Допустимая нагрузка на пустотные плиты перекрытия

Если вы хотя бы раз сталкивались с процессом строительства или осуществляли ремонт квартиры, то вам должно быть известно, что собой представляют пустотные плиты перекрытия. Их значение сложно переоценить. Особенности конструкции, ее основные характеристики и маркировки учитываются в процессе работ. Эти знания позволяют определить, каков предел полезной и декоративной нагрузок способна выдержать плита.

Размеры и вес

Размеры и тип изделия влияют на его конечную цену. В длину описываемые плиты могут быть равны пределу от 1,18 до 9,7 м. Что касается ширины, то она ограничена значением от 0,99 до 3,5 м.

Самыми популярными являются те изделия, длина которых равна 6 м, тогда как их ширина обычно достигает 1,5 м максимум. Минимальное значение равно 1,2 м. Знакомясь с размерами пустотных плит, вы сможете понять, что их толщина остается неизменной и равна 22 см. Учитывая внушительный вес таких конструкций, для их установки обычно используется монтажный кран, его мощность должна составить 5 тонн.

Особенности многопустотных плит перекрытия

Сборные типы перекрытий осуществляются с использованием плит, которые крепятся на несущие стены. Монолитные плиты в настоящее время применяются только при специальном строительстве.

Схема многопустотной плиты перекрытия с отверстиями.

Широкое распространение получили плиты перекрытия пустотные из железобетона. Такие плиты имеют продольные пустоты, которые заметно снижают их вес, при этом мало влияя на прочностные характеристики, так как сохраняется система армирования. В свою очередь, уменьшение веса перекрытия ведет к снижению нагрузок на опорные стены.

Пустотная конструкция позволяет существенно повысить теплоизоляционные характеристики из-за наличия воздушных прослоек. Кроме того, повышается звукоизоляция по тем же причинам. Наконец, воздушные каналы позволяют экономить бетон, что снижает стоимость изделия.

Расчет и усиление плиты перекрытия

Бетон B 30, Rb = 17 МПа, гb2 = 0,9.

Рабочая арматура плиты (сетка): Ш 4 Вр-I, S = 200 мм.

Количество стержней на 1 погонный метр плиты: 5 шт.

Аs= 5*0, 126 = 0,98 см2, Rs = 365 МПа (для Ш 4 Вр-I) , Еs=170 000 МПа.

Толщина плиты перекрытия: 100 мм.

Защитный слой: а = 15 мм.

Увеличение полезной нагрузки на перекрытие 14 %.

Степень коррозии арматуры в плите 10 %.

Шаг второстепенных балок Ш = 1,1 м.

Сечение второстепенных балок с учетом высоты плиты: 200Ч350 мм.

Определение проектной несущей способности плиты перекрытия

Рис. 1. Расчетная схема плиты.

Для определения несущей способности плиты перекрытия вырезаем полосу шириной 1 м и рассматриваем плиту как многопролетную балку.

Находим положение нейтральной оси

Проектная несущая способность плиты

Нагрузка на плиту с учетом собственного веса

Вес плиты перекрытия

Несущая способность плиты без учета собственного веса

Определение фактической несущей способности плиты

Коррозия арматуры в плите составляет 15%, тогда скорректированный диаметр арматуры составит:

Читайте также:  Варианты утепления перекрытия чердака по деревянным балкам

,

где с — процент коррозии арматуры в плите (в долях единицы)

Коэффициент снижения сечения арматуры сетки:

Так как Kd < 0,5, то существующую арматуру необходимо учитывать в дальнейших расчетах.

Определяем фактическую площадь сечения арматуры:

,

где Kaизм = 0,9 — коэффициент, учитывающий изменение арматуры в результате длительной эксплуатации.

Определяем фактическое сопротивление бетона:

,

где Kбизм = 0,8 — коэффициент, учитывающий изменение бетона в результате длительной эксплуатации.

Находим фактическую несущую способность:

где уsc = 500 МПа при гb2 = 0,9

Page 3

Расчет и усиление плиты перекрытия

Page 4

Нормативная нагрузка на фундамент

,

где — коэффициент надежности по нагрузке.

Требуемая площадь фундамента

,

где R0 — нормативное давление на грунт,

гmf = 19 кН/м3 — удельный вес грунта,

H1 = 1,6 м — глубина заложения фундамента (ниже уровня промерзания грунта)

Определяем размеры фундамента в плане:

Принимаем , т.е. 230Ч230 см.

Технологическая последовательность работ

1. Снятие временной нагрузки на перекрытие.

2. Усиление существующих фундаментов, путем увеличения площади подошвы.

3. Усиление колонн, путем устройства железобетонных обойм.

4. Усиление второстепенных балок и плит перекрытия. Второстепенные балки усиливаются путем устройства железобетонных рубашек, плиты перекрытия усиливаются путем наращивания сжатой зоны бетона.

Технологическая последовательность процесса

1. Усиление фундаментов. Усиление проводят путем наращивания подошвы фундамента. Наращивание проводят с помощью железобетонных обойм. Перед устройством обойм поверхность старого фундамента необходимо подготовить. Для этого на поверхность старого фундамента с помощью перфоратора наносят насечки. В случае необходимости обеспечить дополнительное сцепление обоймы с фундаментом ее анкеруют путем устройства отверстий с помощью перфораторов. В просверленные отверстия вставляют анкерные стержни.

2. Усиление колонн. Усиление проводят путем устройства железобетонных обойм с продольной рабочей арматурой. Перед устройством обоймы снимают защитный слой колонны, арматура зачищают металлическими щетками (при необходимости обезжиривают ортофосфорной кислотой), при необходимости проводят насечку бетона, очищают образовавшейся поверхности от пыли. После установки новых арматурных каркасов их крепят хомутами на сварке к существующей арматуре. Устанавливают опалубку, и под давлением проводят закачку бетона в обойму.

3. Усиление второстепенной балки. Снимают защитный слой с нижней части балки, арматура зачищают металлическими щетками (при необходимости обезжиривают ортофосфорной кислотой), очищают образовавшейся поверхности от пыли. Проводят восстановление защитного слоя путем нанесения слоями пластичного мелкозернистого бетона.

4. Усиление плиты перекрытия. Усиление проводят путем устройства одностороннего железобетонного наращивания. Перед устройством наращивания, проводят насечку бетона, промывают поверхность. Проводят наращивание слоя бетона.

Расчётно-конструктивная часть

Требуется запроектировать сборнуюмногопустотную плиту перекрытия приследующих данных:

-ширина плиты 1500мм;

-пролёт плиты в осях 5,9м;

-нормативная полезная нагрузка наперекрытие 1,5кПа;

-класс среды по условиям эксплуатации– ХС1;

-уровень ответственности здания –II;

-плиты изготавливают по агрегатно-поточнойтехнологии;

-бетон тяжёлый класса по прочности насжатие C 25/30,подвергнутый тепловой обработкепри атмосферном давлении;

— марка бетонной смеси по удобоукладываемостиП1;

— рабочая арматура класса S800;

Расчётные характеристики материалов

В качестве рабочей принята стержневаяарматура класса S800 снатяжением на упоры; полки панелиармируются сварными сетками из проволокиклассаS500. Бетон панелипринят классаC 25/ относительная влажность воздухапринята не менее 60%. Коэффициентбезопасности по ответственности γn=0,95. Класс среды по условиям эксплуатацииХС1. Марка бетонной смеси поудобоукладываемости П1. Бетон подвергнуттепловой обработке.

Характеристики бетона C25/30:

– гарантированная прочностьбетона

– нормативное сопротивлениебетона осевому сжатию

– средняя прочность бетонана осевое сжатие

– средняя прочностьбетона на осевое растяжение

Читайте также:  Вальмовая крыша – основные узлы и правила крепления стропил

– модуль упругостибетона

– расчетное сопротивлениебетона осевому сжатию

где c– коэффициент безопасности по бетону,принимается по п. [1]:

1,5 –для железобетонных и предварительнонапряжённых конструкций;

– расчетное сопротивлениебетона осевому растяжению

– средняя прочностьбетона на осевое растяжение

Характеристики напрягаемойарматуры класса S800:

– нормативное сопротивление

– расчетноесопротивление напрягаемой арматуры поп. 6.2.2.3 [1]составит

где s– коэффициент безопасности по арматуре,принимается по п. 6.2.2.3 [1]:

1,25 – для напрягаемой арматуры классаS800;

– модуль упругости стержневойарматуры

Характеристики ненапрягаемая арматуракласса S500:

– нормативное сопротивление

– расчетноесопротивление дляпроволоки

– расчетноесопротивление поперечной арматуры(сварной каркас)

Здесь s1= 0,8 – коэффициент условий работыпоперечной арматуры, учитываетнеравномерность распределения напряженийпо длине стержня;

s2= 0,9– то же, учитывает возможность хрупкогоразрушения сварного по п.6.2.1.3 [1] Определение нагрузок

Состав перекрытия показан на рис.2.1.

перекрытия

Определение нагрузок на 1м2перекрытия приведено в таблице 3.1

Таблица на 1м2перекрытия

Наименование нагрузки Нормативное значение, кН/м2 γn Расчётное значение γF =1, кН/м2 γF Расчётное значение γF >1, кН/м2
Постоянная нагрузка
Линолеум, t = 4мм, ρ = 1500 кг/м3 0,06 0,95 0,057 1,35 0,077
Прослойка из клеящей мастики, 0,012 0,95 0,011 1,35 0,015
t = 1мм, ρ = 1200 кг/м3
Стяжка цементно-песчаная М200, t = 50мм, ρ = 1800 кг/м3 0,9 0,95 0,855 1,35 1,154
Пенополистирол, t = 25мм, ρ = 30 кг/м3 0,0075 0,95 0,007 1,35 0,010
Ж/б многопустотная плита перекрытия 2,75 0,95 2,613 1,35 3,527
Итого 3,730 3,543 4,783
Переменная нагрузка
Полезная нагрузка 1,5 0,95 1,425 1,5 2,138
Итого 1,5 1,425 2,138

При номинальной ширинепанели 1,5 м погонные нагрузки (при на 1 м длины составят, Н/м:

g=gd1·1,5= 4,783·1,5=  кН/м – постоянная расчётная;

q=qd1·1,5= 2,138·1,5 = 3,207 кН/м – переменная расчётная.

При расчёте плиты попредельным состояниям первойгруппы составляем следующие сочетаниянагрузок:

– первое основное сочетание

– второе основное сочетание

Для дальнейших расчетов принимаемпервое сочетание, как наиболеенеблагоприятное.

При номинальной ширинепанели 1,5 м погонные нагрузки (при на 1 м длины составят, Н/м:

g=gd1·1,5= 3,543·1,5 =  кН/м – постоянная расчётная;

q=qd1·1,5= 1,425·1,5 = 2,138кН/м – переменная расчётная.

При расчёте плиты попредельным состояниям второйгруппы составляем следующие сочетаниянагрузок:

– нормативное (редкое) сочетание

–частое сочетание

–практически постоянное сочетание

Как рассчитывать допустимую нагрузку

Для проверки, выдержит ли выбранная плита внутренние элементы, вычитают из проектных значений разные виды нагрузок:

  • собственную массу изделия на м2
  • оформление напольного покрытия (стяжки, утеплители, декор)
  • привнесенную статическую нагрузку (мебель, техника)
  • динамическую нагрузку (люди, животные)

Сортамент пустотных плит перекрытия содержит множество изделий, нужно рассчитать оптимальное заполнение проема с учетом массы плит и нагрузок.

Пример расчета веса внутренней стены:

800 кг/м2 — 300 кг/м2 (вес конкретной плиты по ГОСТу) — 150 кг/м2 (максимальный вес стяжки, утеплителя и напольного покрытия по СНиП) – 150 кг/м2 (минимальные нормы на привнесенную статическую и динамическую нагрузку) — 200 кг/м2.

Итоговая цифра означает максимально допустимый вес планируемых конструкций. Располагать их следует ближе к торцам плит. Важно помнить, что постоянные статические нагрузки скапливаются и могут привести к прогибу изделия, поэтому лучше не достигать максимума.

Чем и зачем армируют перекрытие

Для армирования плит перекрытия используют стальную, так и композитную арматуру (в основном стеклопластиковую). Более распространена металлическая арматура А500С (в проектной спецификации может обозначаться S500), популярны диаметры 10 и 12 мм. Для основного армирования железобетонной конструкции используют только рифлёную арматуру, чтобы создания качественную связь арматуры с бетоном. Для изготовления дополнительных элементов, не влияющих на несущую способность будущей железобетонной конструкции, можно использовать гладкую арматуру А1. Практикуют в современном частном строительстве и комбинирование арматуры, используют для армирования монолитной плиты одновременно металлические и стеклопластиковые пруты.

Чем и зачем армируют перекрытие

Несмотря на то что какая арматура используется, играет она одну и ту же роль в бетоне – придаёт ему необходимую прочность, чтобы выдержать все будущие нагрузки на растяжение, скручивание и изгиб.

Читайте также:  Как отремонтировать старый пол из дерева: варианты, цена

Глубина и нахлест (СНиП)

В Пособии по проектированию жилых помещений (СНиП ) так описано минимальное опирание плит перекрытия.

Когда ЖБИ сплошного сечения укладываются на основания из бетона или на армопояс:

  • при четырех сторонах опоры или двум длинным и одной короткой — 40,0 мм;
  • когда при перекрытии пролетов, не превышающих 4,2 м, и использовании двух точек опоры или двух коротких и одной длинной — 50,0 мм;
  • если длина пролета превышает 4,2 м и используются две опоры — 70,0 мм.

Для многопустотных ЖБИ, как правило, минимальная опора плит перекрытия равна 120,0 мм.

Какие факторы свидетельствуют о необходимости усиления

Необходимость укрепления плит связана в основном с временным факторам:

  • в процессе длительной эксплуатации снижается способность перекрытий воспринимать нагрузки;
  • при продолжительном использовании перекрытий ухудшается их техническое состояние;
  • при постепенном нарушении целостности кровли и проникновении влаги внутрь помещения возникает коррозия арматуры.

Не всегда удается обнаружить ослабленные места перекрытия. Поврежденные участки, расположенные в нижней части монолитного или сборного перекрытия, бывает проблематично визуально определить. Достаточно часто они расположены под слоем декоративной штукатурки, находятся под подвесным потолком или покрыты слоем краски.

Усиление плит перекрытия может предполагать повышение сечения конструктивных элементов

При осмотре важно обращать внимание на следующие моменты:

Какие факторы свидетельствуют о необходимости усиления
  • отслаивание бетона от верхней или нижней поверхности панелей;
  • глубокие и поверхностные трещины на поверхности плит;
  • отслоение цементной стяжки от железобетонной основы;
  • нарушение целостности напольного покрытия;
  • коррозионное разрушение арматурного каркаса;
  • появление на бетонной поверхности светлых или темных пятен;
  • образование на поверхности плит ржавых разводов;
  • разрушение защитного слоя бетона и обнажение арматуры;
  • повышенную величину прогиба элементов перекрытий;
  • неравномерность поперечного сечения элементов несущих конструкций;
  • значительное разрушение деревянных и железобетонных балок перекрытия.

В зависимости от вида дефектов специалисты принимают решение выполнить усиление плиты перекрытия снизу или усилить поверхность новым арматурным каркасом и забетонировать сверху.

Особенности процессов, связанных с усилением перекрытий

  • Недостаточный уровень механизации работ;
  • Осуществление монтажных мероприятий в условиях заведомо ограниченного фронта (выполняя работы, мастер находится в стесненной обстановке, обусловленной ограниченным пространством стеновых конструкций);
  • Необходимость проведения комплекса масштабных подготовительных работ, характеризующихся высокой трудоемкостью (пробивка гнезд, штраб и борозд в сохраненных конструкциях);
  • Отсутствие возможности устранения ошибок, допущенных в процессе реализации проекта, что приводит к необходимости срезки отдельных конструктивных элементов.