрочняющая металлическая сетка). Из-за того, что бетон твердый, но хрупкий и боится деформации, он легко рассыпается от ударов. Металл более мягкий, но стойкий к деформациям, на кручение и изгиб. Поэтому тандем этих двух материалов обеспечивает наилучший результат.

Армирование перекрытия производят в зданиях, сооруженных из ячеистых бетонных блоков и кирпича. Такой вариант позволяет выполнить работы самостоятельно, сэкономив на привлечении профессионалов и спецтехники.

Основные преимущества армирования монолитных плит перекрытия:

  • Возможность реализовать любой нестандартный проект, где опорой могут быть как несущие стены, так и декоративные колонны
  • Сооружение пола любого размера, конфигурации – ограничений нет
  • Отсутствие стыков и швов
  • Выполнение всех монтажных и других работ на объекте
  • Данная схема устройства плит используется там, где нет возможности привлекать специальный транспорт
  • Конструкция с жестким основанием создается идеально ровной, без каких-либо прогибов
  • Высокий уровень прочности, стойкости к силовому напряжению, механическим нагрузкам, воздействию температур, влаги
  • Равномерное распределение больших нагрузок на фундамент
  • Легкость выполнения разных коммуникационных колодцев, отверстий между этажами для лестничных проходов
  • Шанс защитить конструкциями поперечного и продольного исполнения чердаки, мансарды от морозов
  • Высокая огнестойкость

Из минусов стоит выделить длительность и трудоемкость процесса, необходимость привлечь к работам минимум трех человек, обеспечить инструменты и инвентарь, постоянный контроль и уход за монолитом на первых порах, более высокая стоимость в сравнении с деревянным строительством.

Расчет железобетонной плиты перекрытия на продавливание

Рис 1. К примеру расчета 40 1 — 1-е расчетное сечение, 2 — 2-е расчетное сечение

Цель: Проверка режима расчета на продавливание.

Задача: Проверить правильность анализа прочности на продавливание бетонного элемента с поперечной арматурой при действии сосредоточенной силы и изгибающих моментов и анализа прочности на продавливание за границей расположения поперечной арматуры.

Ссылки: Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003), 2005, с. 137-140.

Имя файла с исходными данными:

Соответствие нормативным документам: СП 52-101-2003, СП

Исходные данные из источника:

направлении оси Х

направлении оси Х

Исходные данные АРБАТ: Коэффициент надежности по ответственности γn = 1

Площадка приложения нагрузки расположена внутри элемента

a = 500 мм b = 800 мм Рабочая высота сечения для продольной арматуры вдоль оси X — 190 мм вдоль оси Y — 190 мм

Бетон

Вид бетона: Тяжелый Класс бетона: B30

Коэффициенты условий работы бетона

учет нагрузок длительного действия

учет характера разрушения

учет вертикального положения при бетонировании

учет замораживания/оттаивания и отрицательных температур

Нагрузки

Равномерное армирование

Класс арматуры: A240 Диаметр 6 мм

Приближение к зоне приложения нагрузки 75 мм Расстояние между стержнями в ряду 60 мм Число стержней в ряду 20 Расстояние между рядами 60 мм Число рядов стержней 25

Усилия

Сравнение решений

прочность на продавливание бетонного элемента с поперечной арматурой при действии сосредоточенной силы и изгибающих моментов с векторами вдоль осей X, Y

прочность на продавливание от действия сосредоточенной силы бетонного элемента с поперечной арматурой за границей расположения поперечной арматуры

Комментарии

  1. В Пособии при расчете задачи принята усредненная рабочая высота плиты равной h = 190 мм. Это значение использовано в АРБАТ.
  2. В Пособии в примере приняты обозначения моментов в сечениях колонн Mx и My как моменты соответственно в направлениях осей Х и Y. В АРБАТ приняты обозначения Mx и My как моменты соответственно вокруг осей Х и Y, поэтому моменты в примере Пособия Mx и My соответствуют в АРБАТ моментам Mx и My. В АРБАТ используются значения сумм моментов Msup и Minf по верхней и по нижним граням плиты. Таким образом, Mx = 30 + 27 = 57 кН∙м, My = 70 + 60 = 130 кН∙м.
  3. Число стержней в ряду 20 и число рядов стержней 25 приняты в соответствии с размерами, указанными на чертеже в Пособии.
  4. Различие второго фактора с решением из Пособия обусловлено следующими причинами:
  • в задаче границы второго расчетного контура рассматривают на расстоянии 0,5h от границы расположения всей заданной поперечной арматуры. Кроме того, в Пособии при вычислении геометрических характеристик были ошибочно использованы размеры контура на 0,5h большие, чем размеры рассматриваемого контура. В АРБАТ границы второго расчетного контура приняты на расстоянии 0,5h от границы расположения учитываемой в расчете поперечной арматуры;
  • в Пособии данную проверку прочности выполняют с учетом изгибающих моментов. В АРБАТ проверка выполняется в соответствии с СП 52-101-2003 по формуле расчета на продавливание при действии только сосредоточенной силы.
Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия

Расчет на продавливание

Значение сосредоточенной продавливающей силы от внешней нагрузки для колонны определяем по приближенной формуле:

где:

коэффициент надежности по ответственности проектируемого здания;

грузовая площадь колонны;

коэффициент, учитывающий увеличение усилия в первой от фасада колонне рамных систем.

Предельное усилие воспринимаемое бетоном, определяем по формуле:

где:

коэффициент;

расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

площадь расчетного поперечного сечения, расположенного на расстоянии от границы площади приложения сосредоточенной силы

Площадь определяется по формуле:

где:

периметр контура расчетного поперечного сечения при поперечном сечении колонны .

Рисунок 3 — Расчетный контур при расчете на продавливание.

При определении предполагается, что продавливание происходя по боковой поверхности пирамиды, меньшим основанием которой служит площадь действия продавливающей силы, а боковые грани наклонены под углом 45 к горизонтали.

условие выполнено, несущая способность сплошного перекрытия на продавливание обеспечена.

Как чертить план перекрытий и покрытий

Первое, что необходимо для того чтобы чертить план перекрытий и покрытий, за основу нужно взять план здания без перегородок, внутренних размеров и других элементов. Далее необходимо разместить несущие элементы перекрытий на несущих стенах в соответствии с существующими нормами, к примеру, сборные плиты перекрытий необходимо опирать на две несущие стены с перекрытием в 15 см на каждой стене.

При раскладке несущих элементов перекрытия, вы увидите, что подбор их ширины также важен, как и длины. Используя разные по ширине плиты, можно избежать образования больших участков недоборов.

Дело проще обстоит с монолитными перекрытиями, так как под них нет необходимости выбирать плиты из сортаментов сборных элементов. Однако при их использовании необходимо производить расчет арматуры, а также подбирать нужную марку бетона.

По окончании расположения несущих элементов на стенах здания переходят к нанесению обозначений и размеров. К первым можно отнести обозначения монолитных участков, наименование сборных плит перекрытия, выпуски арматуры и другое. Наносимые размеры существенно не отличаются от размеров на плане дома. Они показывают расстояние между осями, габаритные размеры и расстояние по контурам.

Как лучше крепить?

Фиксация арматурных элементов стального каркаса может осуществляться следующим образом:

  • путем использование вязальной проволоки, соединяющей стальные прутки с помощью вязального приспособления;
  • методом электрической сварки, позволяющим быстро сварить элементы.

Несмотря на возможность сократить время работ за счёт применения сварки, она вызывает нарушение структуры металла, который теряет необходимую прочность, что может вызвать растрескивание бетонной основы.

Целесообразно применять для формирования каркасной конструкции вязальную проволоку. Армирование фундаментной плиты, выполненное таким образом, обладает повышенной устойчивостью к реакциям почвы, действующим нагрузкам.

Укладка арматуры в котлован

Многие владельцы предпочитают все работы по армированию проводить непосредственно в подготовленном котловане. Это конечно, целесообразно, если смотреть с точки зрения экономии времени. Так не придется переносить подготовленную конструкцию из арматуры с места работы и укладывать в фундамент.

Но такие операции часто повреждают утрамбованную подушку и гидроизоляцию самого основания, позволяя влаге из почвы постепенно разрушать весь фундамент строения.

Лучше подготовленный нижний пояс с соединенными подпорками укладывать в котлован, и там уже на месте выполнять цельный каркас, связывая верхние концы подпорок и внешний пояс армирования.

При этом перед укладкой нижнего пояса стоит стороны котлована укомплектовать опалубкой, чтобы армирование сразу выполнялось прочно. Да и металлический каркас такого фундамента не потребует дополнительных доработок в виде выравнивания или смещения.