Расчёт и конструирование плиты перекрытия

Объект: Расчет монолитной плиты перекрытия на отм. +6.250, в осях 14/15 – 18/19, между осями А – Б.

Подробный обзор

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

  • Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
  • Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
  • Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
  • Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. В настоящей инструкции содержатся специальные указания по расчету и проектированию междуэтажных перекрытий, подверженных воздействию кроме статических также импульсивных нагрузок:

от устанавливаемых на перекрытиях машин (молоты, штампы и прессы ударного действия, долбежные станки, испытательные машины, электромашины с мгновенной нагрузкой при включении или коротком замыкании, типографские бумагорезальные машины, маслоизготовители в молочной промышленности и т.п.);

от внезапно приложенных, свободно падающих или летящих с большой скоростью грузов (мгновенное нагружение или разгружение перекрытия грузом, падение поковок в расположенных на перекрытиях кузнечных цехах, испытание материалов стреляющими установками, полет приборов вследствие разрыва креплений при испытаниях на центрифугах и т.п.);

от внезапного изменения давления газов или жидкостей в испытательных камерах (удар струи пара или жидкости в установленные на перекрытии резервуары, внезапное соединение камер высокого и низкого давления и т.п.).

Указания настоящей инструкции имеют целью ограничить допустимыми пределами наибольшие значения переменных перемещений и внутренних усилий, возникающих в несущих строительных конструкциях при действии импульсивных нагрузок.

Расчет усиления плиты методом наращивания сечения

Рис. 1.3. К расчету усиления нормального сечения плиты пособом наращивания сечения: а – действительное нормальное сечение; б – расчетное нормальное сечение

Задаемся классом бетона усиления. Принимаем бетон класса В30 (на класс выше бетона плиты, Rb1 = 17.0 МПа)

Определим высоту сжатой зоны, предполагая, что нейтральная ось на ходится в пределах толщины нового бетона (рис. 1.3, б):

Рассчитаем толщину набетонки с учетом ее догружающего действия из выражения:

Толщина слоя нового бетона превышает 100 мм, что нежелательно вследствие значительного уменьшения полезной высоты помещения. Выполняем усиление дополнительным армированием.

Последовательность расчета плиты

1. Начертить поперечное сечение плиты, поставить размеры и показать схему армирования.

2. Определить усилия, возникающие в плите от расчетных и нормативных нагрузок.

3. Определение геометрических характеристик сечения.

4. Выписать из норм характеристики прочности бетона и арматуры.

5. Выполнить расчеты плиты по предельным состояниям первой группы (по прочности).

5.1. Рассчитать плиту на действие изгибающего момента, возникающего от расчетной нагрузки, и подобрать рабочую продольную арматуру

5.1. Рассчитать плиту на действие поперечной силы и подобрать поперечную арматуру.

5.1. Рассчитать полку плиты на местный изгиб и подобрать сетки для её армирования.

5.1. Рассчитать полку на действие изгибающего момента, возникающего при её подъеме и монтаже, и подобрать монтажную арматуру.

Читайте также:  Плитный фундамент с ребрами жесткости вниз: этапы возведения

6. Сделать арматурный чертеж плиты.

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Итак, предположим, что площадь загородного дома должна составить 50 м2, причем оба этажа будут одинаковы по размерам. Для нижнего изготавливается фундамент, который может быть столбчатым или ленточным (если полы будут уложены на деревянные лаги). Стены, сложенные из строительных блоков, могут выдержать различную нагрузку в зависимости от используемого материала. Так, возводя перегородки из газобетона, их лучше заключить в устроенную по периметру комнат систему вертикальных и горизонтальных железобетонных балок, которые должны выдержать нагрузку стен второго этажа.

Вертикальные балки заливаются поэтапно, порционно, иначе застывание бетона заняло бы слишком много времени. А вот горизонтальные опорные системы могут отливаться вместе с перекрытием, главное – грамотно собрать опалубку. Исходя из площади монолитного основания второго этажа, понадобится арматурная сетка соответствующей площади. Для защиты торцов будущей плиты от промерзания по внешнему периметру этажа устанавливаются борта из того же материала, какой будет использован для стен. С внутренней стороны укладывается прокладка из твердого утеплителя. Только затем монтируется армирующая сетка. Двухслойная, если толщина перекрытия больше 15 сантиметров, и однослойная, если меньше.

Теперь коснемся расхода компонентов для бетонного раствора. Объем перекрытия получаем по формуле V = S x H, где два последних параметра площадь и толщина соответственно. Чем прочнее будет основание, тем лучше, поэтому желательно получение бетона марки 400, для чего понадобится цемент марки от 400 до 600, от значения будет зависеть коэффициент водоцементного соотношения. Подробнее разобраться в тонкостях вам поможет калькулятор цемента.

Армирование монолитного перекрытия. Продольное и поперечное армирование

Бетон отлично работает на сжатие. Арматура – на растяжение. Объединяя два этих элемента, мы получаем композитный материал. Железобетон, в котором задействуются сильные стороны каждой составляющей. Очевидно, что арматура должна быть установлена в растянутой зоне бетона и воспринять собой растягивающие усилия. Такую арматуру называют продольной или рабочей. Она должна иметь хорошее сцепление с бетоном, в противном случае он не сможет передать на неё нагрузку. Для рабочего армирования применяют стержни периодического профиля. Обозначаются они A-III (по старому ГОСТу) или А400 (по новому).

Расстояние между арматурными стержнями – это шаг армирования. Для перекрытий его обычно принимают равным 150 или 200 мм.В случае защемления в приопорной зоне возникает опорный момент. Он формирует растягивающее усилие в верхней зоне. Поэтому рабочую арматуру в монолитных перекрытиях располагают как в верхней, так и в нижней зоне бетона. Особое внимание следует обратить на нижнее армирование в центре плиты, и верхнее у её краев. А также в области опирания на внутренние, промежуточные стены/колонны, если они есть – именно здесь возникают наибольшие напряжения.

Для обеспечения требуемого положения верхнего армирования при бетонировании применяют поперечное армирование. Оно располагается вертикально. Может быть в виде поддерживающих каркасов или специальным образом согнутых деталей. В несильно нагруженных плитах они выполняют конструктивную функцию. При больших нагрузках поперечное армирование вовлекается в работу, препятствуя расслаиванию (растрескиванию плиты).

В частном строительстве в плитах перекрытия поперечная арматура обычно выполняет сугубо конструктивную функцию. Опорная поперечная сила (сила “среза”) воспринимается бетоном. Исключением является наличие точечных опор – стоек (колонн). В этом случае понадобится расчет поперечного армирования в опорной зоне. Поперечная арматура, как правило, предусматривается с гладким профилем. Обозначается он A-I или А240.

Для поддержания верхнего армирования при бетонировании наибольшее распространение получили гнутые П-образные детали.

Монтаж арматуры перекрытия.

Заливка перекрытия бетоном.

Второй способ подсчёта нагрузки

Можно подсчитать нагрузку и другим путём. Возьмём такое же перекрытие ПК-60-15-8.

При той же площади поверхности на 1 кв. м. приходится: 2,85 т : 9 кв. м = 0,316 т/кв.м. Стоит вычесть собственный вес из предельной нагрузки: 0,8т/кв.м — 0,316 т/кв. м. = 0,484 т/кв. м.

Второй способ подсчёта нагрузки

После этого вычитайте из последнего значение вес покрытия для пола, утепление и стяжки, грубо говоря, весь хлам, который будет лежать на полу. К примеру, весь этот хлам будет весить 0,15 т/кв. м: 0,484 т/кв. м — 0,15 т/кв. м = 0,334 т/кв. м.

Не стоит обращать внимание на разницу в 1 кг, так как он получился в результате деления. Из 0,334 т/кв. м. вычитайте 0,15 т/кв. м, которые пойдут на кресла, диваны, людей и прочее. Остаётся только планировка дверей, с учётом 0,184 т. на 1 кв. м.

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

10-этажный кирпичный жилой дом по ул. Московской в городе Вологда

Таблица 3.

1 — Нагрузка на 1м2 монолитной плиты, кН/м2 Наименование нагрузки и ее значение в кН/м2 Нормативн. значение gн гf Расчетн.

значение g Постоянная Конструкция пола: — цементный пол толщиной 30 мм 18х0,03 0,54 1,3 0,702 — гидроизоляция 0…

Читайте также:  Устройство деревянного пола на грунте

Инвестиционный проект строительства офисного здания в г. Москва

2.8.4 Сбор нагрузок на плиту покрытия

Нагрузки на 1 м2 покрытия Таблица 2.8.1 № п/п Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кгс/м2 Коэффициент надежности по нагрузке Расчетная нагрузка, кгс/м2 1 2 3 4 5 Постоянная нагрузка 1 2 слоя филизола — 10мм 2,0 1,3 2…

Металлические и деревянные конструкции

2. Сбор постоянных и полезных нагрузок на перекрытия

а) Изобразите конструкцию междуэтажного перекрытия здания с несущими конструкциями в виде балок, панелей или монолитной плиты (подчеркнуть). Панели сборные — с пустотами / ребристые (подчеркнуть). б) На перекрытии расположено помещение: жилое…

Надежность сооружений и оснований в особых условиях

1.2 Сбор нагрузок на плиту

Таблица 1.2. Сбор нагрузок на плиту № п/п Вид и подсчет нагрузки Нормативные нагрузки, Расчетные значения, 1 2 3 4 Постоянная нагрузка 1 Три слоя рубероида на битумной мастике 0,09 1,3 0,117 2 Цементно-песчаная стяжка 0…

Одноэтажное деревянное здание

1.3 Сбор нагрузок на плиту

Вид нагрузки Нормат. нагр. , кН/ Коэф-т надежности Расчет. нагр. g, кН/ Постоянная: 1. Рулонная рубероидная кровля 0,12 1,2 0,144 2. Собственный вес панели: — верхняя и нижняя обшивки (+) *19 0,342 1,2 0…

Проектирование девятиэтажного жилого дома

Сбор нагрузок на перекрытия

КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ 9-этажное панельное бескаркасное здание с высотой этажа 2,8 м. Крупнопанельные наружные стены. Панели наружных стен трехслойные с эффективным утеплителем для крупнопанельных зданий с шагом 2,4 — 6…

Проектирование многоэтажного здания

Состав перекрытия указан на рис.2.2. Сбор нагрузок произведем в табличной форме (табл.2.3). Рис. 2.2. Состав перекрытия. Таблица 2.3 № п/п Вид нагрузки Нормативная нагрузка,кН/м2 Коэфф. надежности по нагрузке Расчетная нагрузка…

Разработка компоновочного решения каркаса здания из сборного железобетона

6.1 Сбор нагрузок на плиту покрытия

Таблица 8 Сбор нагрузок на 1 м2 плиты покрытия № Наименование нормативная кН/м2 гf расчетная кН/м2 Постоянные 1 кровля 1,01 1,27 2 ребристая плита 1,05 1,1 1,155 Временные 1 снеговая 1,68 1,4 2,4 в т.ч. длительная 0,84 1,4 1…

Расчет и конструирование монолитных железобетонных перекрытий здания промышленного типа

f3. Сбор нагрузок и статический расчет прочности панели, перекрытия, колонны нижнего этажа и фундамента под железобетонную колонну

Расчет ребристых перекрытий многопролетных промышленных зданий

Сбор нагрузок на монолитную плиту

№ Вид нагрузки Нормат. нагрузка кН/м2 f Расчетн. нагрузка кН/м2 1 Постоянная нагрузка _ g Керам. плитка =0,013м, =18кн/м3 Цем. — песч. р-р =0,03м, =18кн/м3 Ж/б плита =0,10м, =25кн/м3 0,24 0,54 2,5 1,2 1,3 1,1 0,3 0,71 2,75 Итого 3,28 — 3…

Расчет сборной плиты пустотного настила по первой и второй группам предельных состояний

2.4 Подсчет нагрузок на плиту

Принимаем следующую конструкцию пола перекрытия: плиточный пол, цементно-песчаная стяжка. Нагрузку на 1 м2 поверхности плиты в кПа приведена в таблице 2.1. Таблица 2.1 — Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия Вид Нагрузки Нормативная нагрузка…

Расчёт плиты на монтажные усилия

2. Определение нагрузок действующих на плиту

Определение нагрузок приводим в табличной форме Виды нагрузок Нормативная Нагрузка Па Коэф. надёжности по нагрузке Расчётная нагрузка Па Постоянная нагрузка покрытие. t= 0,03 с= 2100 2. Шлакобетоны слой. t= 0,03 с= 16000 3…

Сбор нагрузок на колонны среднего и крайнего рядов

5. Погонная нагрузка на плиту перекрытия

qн=q1нb q=q1bгn, где гn — коэффициент надежности по ответственности, зависит от класса ответственности здания и сооружения. Спортивный зал относится ко I классу ответственности > гn=1 qн=q1нb=9,311,2=11,2 кН/м q=q1bгn=11,271,21=13…

Физкультурно-оздоровительный комплекс в г. Вологде

2.1 Сбор нагрузок на перекрытия

Сбор нагрузок на перекрытия выполнен в табличной форме (смотри таблицы 1, 2). Таблица 2.1 — Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие, Нагрузка Нормативн. нагрузка Коэф. надежности Расчетн. нагрузка Постоянные: 1…

Четырехэтажное офисное здание

2.3.1 Сбор нагрузок на плиту

Расчетная погонная нагрузка на плиту согласно п.2.1.1: 4,1 + 2,354 = 6,454 кН/м2…

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:

Читайте также:  Расстояние между колоннами в монолитном строительстве

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.

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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

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).

Пример Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания | Строительный справочник

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:

Разновидности перекрытий

В зависимости от типа и материала, из которого возводится перекрытие, различают следующие его типы:

Наиболее практичным и экономически выгодным является перекрытие, выполненное из готовых железобетонных плит. По конструктивному исполнению они разделяются на:

  • изделия с наличием продольных ребер;
  • панели шатрового типа с ребрами по окантовке;
  • плоские плиты;
  • многопустотные железобетонные изделия.

Последние две категории могут быть выполнены в пустотном или цельном варианте. Чаще всего при застройке находят применение изделия с многопустотной конструкцией, которые подразделяются на две категории:

Разновидности перекрытий
  • ПБ – непрерывного безопалубного формования;
  • ПК – круглопустотные.

Многопустотные плиты отличаются массовостью производства и имеют минимальную стоимость. При этом технические характеристики продукции разделяются в соответствии с серийными номерами, что создает определенное неудобство при использовании плит для частного индивидуального строительства.

Технологические методы, используемые при производстве данного типа продукции базируются на применении форм многократной заливки. При этом изготовление нетиповых изделий требует больших затрат, которые связаны с подготовкой форм или опалубки с заданными габаритами. Типовые железобетонные плиты перекрытий располагают широким диапазоном длин, который варьируется от 2,7 до 9 метров с шагом 300 мм. Выполненные по стандартам изделия в промышленных условиях имеют ряд преимуществ, среди которых прочность и надежность, обусловленные соответствием технологическому процессу и качественному составу наполнителя, а также высокая долговечность и эффективная звукоизоляция.