Сбор нагрузок на ребристую плиту перекрытия

Очень часто при строительстве собственного дома возникает вопрос – как подобрать качественные плиты перекрытия. Важно знать правильные размеры, учитывать маркировку по ГОСТу, а также другую информацию, которая, в свою очередь, поможет правильно рассчитать нагрузку всего строения на фундамент.

Что собой представляют бетонные плиты: цена на основные типы изделий

Ни одно строительство не обходится без использования железобетонных перекрытий, которые помогают значительно ускорить возведение постройки. Различных размеров железобетонные плиты перекрытия используются для отделения нижнего этажа от верхнего. Главная задача изделий – обеспечить жёсткую конструкцию здания. Все плиты отличаются прямоугольной формой, изготавливаются из разных типов бетона, а дополнительную жёсткость панелям обеспечивает металлическая сетка и арматурная проволока.

Готовые плиты перекрытия относятся к категории сборных железобетонных изделий

Что собой представляют бетонные плиты: цена на основные типы изделий

Благодаря большому выбору типов и размеров ЖБ-плиты перекрытия имеют широкий диапазон использования. Конструкции применяются для формирования фундамента постройки и для того, чтобы отделить подвал от вышерасположенных этажей, а также для оформления чердачного помещения. В некоторых случаях железобетонные изделия служат материалом для возведения стен.

Это интересно! Использование плит не только ускоряет процесс строительства, но и помогает обеспечить устойчивость зданию. Панели перекрытия рассчитаны на разного рода нагрузки. Они считаются проверенными и надёжными элементами, усиливающими жёсткость конструкции.

Независимо от размера, плиты изготавливаются из бетонной смеси, что обеспечивает изделиям способность выдерживать большие нагрузки. Помимо этого, продукция характеризуется высокими противопожарными свойствами, практически не подвержена воздействию влаги и перепадам температур. В основном плиты классифицируются по особенностям изготовления, потому как монолитные и пустотелые панели отличаются не только по внешнему виду и цене, но и по техническим характеристикам. В основном влияют на цены железобетонных плит перекрытия размеры и тип используемого бетона.

Что собой представляют бетонные плиты: цена на основные типы изделий

Плиты перекрытий широко применяются при возведении многоэтажных домов, обустройстве дорог

Назначение опалубочных размеров плиты

Конструктивная ширина плиты по низу вычисляется по формуле

Вк = В — 10, (2.1)

где В — номинальная ширина плиты.

При номинальной ширине плиты B = 750 мм, конструктивная ширина по низу равна

Вк = 750 — 10 = 740 мм.

Конструктивная ширина плиты по верху вычисляется по формуле

bf’ = В — 30. (2.2)

Тогда конструктивная ширина по верху равна

bf’ = 750 — 30 =720 мм.

Высоту плиты назначим h = 400 мм, толщину полки hf’ = 80 мм, ширину продольных ребер bp = 95 мм.

Рисунок 2.2 — Опалубочные размеры плиты

Рисунок 2.3 — Конструктивная схема перекрытия.

Номинальная ширина плиты В и толщина ее полки hf’ принимаются по заданию. Остальные размеры и схема армирования ребристой плиты показаны на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 — Схема расположения арматуры в поперечном сечении

Конструктивная ширина плиты Вк принимается на 10 мм меньше заданной номинальной ширины В. Конструктивная длина плиты lk принимается на 20 мм меньше номинальной длины l.

Следует помнить, что размеры на чертежах указываются в миллиметрах, а в расчетных формулах в метрах. Ребристая плита (см. рисунок 2.4) армируется двумя одинаковыми плоскими каркасами Кр-1 в ребрах и двумя сетками С-1 и С-2 в полке плиты. Каркасы и сетки, как правило, сварные. В каркасе Кр-1 объединяются: рабочая продольная арматура 1, устанавливаемая по расчету плиты на действие изгибающего момента, возникающего при эксплуатации; поперечная арматура 2, устанавливаемая по расчету плиты на действие поперечной силы, и монтажная продольная арматура 3, устанавливаемая по расчету плиты на действие изгибающего момента, возникающего при ее подъеме и монтаже.

В сетках С-1 и С-2 объединяются арматура 4, устанавливаемая по расчету полки плиты на местный изгиб, и распределительная арматура 5, устанавливаемая без расчета. Для выполнения расчетов фактическое поперечное сечение ребристой плиты заменяют расчетным, несколько упрощенным, учитывающим предпосылки расчетов по первой и второй группам предельных состояний.

Приведенная ширина продольных ребер вычисляется по формуле

bw = 2bр, (2.3)

где bр — ширина продольных ребер.

Тогда приведенная ширина продольных ребер равна

bw = 2·95 = 190 мм = 19 см.

Площадь поперечного сечения плиты вычисляется по формуле

A = (bf’ — bw) hf’ + bwh, (2.4)

где bf’ — конструктивная ширина плиты;

bw — приведенная ширина продольных ребер;

hf’ — толщина полки;

h — высота плиты.

Тогда площадь поперечного сечения плиты равна

A = (72 — 19)·8 + 19·40 = 1184 см2.

Приведенная толщина бетона плиты определяется по формуле

где А — площадь поперечного сечения плиты;

— конструктивная ширина плиты.

Тогда приведенная толщина бетона плиты равна

■ Расчет и конструирование второстепенной балки.

Второстепенную балку рассчитывают как неразрезную конструкцию, опирающуюся на главные балки и наружные стены на равномерно распределенную нагрузку (g1 + v), передаваемую плитой с полосы bf (см. рис. 9.5, б, в), и нагрузку от собственной массы g2 балки q = (g1 + v)bf+g2.

Читайте также:  Возведение фундамента из плит перекрытия

Изгибающие моменты и поперечные силы при равных или отличающихся друг от друга в пределах 20% пролетах определяют с учетом перераспределения усилий по формулам: в первом пролете M1 = ql /11; на первой от края опоре Мв=ql /14; в остальных пролетах и над опорами M = ql /16; QA=0,4ql01; QB,l=0,6ql01; на первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах QB,r=Q = 0,5ql02, где l0i — расчетный пролет второстепенной балки, принимаемый равным расстоянию в свету между главными балками, а при опирании на наружные стены расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки (рис. 9.7, а).

Для определения отрицательных моментов в пролетах и рационального размещения арматуры по длине второстепенной балки рекомендуется строить огибающие эпюры моментов. При этом учитывают разгружающее влияние главной балки, создающей дополнительное закрепление на опорах [13]. Размеры сечения уточняют по моменту на первой промежуточной опоре, принимая ξ = 0,35, тогда h0 = 1,8 . Затем унифицируют размеры и подбирают рабочую арматуру в расчетных нормальных сечениях: в первом и средних пролетах — как для таврового сечения, на первой промежуточной и средних опорах — как для прямоугольного шириной b. На действие отрицательного момента в средних пролетах расчет ведут как для прямоугольного сечения. Расчет поперечного сечения выполняют для трех наклонных сечений: у крайней свободной опоры (на QA) и у первой промежуточной опоры слева и справа (на QB,l, QB,r).

Второстепенные балки армируют в пролете сварными каркасами, которые доводят до опор элемента и соединяют с каркасами следующего пролета стыковыми стержнями d1>0,5d, заводимыми за грани балки, в каждый пролет на длину не менее 15d1. На промежуточных опорах балки армируют узкими сетками b = 400…600мм или широкими сварными сетками с поперечной рабочей арматурой, раскатываемыми над главными балками. Если сеток две, то они в целях экономии стали смещаются друг относительно друга (рис. 9,7, а).

Достоинства и недостатки

Плиты перекрытий используются достаточно давно в строительстве, потому что обладают рядом неоспоримых преимуществ:

  • существенно ускоряют сроки строительства;
  • не требуют дополнительного усиления;
  • отличаются демократичной стоимостью;
  • обладают отличной звукоизоляцией;
  • надёжны и долговечны;
  • обладают большим выбором размеров и типов прочности.
Достоинства и недостатки

Монтаж одного этажа перекрытий из плит выполняется в течение нескольких часов

К недостаткам следует отнести:

При монтаже блоков важно использовать специальные стяжки для распределения нагрузки

Достоинства и недостатки

Производство плит перекрытия

Производство плит перекрытия стартовало в 20-ом веке, но сам железобетон придумал за полстолетия до этого Жозеф Монье. Француз был садовником.

Будни Монье омрачали пальмы, разламывающие мощными корнями все горшки и кадки. Тогда Жозеф сделал вазоны-опалубки и залил их цементом. Фокус не прошел. Пришлось добавить металлическую сетку. Тогда пальмы «сдались».

Производство плит перекрытия

Производство современных перекрытий ведется в 6 этапов. Первый – расчет плиты. Перекрытия проектируют. Впрочем, в условиях завода уже есть утвержденные расчеты.

В соответствии с ними готовят каркас для заливки цементной смеси. Каркасом служит арматура. Предварительно она нагревается и растягивается, крепясь к бортоснастке.

После закрепления арматуры приступают к прокату конвейерной линии. Она заливает каркас цементной смесью. Застывает она при повышенной температуре. Это способствует набору прочности. Достигнув ее, снимают крепления арматурной растяжки. Постепенно, стержни сожмутся по длине.

Производство плит перекрытия

Пустотные железобетонные плиты перекрытия

Размерные характеристики продукции:

  • толщина – 160-300 мм;
  • длина – 1,5-12 м;
  • ширина – 1,0-3,6 м.

Отверстия, обеспечивающие повышение звуко- и теплоизоляции с одновременным снижением массы плит, могут быть круглыми или овальными. Для удобного монтажа предусмотрены петли, позволяющие с помощью специального оборудования доставить и установить изделие в положенное место.

 Внимание! Модификация повышенной прочности – ж/б перекрытие с предварительно напряженной арматурой, усиленное в торцевой части.

Преимущества железобетонных плит перекрытий:

  • устойчивость к повышенным нагрузкам;
  • универсальность;
  • высокая звуко- и теплоизоляция;
  • отсутствие усадочных явлений;
  • быстрый и удобный монтаж;
  • устойчивость к коррозии, влаге, высоким температурам;
  • более высокая способность к гашению вибраций, по сравнению с монолитными изделиями;
  • наличие пустот, которое обеспечивает удобство прокладки коммуникаций.

Недостатки этой строительной продукции:

  • стандартизированные размеры, накладывающие определенные ограничения при проектировании;
  • массивность изделий требует наличия на строительной площадке специальной техники;
  • ограничения по видам строительства – при не усиленном фундаменте и слабых стенах рекомендуется выбрать другой способ перекрытия строения.

Что нельзя делать с плитами?

Нельзя менять расчетную схему опирания

Самый простой и самый наглядный пример в можно найти в интернете, когда люди берут плиту, которая имеет размер больше, чем пролет и с помощью выпуска такой плиты на улицу решают проблему организации площадки под балкон.

Что нельзя делать с плитами?

Так нельзя делать!!!

Здесь первые пять плит обломились по стене, крайние две плиты продолжают сопротивляться, но им осталось не долго.

Это перевозка плит перекрытия в коротком кузове КамАЗа. Как я и объяснял ранее, они обломились. Если посмотреть внимательно, то можно увидеть, что в верхней части таких плит или нет арматуры или они есть, но какие-то маленькие стержни, которые явно не могут сопротивляться такому большому растяжению. Поэтому необходимо в таком случае подкладывать жесткую траверсу.

Читайте также:  Несъемная опалубка при строительстве дома: технологии, характеристики

Почему так происходит?

Что нельзя делать с плитами?

Где изгибающий момент с той стороны и будут растягивающие напряжения в плите. Когда мы сдвигаем опору, то сгибающий момент переходит снизу вверх с максимумом в точке опирания и растяжение в плите будет уже в верхней части. Но в верхней части нет арматуры как в опалубочной технологии изготовления и слабая арматура в безопалубочной, поэтому плита ломается в месте опирания.

И если вы совершили такую глупость, как организовать такую площадку в своем доме, то берите сразу болгарку или перфоратор и сносите этот выступ, потому что рано или поздно она упадет кому то на голову или сами с неё упадете.

Не все плиты можно укорачивать

Очень часто бывает, что длина плиты больше длины пролета. Например плита 6 метров, а нам надо опереть её на пролет 4 метра. В этом случае люди подрубают плиту до нужного размера.

Что нельзя делать с плитами?

Обрубание плиты изготовленной по опалубочной технологии тоже может привести к обрушению!

Как я уже говорил, в плитах опалубочного изготовления в опорных зонах делается дополнительное армирование. Уменьшая длину вы срезаете это армирование и появляется высокий риск появления трещин.

Плиты изготовленные по безопалубочной технологии можно делить на части.

Нельзя переворачивать ребристые плиты

Что нельзя делать с плитами?

Некоторые для упрощения работ кладут плиты ребрами вверх и на них уже, например, укладывают лаги. Я уже говорил, что усиленное армирование проходит только в ребрах, наверху только легкая сетка и она не выдерживает изгибающих нагрузок и плита ломается.

Временные нагрузки.

Снеговая нагрузка. Для расчёта плиты принимаем равномерное распределение снеговой нагрузки по покрытию. Для г. Бреста, расположенного в 1 снеговом районе, нормативное значение веса снегового покрова S0 = 0,5 кПа.

q=qsd· γF  = 0,5 · 1,5 =0,75 кН/м.

Постоянная нагрузка.

Расчетная постоянная нагрузка приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Наименование воздействия (нагрузки)

Нормативное значение, кН/м2

γF

Расчётное значение, кН/м2

Железобетонная ребристая плита покрытия 3х12 м

1,70

1,15

1,955

Пароизоляция — 1 слой толя

0,07

1,35

0,095

Утеплитель:

– газосиликатные плиты ρ=500 кг/м3 δ=100 мм

– пенополистирол

ρ=50 кг/м3 δ=150 мм

0,5

1,35

0,675

0,075

1,35

0,101

Цементно-песчаная стяжка

ρ=2200 кг/м3 δ=30 мм

0,66

1,35

0,891

Гидроизоляционный слой — 2 слоя битумно-полимерного материала

0,15

1,35

0,202

Итого g:

3,155

3,919

3.3 Расчет полки.

Расстояние между осями поперечных ребер равно 0,99м (см. рис.3.2).

Полка представляет многопролетную конструкцию с наибольшими размерами поля: l1 = 2,98 — 2∙0,155 = 2,67 м,  l2= 0,99– 0,16=0,83 мм. Так как отношение пролетов l1 / l2 =2,67/0,83> 3, то полку рассматриваем как балочную плиту с расчетным пролетом leff= l2=0,83м. Расчетная постоянная нагрузка на 1м2 полки согласно ,095+0,675+0,101+0,891+0,202+0,03∙2500∙10∙10-3∙1,15=2,83кПа.

Расчетный изгибающий момент при действии постоянной и снеговой нагрузок

М=кН∙м.

Расчетный изгибающий момент в полке при действии постоянной равномерно распределенной нагрузки и сосредоточенной от веса рабочего с инструментом F=1,2 кН

 кН∙м.

Полезная высота плиты h0*=hf/2=30/2=15мм.

Для арматуры S500 при Еs=2∙105 МПа, ‰.

Тогда  и

Коэффициент 

<

Вычисленному коэффициенту αmсоответствует значение коэффициента

η=.

Необходимая площадь сечения арматуры Æ3 мм класса S500

Временные нагрузки.

Принимаем сетку из проволоки Æ3 мм класса S500 с шагом S=150 мм в продольном направлении (Аst=0,49 см2) и S=250 мм в поперечном направлении (Аst=3,36 см2).

3.4  Расчет поперечного ребра.

Поперечное ребро можно рассматривать как балку на двух свободных опорах с расчетным пролетом, равным расстоянию между осями продольных ребер leff = 2,98– 0,10 = 2,88 мм (рис. 3.2).

Расчетная схема ребра при действии постоянной и снеговой нагрузок приведена на рис. 3.1,а; постоянная расчетная нагрузка на ребро: от собственного веса ребра  

g1=0,08∙0,12∙2500∙10∙1∙1,15=276Н/м=0,276 кН/м, передаваемая плитой

g2=2,83∙0,99=2,8кН/м;

расчетная снеговая нагрузки на ребро

q=0,75∙0,99=0,7425кН/м.

Изгибающий момент в пролете:

Рис. 3.1  Расчетные схемы поперечного ребра.

Поперечная сила у опор:

Расчетные усилия в ребре от постоянной нагрузки и сосредоточенной от веса рабочего с инструментом F=1∙1,2=1,2кН (рис. 3.1,б)

Наиболее невыгодным по изгибающему моменту является 1 комбинация нагрузок, а по поперечной силе 2 комбинация нагрузок.

Ребро армируется одним плоским каркасом. Рабочая арматура S500.

Предполагая, сто нейтральная ось проходит по нижней грани полки, определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной bf’=990мм и положение нейтральной оси при расчете тавровых сечений:

;                 , что указывает на то, что сечение находится в области деформирования 1b, для которой

Проверим выполнение условия:

— условие выполняется, т.е. нейтральная ось проходит в полке и расчетное сечение – прямоугольное с шириной bf’ = 990 мм.

Для арматуры S500 при Еs=2∙105 МПа, ‰.

Тогда  и

Коэффициент 

<

Вычисленному коэффициенту αmсоответствует значение коэффициента

η=.

Требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:

По конструктивным соображениям принимаем 1Æ12 S800

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

Замена перекрытий из крупноразмерных плит является наиболее индустриальным и высокопроизводительным методом ведения реконструктивных работ. При этом используют технологические схемы с опиранием консольных выпусков плит на стены, металлические балки или железобетонные ригели. В связи со значительным увеличением массы перекрытия такое решение допустимо при достаточной несущей способности стен и фундаментов.

Читайте также:  Расстояние между плитами перекрытия при монтаже

Обязательным условием технологии и организации работ является наличие подъемно-транспортных механизмов — башенных, стрелковых или кранов на пневмоходу.

До начала монтажа перекрытий из многопустотных плит с консольными выпусками выполняется комплекс работ, включающий: разборку конструкций на захватке; монтаж перекрытий нижележащих этажей; ремонт и перекладку отдельных участков стен; пробивку и заделку проемов в перекрываемом этаже; подачу на смонтированное перекрытие материалов и изделий для послемонтажных работ.

Для укладки плит при двухпролетной схеме здания (рис. 7.5) пробиваются гнезда во внутренней продольной стене и борозды (штрабы) глубиной 0,5 кирпича в наружной или противоположной стене. Пробивку борозд и гнезд осуществляют с подмостей по предварительной разметке. На нижнюю поверхность гнезд и борозд укладывается цементно-песчаная подготовка, обеспечивающая единую отметку монтажного горизонта. В целях обеспечения устойчивости стен пробивку гнезд и борозд производят участками длиной, равной ширине 5-6 плит.

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

Рис. 7.5. Технология замены перекрытий из крупноразмерных железобетонных плит а — план участка перекрытий из железобетонного пустотного настила; б — монтаж с подачей настила в наклонном положении; в — монтаж с поворотом настила в горизонтальной плоскости; I, II,III — этапы монтажа

Работы по монтажу плит перекрытий производят снизу вверх на участках, ограниченных капитальными стенами. Железобетонные плиты подают в наклонном положении, для чего используют четырехветвевой строп с различной длиной ветвей, обеспечивающий наклон в пределах 20-30°. Монтаж элементов осуществляется с инвентарных подмостей. Последние 2-3 плиты захватки монтируют с установленных плит.

После установки 4-5 плит производят их анкеровку, заделку гнезд и борозд кирпичной кладкой или цементно-песчаным раствором. Должное внимание уделяется устройству теплоизоляции торцов плит, опирающихся на наружные стены, с целью исключения мостиков холода. Швы между плитами заделываются цементно-песчаным раствором с уплотнением вибратором, оснащенным штырьевой насадкой.

На участках недоборов в промежутках между выпусками консолей плит производится омоноличивание. Для этой цели используют подвесную инвентарную опалубку, армирование сетками или каркасами и бетонирование подвижными смесями. Разборка опалубки производится после достижения 70 %-ной прочности бетона.

Основные требования к качеству работ включают: обеспечение плотного примыкания плит перекрытий; обязательное замоноличивание швов; разница в отметках опорных частей плит не должна превышать 4 мм, а в отметке верхней поверхности — 8 мм; отклонение от горизонтали (разность отметок опирания плит) не должно превышать 8 мм.

Особое внимание в производстве работ должно уделяться вопросам техники безопасности при пробивке гнезд и борозд, своевременному обнаружению деформаций стен, предотвращению потери их устойчивости. При подаче в монтажную зону плит перекрытия должны быть исключены раскачивание и удары о стены.

Замена перекрытий из крупноразмерных плит выполняется звеном в составе 5 человек, из них: монтажники конструкций 4-го разряда — 1, 2-го разряда — 1, каменщики 3-го разряда — 1, 2-го разряда — 1. В звено входит также такелажник 3-го разряда.

При частом расположении внутренних несущих стен используется технология замены перекрытий большеразмерными плитами по металлическим балкам.

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

На рис. 7.6 приведена организационно-технологическая схема производства работ по замене перекрытий. Из-за частого расположения поперечных стен, различного пролета требуется большое число типоразмеров плит и балок. Это требует использования башенного крана грузоподъемностью до 8 т для обеспечения монтажного процесса наиболее тяжелых и удаленных плит.

Рис. 7.6. Технологическая схема и план площадки по замене перекрытий многопустотным настилом по металлическим балкам 1 — металлическая балка; 2 — многопустотный настил; 3 — бетонная опорная площадка; 4 — штраба омоноличенная

Снижение себестоимости работ из-за большой номенклатуры изделий достигается путем использования преднапряженных плит перекрытий, изготовляемых по экструзионной технологии безопалубочного формирования. Резательная технология позволяет получать практически любую номенклатуру изделий в соответствии с принятым планом перекрытия. При этом используются специальные захваты для беспетлевого монтажа плит.

Стандартные размеры

П-образные плиты перекрытия измеряются тремя составляющими габаритов:

По принятым производственным стандартам высота плит равна 22 см. В редких случаях по специальному заказу на заводах изготавливают конструкции с меньшей толщиной (16 см). Разница этих двух образцов состоит в уровне шумовой изоляции и диаметре технологических отверстий.

Стандартное значение длины варьируется в диапазоне от 2 до 12 м. На момент проектирования постройки в большинстве случаев планируют применение перекрытий, длина которых составляет от 3,6 до 7,2 м включительно. Если по каким либо причинам не получается уложиться в заданные параметры, будь они меньше или больше, придется доплачивать за специальный заказ партии товара. В таком случае размеры будут изменены производителем.

Ширина ребристых конструкций согласно стандартам составляет 1 м, 1,2 м, 1,5 м, 1,8 м. Квадратные плиты (ширина равна длине) встречаются редко и стоят на порядок дороже стандартных. В техническую проектную документацию часто вносят несущие элементы с метровой шириной.

Если руководствоваться ГОСТом, то можно отметить такие стандартные размеры плит (м):

Так как у материала могут быть абсолютно разные габариты, то вполне естественно, что они имеют разную нагрузку. Учитывая этот фактор, в строительстве обычно задействуют панели с весом от 770 до 820 кг/м². Если предусмотрена большая нагрузка, то и плиты нужно приобретать тяжелые (2500 кг/м²).