Расчет плит монолитного балочного перекрытия. Основы компоновки сборного балочного перекрытия
Расчет плит монолитного балочного перекрытия. Основы компоновки сборного балочного перекрытия
Сборное перекрытие здания состоит из железобетонных плит и ригелей, опирающихся на колонны поперечной рамы. При выборе сетки колонн рекомендуется использовать унифицированные расстояния между колоннами:
в жилых здания – кратные 0,6 м и равные 4,2; 4,8;5,6; 6,0; 6,6 м,
в общественных зданиях – кратные 1,2 м – 4,8; 6; 7,2 м,
в промышленных зданиях – кратные 3 м – 6; 9; 12 м.
Привязка колонн всех рядов по отношению к разбивочным осям принимается осевая. При компоновке сборного балочного перекрытия выбираются:
сетка колонн (пролет и шаг колонн),
направление ригелей (продольное, поперечное),
форма поперечного сечения ригелей (прямоугольная, тавровая),
тип плиты перекрытия (пустотная, ребристая),
определяется номинальная ширина плит,
выявляется число типоразмеров плит и ригелей.
Выбор направления ригелей обуславливается соображениями экономического, архитектурного, конструктивного и технологического характера. Учитывается, что поперечное расположение ригелей повышает жесткость здания в поперечном направлении, а продольное расположение ригелей ведет к уменьшению числа монтажных единиц и благоприятно с точки зрения освещенности при ребристых плитах /1/. Форма поперечного сечения ригеля может быть принята прямоугольной или тавровой. Размеры поперечного сечения прямоугольного ригеля предварительно можно определить из следующих условий: высота ригеля hp=(1/10÷1\12) l p, где l р - расчетный пролет ригеля, ширина bр=(0,35÷ 0,4)hр, но не менее 200 мм (из условия двустороннего опирания плит перекрытия). Высота ригеля принимается кратной 50 мм при hр≤ 600 мм и кратной 100 мм при hр> 600 мм, ширина кратной 20 мм. Высота типовых ригелей таврового сечения составляет 450 или 600 мм. Тип поперечного сечения сборных железобетонных плит принимается в зависимости от функционального назначения здания, интенсивности временных нагрузок на перекрытие, величины пролетов. Пустотные плиты (с круглыми или овальными пустотами) применяются, как правило, в гражданском строительстве при временных нагрузках до 500÷600 кг/ м2, (5,0÷ 6,0 кН/м2). Ребристые плиты с ребрами вниз применяются преимущественно в перекрытиях производственных зданий при любых значениях нагрузок. Для раскладки плит в перекрытии устанавливается число их типоразмеров, выявляется их номинальная ширина, осуществляется привязка к разбивочным осям. Количество типоразмеров плит должно быть по возможности минимальным. Связевые плиты (распорки) укладываются по осям колонн, причем продольная ось распорок совмещается с разбивочной осью. Доборные (пристенные) элементы укладываются у стен. Рядовые плиты – в промежутках между распорками и доборными элементами. Номинальная ширина плит принимается для рядовых плит пустотного типа от 1,2 до 3,2 м; для ребристых плит от 1,0 до 1,8 м. с градацией через 100 мм. Ширина распорок независимо от типа принимается от 1,0 до 1,6 м с той же градацией. Сумма номинальных ширин плит, уложенных в промежутке между соседними связевыми плитами – распорками, и ширины одной плиты – распорки должна равняться расстоянию между разбивочными осями, перпендикулярными направлениями ригелей.
Расчет толщины бетонной плиты перекрытия. Расчет пошагово
В автоматическом режиме выполнить расчет плиты перекрытия для жилого здания поможет онлайн-калькулятор – нужно только ввести геометрические размеры конструкции и марку используемого бетона. Вычисление производится на основании нормативных параметров и нагрузок, которые регламентированы СНиП 2.01.07-85.
Методику самостоятельного определения параметров рассмотрим ниже.
Определение расчетной длины плиты
Основными понятиями при проектировании геометрии монолитной плиты являются проектная и физическая длина. Под понятием «расчетная длина» следует понимать минимальное расстояние между наиболее удаленными стенами. Из этого можно сделать вывод, что физическая длина будет всегда больше проектной.
Монолитная плита перекрытия может быть однопролетной (опираться по длине только на 2 несущие стены) и многопролетной (опираться на 3 и более стеновые конструкции). Опирание на стены может быть выполнено жестко (с защемлением) и шарнирно.
Рисунок 3. Схема жесткого опирания
Рисунок 4. Схема шарнирного опирания
Рисунок 5. Схема многопролетного монолитного перекрытия
Толщину плиты можно рассчитать по соотношению 1:30 к расчетной площади перекрытия. Обычно она составляет не менее 200 мм.
Предварительное определение класса арматуры и марки бетона
Расчет междуэтажного (межэтажного) перекрытия начинается с определения класса арматуры. Это можно выполнить вручную или выбрать из таблицы на рис. 6.
Рисунок 6. Формула и таблица для выбора класса арматуры
Класс арматуры без расчетов подбирается по значению aR, обозначающему расстояние от центра поперечного сечения прутка до нижнего уровня плиты. С увеличением данного расстояния (его минимальное значение должно быть не меньше диаметра самой арматуры, но и не менее 10 мм) повышается прочность сцепления прутка с бетоном. Также его можно принять по коэффициенту ξR, который высчитываетсяпо формуле, приведенной на рис. 6.
При выборе марки бетона нужно учитывать, что этот материал является неоднородным, поэтому его физико-механические свойства (даже при условии изготовления образцов из одного замеса) характеризуются значительным разбросом.
Монолитная плита перекрытия 12 см. Классическое монолитное перекрытие: шаг за шагом
Давайте сначала рассмотрим конструкцию и изготовление классического монолитного перекрытия, а уже за тем его более новые виды.
В основе такого перекрытия – прочная, крепко связанная арматура, которая служит чем-то вроде скелета перекрытия. Прежде, чем вы приступите к заливке, вам нужно будет связать между собой прутья.
Причем существует немало способов и видов такой вязки, а также ее можно проделывать вручную или при помощи специального оборудования. Если у вас есть время, желание и помощники, вы легко обучитесь этому мастерству.
А это
Чтобы изготовить правильный арматурный каркас, нужен точный расчет. Обычно речь идет о двух сетках в верхней и нижней зоне, диаметром 12-14 мм, из арматуры класса А400. При этом шаг прутьев должен быть 20 см в двух направлениях.
Иногда устанавливают также дополнительную арматуру. Обе сетки должны находиться на расстоянии 25-30 мм от края плиты. Под нижнюю следует положить фиксаторы на расстоянии 1 метра друг от друга, прямо на пересечение арматуры.
А чтобы верхняя сетка находилась на определенном расстоянии, под нее устанавливают специальные подставки из прутьев диаметром 10 мм или более современных пластиковых приспособлений:
В этом варианте в качестве подставок к арматуре приварили отрезки прутьев:
Поставить такие опоры можно чаще, это будет только плюсом:
Если вы беретесь вязать арматуру, тогда воспользуйтесь такими хитростями домашних мастеров, которые приловчились использовать для этой цели подручные инструменты. Вот отличный способ быстро связать арматуру с минимальными усилиями.
Шаг 1. Берем проволоку, загибаем на концах, чтобы получились «ушки», и подводим под арматуру:
Шаг 2. Сверху соединяем концы проволоки и делаем петельку для крюка. На это уходит от силы 4-5 секунд:
Шаг 3. Вставляем крюк одним концом в шуруповерт, а другим – в петельку проволоки. Включаем на секунду инструмент – и арматура крепко связана. Остается только сохнуть получившийся хвостик.
Процессу бетонирования он не будет мешать, но ноги мимо проходящих рабочих может поцарапать. Поэтому от него лучше сразу избавиться, пригнув к стержню арматуры:
Вот, к примеру, отличный простой способ вязки арматуры для новичков:
Вот пример, как арматуру связывают обычной металлической проволокой:
А этот метод устройства арматуры уже для профессионалов:
В этому случае для устройства перекрытия связали одинарную арматуру:
К слову, для монолитного перекрытия армопояс не нужен. Ведь такое перекрытие само по себе прекрасно перераспределяет нагрузку со всех сторон. Единственное, что нужно сделать – это установить опалубку по всей площади.
Давайте рассмотрим внимательно основные этапы устройства монолитной плиты перекрытия:
- Шаг 1. Установка опор – металлических стоек с регулируемой высотой. Оптимальное расстояние между ними – 1 метр, а от стен – 20 см.
- Шаг 2. На стойки укладывают ригели, в качестве которых подходит двутавровая балка, швеллер или брус.
- Шаг 3. Поверх ригелей организовывают опалубку, идеально ровная. Чтобы потом ее было легко снять, используют гидроизоляционную пленку для досок или машинное масло для метала.
- Шаг 4. Изготавливаем армирующий каркас выбранным способом.
- Шаг 5. Теперь переходим к бетонированию. Заливать бетон следует при помощи бетононасоса, и вибрировать глубинным вибратором. После чего бетон сохнет и набирает прочность. Первую неделю, пока он будет сохнуть, смачивайте его водой, и по истечению 28 дней снимите опалубку.
Вот пошаговый процесс устройства монолитной плиты:
Классическую монолитную плиту перекрытия часто делают утепленной. В этом случае утеплитель дополнительно теплоизолирует перекрытие:
Если в перекрытии ко всему будут трубы теплого пола, тогда бетонная мембрана поверх их должна быть от 8 до 10 см. Но учитывайте при этом, что каждый 1 см верхней бетонной мембраны понижает полезную нагрузку перекрытия на целых 25 кг/кв.м. Т.е. с каждым лишним сантиметром перекрытие становится более тяжелым и тем меньше на него можно будет делать нагрузку мебелью и техникой в будущем.
Общая толщина конструкции в итоге получится от 180 до 220 мм. Конечно, по сравнению с деревянным такое перекрытие имеет куда больший вес. А потому его устройство возможно далеко не для всех конструкций.
Монолитная плита перекрытия 15 см. Расчет нагрузки
Во время использования перекрытие монолитного типа подвергается воздействию разнообразных нагрузок:
- временных;
- постоянных.
Если говорить о первых, их величина будет связана с весом коммуникаций инженерного типа, отделки пола, потолков, мебели, а также числом людей, которые находятся в помещении. Во втором случае передача осуществляется массой стен здания, перегородками внутреннего типа и массой кровли, которая еще и воспринимает дополнительную массу от ветра и снеговых нагрузок. Когда работа по возведению стен полностью выполнена, и их уровень подогнан, можно обустраивать саму плиту.
Нагрузка, действующая на изделие, определяется толщиной перекрытия из железобетона. Например, если толщина составляет около 20 сантиметров, то каждый квадратный метр поверхности может принимать до полутонны нагрузки полезного типа.
Если расчет выполнить правильно, то можно оценить нагрузочную способность плиты из железобетона с учетом реальных эксплуатационных условий, а значит, и не дать образовываться трещинам.
На точность осуществления расчетов будут влиять следующие аспекты:
- толщина плиты железобетона;
- используемая марка бетона;
- показатель нагрузки расчетного типа на квадратный метр перекрытия;
- габариты.
Следует понимать, что при проектировании железобетонных перекрытий должен быть составлен точный план, который обычно представляет собой чертеж.
При подборе пролетной длины необходимо соотносить ее толщиной плиты. Данное соотношение должно быть примерно 30: 1. Но при осуществлении самостоятельного создания проекта делать что-то толще, чем 40 сантиметров смысла нет, ведь несущая способность увеличивается вместе с ее массой, а также напряжениями статического характера. По этой причине допустимая нагрузка на перекрытия самодельного типа редко когда будет выше 1,5-2 тонн на квадратный метр.
Правда, можно исправить данную ситуацию, если включить в конструкцию несущего типа двутавровые балки из стали, которые уложены на разровненную бетоном поверхность кладки стен несущего типа. Еще один вариант, как можно поднять пролетную длину при сохранении свободной планировки, – осуществить упор всей конструкции на колонны. Если толщина монолитного решения до 40 сантиметров, а длина пролета в 4 направления от колонн – 12 метров, то площадь опорного сечения будет составлять 1-1,35 квадратных метра. Но это возможно лишь в том случае, если арматурное сечение, которое закладывается в колонне, будет составлять не менее 1,5%.