Плиты перекрытия расчет нагрузки

Плиты перекрытия являются неотъемлемой частью современных строительных конструкций. Они играют важную роль в обеспечении надежности и устойчивости зданий, позволяя создавать прочные и функциональные этажи. Рассмотрим, допустимую нагрузку на плиту перекрытия, как ее правильно рассчитать.

Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП

Плиты перекрытия — это строительные элементы, предназначенные для образования горизонтальных поверхностей, которые разделяют этажи в многоквартирных домах, коммерческих зданиях и других строительных объектах. Они служат не только для создания поддерживающей структуры между этажами, но также выполняют важные функции в звукоизоляции, теплоизоляции и уровень защиты от огня.

Но сколько выдерживает плита перекрытия?  Это зависит от их основных характеристик, в том числе и от материала изготовления. Плиты перекрытия могут быть изготовлены из различных материалов, таких как железобетон, металл, дерево или пластик, в зависимости от конкретных требований проекта и воздействия, которые они должны выдерживать.

Нагрузки на плиты перекрытия регламентируются основным нормативным документом — СНиП 2.01.07-85. Но также есть и дополнительной новый стандарт – СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

Исходя из его положений данного документа, выделить можно несколько основных видов воздействий, которые осуществляются на перекрытия:

• Постоянные. Это вес собственной конструкции (вес стен, перекрытий, фундамента и других элементов), перегородок, оборудования и других постоянных элементов.
• Допустимые. Это воздействия других негативных факторов со стороны, которые никак не влияют на качество конструкции, перекрытия в целом;
• Временные. Это вес, который только некоторое время воздействует на плиту перекрытия. Например, если в квартире нужно временно разместить тяжелое оборудование;
• Предельные. Это максимальная нагрузка, которая может осуществляться на плиту перекрытия. В случае, если она будет выше предельного показателя, то конструкция начнет постепенно разрушаться;
• Полезные. Это воздействия, которые выполняются для создания комфорта и удобства в помещении. Если речь идет об жилом помещении, то это мебель, бытовая техника. Если о предприятии, то это оборудование. Уровень полезного воздействия будет зависеть в первую очередь от предназначения и особенностей эксплуатации помещения.

Подробнее о весе ЖБИ и длинах в этой статье.

Важно! Допустимые нагрузки будут определяться на основе стандартов и нормативов, действующих в определенном регионе. Инженеры используют эти нормы для расчета и проектирования конструкции, учитывая все вышеперечисленные факторы.

Расчет допустимых нагрузок

Чтобы рассчитать допустимые воздействия на пролетную конструкцию, учитывают две возможных группы. Первая группа предполагает такой расчет, при котором перекрытие не будет деформироваться и портиться при воздействии трех нагрузок: постоянной, временной и особой. В данном случае важно правильно определить уровень жесткости элемента. Вторая группа – это расчет деформаций, которые позволяет определить, насколько плита будет прогибаться по факту ее использования. После того, как расчет получен, его нужно сверить с теми оптимальными показателями, которые указаны в нормативах (СНиП).

Важно! Несущая способность плиты может зависеть от нескольких основных факторов: какие силы воздействуют на конструкцию (постоянные и полезные), толщина изделия, длина пролета, особенности использования помещения.

Как правильно рассчитать

Для того, чтобы сделать помещение безопасным, во время выбора плиты перекрытия, нужно правильно рассчитать все виды воздействий, которые на нее будут осуществляться. Сделать это можно самостоятельно по специальным формулам. О том, как это сделать, расскажем подробнее для разных видов воздействий.

Предельные

Предельная нагрузка на плиту перекрытия зависит от множества факторов, включая геометрические характеристики плиты, материалы, из которых она изготовлена, и условия эксплуатации.

Чтобы определить эту нагрузку, учитываются все внешние воздействия на конструкцию (внешние силы), при которых плита достигает предельного равновесия.

Итак, рассмотрим, как правильно сделать расчет при использовании многопустотная плиты перекрытия ПБ 65-12-8 весом 2,5 т

• Высчитываем площадь перекрытия: 6,5×1,2=7,8 кв.м.;
• Определяем нагрузку, которая осуществляется от самой конструкции на единицу площади изделия: 2,5 делим 7,8 получаем 321 т/м2 (321 кг/м2);
• От предельно допустимой силы нужно убрать массу ЖБИ (плиты): из 0,8 вычитаем 0,321 и получаем 0,479 т/м2 (479 кг/м2);
• Далее начинаем расчет воздействия строительных элементов, отделки, пола и прочих конструктивных деталей помещения. Если речь идет об строительстве частного дома, то можно взять показатель с минимальным запасом (300 кг/м2);
• После этого от основного расчетного показателя отнимаем последнюю нагрузку. То есть, из 479 отнимаем 300. Получается 179 кг/м2. Вот мы и нашли предельный показатель.

Важно! Есть специальные калькуляторы, которые проводят автоматические расчеты. Но чтобы ими воспользоваться нужно знать основные особенности плиты и строения в целом.

Точечная нагрузка

Для ее расчета необходимо учитывать несколько факторов, включая характеристики нагрузки, геометрию плиты и материал, из которого она изготовлена. Но для того, чтобы быстро рассчитать данный вид нагрузки, достаточно изучить основные положения СНиП. Согласно им, чтобы узнать воздействие на перекрытие не в целом, а на одну точку, учитывается коэффициент запаса 1,3. К примеру, если конструкция обладает несущей способностью 600 кг/м2, то это значение нужно умножить на 1,3. Получаем 780 кг на м.кв.

Важно! В случае, если точечные воздействия будет осуществляться временно (прилагаться будут только динамические воздействия), то коэффициент нужно брать с небольшим запасом. Например, 1,5. Тогда в случае несущей способности 600 кг/м2, мы получаем уже показатель 900 кг на м.кв.

Методы перерасчета на кв.м.

Для того, чтобы провести перерасчет нагрузки на 1 кв.м. нужно знать основные характеристики и особенности  используемого железобетонного изделия. Предлагаем вам рассмотреть пример такого «перевода» в случае использования ЖБИ марки ПБ 45-12-8 массой 1510 кг.

• Определяем площадь по уже известной нам формуле. Получаем 4,5×1,2=5,4 кв.м;
• Далее находим предельную загрузочную нагрузку на изделие. Для этого полученный показатель на этапе ранее умножаем на 0,8. И получаем 4,32 тонны;
• Из этой цифры нужно отнять вес самой плиты перекрытия. Получаем 4,32-1,51=2,81 тонны;
• Определяем силы, которые будут воздействовать на конструкцию. Это наличие перегородок в помещении, стяжка пола, отделочные материалы и так далее. В жилом помещении данный показатель обычно не превышает 230 кг на кв.м.;
• Исходя из этого определяем воздействие на поверхность с учетом дополнительных элементов и конструкций. Получаем 5,4 (это наша площадь)*0,23 (нагрузка других конструкций). Получаем 1,24 тонны;
• Переходим к вычислению запаса прочности перекрытия. Для этого из веса изделия вычитаем нагрузку, полученную на предыдущем этапе. Получаем: 2,81-1,24 = 1,57 тонны.

Важно! Чтобы получить фактическую величину, нам нужно разделить полученный запас прочности на площадь перекрытия. В нашем случае 1570 делим на 5,4. Получаем 290 кг на 1 кв.м. А это намного меньше, чем величина указана в нормативных документах (800 кг на кв.м.).

Изгибающий момент

Изгибающий момент плиты перекрытия — это момент сил, который возникает в результате приложения сил к плите и вызывает её изгиб.

Рассмотрим пример расчета изгибающего момента на бесконсольном виде балки в случае, если дополнительные силы на нее осуществляются равномерно по всей поверхности. Она находится на опорах шарнирного вида. В данном случае будет уместно воспользоваться следующей формулой:

Максимальная нагрузка =   (q * l в квадрате) / 8, где q – это нагрузка, а l – это длина пролета. Как рассчитать q, мы узнали ранее. К примеру, если вы получили показатель в 800 Н/м (речь идет о равномерно распределенном воздействии на плиту), а длина пролета 6 метров то высчитываем показатель следующим образом. Максимальная нагрузка =   (800 * 6*6) / 8 = 3600 кг на метр.

Обратите внимание, что данную формулу рекомендуется использовать в том случае, если сила будет прикладываться посередине балки.

Как определить несущую способность

Для расчета потребуется узнать вес самой ЖБИ. Его значение указано в технической документации. Далее определяется общая масса конструкций, которые предположительно будут находиться на этаже. В частности учесть нужно стяжку, отделку пола, мебель и т.д. Также необходимо предусмотреть динамические нагрузки – передвижение людей и животных. Также понадобятся коэффициенты кратковременной и длительной нагрузок. Нормативное значение от людей и мебели для жилого фонда составляет 1,5 кПа.

Случаи прогиба конструкций

Сегодня производители железобетонных изделий предлагают товар, который имеет разный вариант прогиба (он осуществляется в обе стороны). По нормам СНиП 2.01.07-85 он возможен только в том случае, если располагается не более 1/15 по длине. Например, если для возведения конструкции была выбрана плита ПБ 90-12, то прогиб может составлять всего 6 см. Образование большого прогиба в обратную сторону обычно связано с тем, что плита слишком короткая (она начинает деформироваться под воздействием большой силы сжатия). В случае, если сложить плиты друг на друга, то изгиб будет виден.

Что будет, если провести расчеты неверно

Неправильный расчет воздействия на плиту перекрытия может иметь серьезные последствия для безопасности и надежности строительных конструкций. Вот некоторые из возможных последствий неправильного расчета нагрузки:

1. Повреждение конструкции: Перекрытия могут подвергаться изгибу, сжатию и растяжению в зависимости от нагрузок, которым они подвергаются. Неправильный расчет может привести к изгибу, сжатию, что в свою очередь может вызвать трещины, деформации и даже разрушение строительной плиты.
2. Опасность обрушения: Неправильный расчет может привести к снижению надежности перекрытия, что может создать опасность обрушения или падения на нижние уровни. Это может быть особенно опасно в многоквартирных зданиях или коммерческих сооружениях.
3. Ущерб внутренним системам: Перекрытия также воздействуют на внутренние системы, такие как водопровод, канализация, электричество и отопление. Неправильный расчет может вызвать повреждения или утечки этих систем.
4. Дополнительные расходы: Неправильный расчет нагрузки может потребовать дополнительных затрат на ремонт и усиление конструкции. Это может стать финансовой нагрузкой для владельцев недвижимости.
5. Ущерб имуществу: При обрушении или повреждении плиты перекрытия могут быть повреждены имущество и личные вещи, что также вызовет дополнительные финансовые и личные потери.

Важно! Неправильно созданная стяжка в хрущевке, нагрузка на  перекрытие может привести обрушению плиты.

Для избежания подобных последствий важно правильно правильной проводить расчеты воздействия на перекрытие, соблюдать строительные нормы и нормативы, а также привлекать квалифицированных инженеров и архитекторов для проектирования и строительства. Регулярная проверка состояния строительных конструкций и проведение необходимых обслуживаний также помогут предотвратить проблемы в будущем.

Итак, сбор нагрузок на плиту перекрытия позволяет подобрать оптимальные ее параметры (характеристики). В случае, если расчет будет сделан неправильно, то это может привести к деформации строения и даже нанести ущерб имуществу. Если самостоятельно провести расчет не получается, обратитесь к специалистам. Они помогут учесть все возможные воздействия и особенности эксплуатации будущего строения.