В прошлом году, в США и России, появились два новых нормативных документа по железобетону. В июне вступил в силу СП 63.13330.2018, а в июле, вышел ACI 318-2019. Американский нормативный документ не переиздавался с 2014 года, а с момента появления СП 63.13330.2012 прошло более семи лет и конечно, каждому конструктору, занимающемуся железобетоном, интересно, для чего понадобилось выпускать СП 63.13330.2018.
О чем новом удалось узнать авторам. После внимательного прочтения выясняется, что в основных главах не так много новинок, но чувствуется явное тяготение разработчиков к достижениям науки советской эпохи, что не может не радовать, так как добавить в него могли что угодно.
Возможно, авторы посчитали, что в существующем СП уже достаточно требований и методик для «классического железобетона» на обычных бетонах и дополнять их или изменять нет причин. Но тогда зачем его переиздавать, не лучше ли было выпустить обновленную версию Пособия к СП 63.
В целом, если не учитывать добавление в пункте 5.1 о том, что расчеты по предельным состояниям второй группы следует производить на действие кратковременных и длительных нагрузок, без упоминания о постоянных нагрузках, которые тоже должны входить в основное сочетание, то остальные добавления можно считать более менее удачными. Например, в пункте 5.2.1, помимо необходимости расчета прочности по деформационной модели, добавили возможность расчета по предельным усилиям.
Изменения части 1 НК РФ
Этот метод расчета хорошо себя зарекомендовал в советский период и используется сейчас во многих расчетных программах, поэтому его возвращение должны поприветствовать разработчики расчетных комплексов. Реализация полноценного расчета по нелинейной деформационной модели всей расчетной схемы требует большой переработки расчетных комплексов, а также привлечение соответствующих специалистов и времени, а главное — дополнительных финансовых затрат.
В пункте 8.1.23 появилось полезное уточнение: «При статическом расчете конструкции по недеформированной схеме значения Mx и My определяют с учетом влияния прогибов согласно 8.1.2». В пункте 8.1.34 также добавили полезную поправку: «Значения коэффициента фn принимаются равными 1 — для изгибаемых конструкций без предварительного напряжения арматуры».
Например, для изгибаемых конструкций, в которых не учитывается продольная сила коэффициент фn тоже теперь можно не учитывать. Пункт 8.1.46 дополнили следующим текстом: «Значение сосредоточенной силы следует принимать за вычетом сил, действующих в пределах основания пирамиды продавливания в противоположном направлении».
Это допущение было описано в «Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)», в пункте 2.8: «Величина продавливающей силы F принимается равной величине продольной силы N, действующей на пирамиду продавливания, за вычетом величины реактивного давления грунта, приложенного к большему основанию пирамиды продавливания (считая до плоскости расположения растянутой арматуры)», и позволяло экономить арматуру в тех случаях, когда расчет на продавливание проходил с небольшим запасом. Этот пункт позволял немного увеличить запас и поперечную арматуру не устанавливать.
Впрочем, сейчас в таких случаях принято устанавливать поперечную арматуру конструктивно (в связи с некачественным производством работ и возможными отклонениями толщины плит от проектных значений), поэтому данное уточнение поможет Заказчикам более аргументированно требовать обоснования расходов арматуры. В 10-й главе, в пункте 10.3.2 появилось требование из пункта 5.8 «Пособия к СП 52-101-2003» о необходимости установки конструктивной арматуры в виде сеток при толщине защитного слоя более 50 мм и отношении усилий M/N > 0.3h. Это требование позволяет предотвращать скалывание защитного слоя, поэтому добавление понятно и оправдано. О главе 10 и о конструктивных требованиях хочется упомянуть более подробно в связи с тем, что к этим требованиям часто относятся не так серьезно, как к расчетным, возможно из-за того, что не все понимают их важность, поэтому лишний раз обратить внимание на эти пункты будет полезно.
Почему конструктивные требования нужно обязательно выполнять? Во-первых, формально, глава 10 СП 63 указана в перечне национальных стандартов и сводов правил, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
Т. е. выполнение требований главы 10, наравне с другими обязательными главами СП 63, является условием, гарантирующим надежность и безопасность здания в течении всего срока службы. Во-вторых, выполнение конструктивных требований прямым и косвенным образом влияет на возможность выполнения расчетных требований, например, позволяет защищать арматуру от атмосферных (и других) воздействий и обеспечивать её совместную работу с бетоном.
Чтобы лучше понять логику некоторых конструктивных требований можно вспомнить историю их появления и развития. Конструктивные требования, до появления в том виде, в каком они сейчас в СП, формировались на протяжении более чем 80 лет с момента выпуска ОСТ 90003-38 («Нормы и технические условия проектирования железобетонных конструкций»).
Они менялись, дополнялись, сокращались по мере развития строительных технологий, технологий производства бетона, развития методик расчета и накопления данных испытаний. (Немного истории). Первые испытания железобетона, начались сразу после того, как в 1854 году в Англии и в 1867 году во Франции патенты на него получили Уильям Уилкинсон и Жозеф Монье.
В 1861 году, во Франции, строитель Франсуа Куанье публикует первую брошюру о десятилетнем опыте применения железобетона под названием «Применение железобетона в строительном искусстве». А в 1884 году, в Германии, профессор механики И. Баушингер и инженер Г. А. Вайс выполнили первые масштабные исследования для изучения особенностей работы железобетонных конструкций.
Кстати, Гюстав Вайс первым начал осознанно устанавливать арматуру в растянутую зону бетона. Например, Монье считал, что арматуру лучше устанавливать в середине сечения. Таким образом, конец 19 века стал периодом активного развития железобетона в Европе и США. В начале 20 века, 1903 году, английский инженер Эрнест Лесли Рэнсом, в Сиэтле, заканчивает строительство самого высокого на тот момент 15-ти этажного здания из железобетона. При том, что первые нормы по железобетону в США появились только в 1921 году (в Германии и Швеции в 1904 году, во Франции в 1906 году).
Рис. 1. Ingalls Building. Первое в мире 15-ти этажное железобетонное здание, построенное в Сиэтле в 1903 г. Эрнестом Лесли Рэнсомом (Источник: «http://www.cincinnativiews.net/images-5/Ingalls%20Building.jpg»)
Не смотря на популярность за рубежом, в России, в это время, инженеры скептически относились к железобетону и не верили в его перспективы. В 1891 году выдающийся русский инженер-мостостроитель, ученый, Николай Аполлонович Белелюбский одним из первых осознал преимущества нового материала и начал многочисленные испытания железобетонных конструкций. Накопленные им данные позволили выявить очевидные плюсы железобетона и разрешить его использование в России, а в 1908 — 1911 годах выпустить первые нормативные документы по его использованию и расчету.
После окончания революции, в России, железобетон начали применять очень активно и появилась необходимость в экономии бетона и арматуры, т. е. в более глубоком изучении железобетона. В связи с этим начали создаваться первые научно-исследовательские институты.
В результате, в 30-х годах, А. Ф. Лолейт и А. А. Гвоздев (при участии В. И. Мурашева) создают теорию предельного равновесия конструкций и метод расчета железобетонных элементов по стадии разрушения. Первые предложения по расчету железобетона по стадии разрушения сформулировал А. Ф. Лолейт и в 1932 году, на II Всесоюзной конференции по бетону и железобетону, изложил их в своем докладе: «О пересмотре теории железобетона».
Однако, в связи с тем, что он в июне 1933 года ушел из жизни, опытные эксперименты, которые проводились под его руководством продолжил А. А. Гвоздев. Гвоздев также был одним из первых кто предложил выполнять расчет железобетона с учетом диаграмм деформирования бетона. (Окончательный переход на эту методику расчета произошел лишь в СНиП 52-01 «Железобетонные и бетонные конструкции»). В это же время В. З. Власов создает свою теорию расчета тонкостенных оболочек. Таким образом первые конструктивные требования к железобетонным конструкциям, в СССР, сформировались в 30-е годы и постепенно дополнялись с выходом обновлений нормативных документов. История развития некоторых из них описана далее.
Процент армирования
Первые требования к минимальному проценту армирования железобетонных конструкций появились в ОСТ 90003-38, в котором появился метод расчета по разрушающим усилиям. В книге Василия Ивановича Мурашова «Расчет железобетонных элементов по стадии разрушения», вышедшей в 1938 г., которая стала пособием к вышедшему ОСТ, о минимальном проценте армирования говорится следующее: «Минимальный процент насыщения сечения арматурой зависит от различных причин: величины усадочных напряжений, конструктивных соображений и т. д. В элементах, в которых часть сечения сжата, а часть растянута, минимальный процент растянутой арматуры должен быть согласно нормам не менее величин, приведенных в табл. 1.
Рис.2. Таблица 1 из книги Мурашова В. И. «Расчет железобетонных элементов по стадии разрушения»
Минимальные проценты армирования определены из условия, чтобы прочность железобетонного сечения была не ниже прочности того же сечения, рассчитанного как бетонное без учета арматуры. Для тавровых сечений минимальный процент армирования относится к площади сечения ребра…».
В вышедшем в 1946 году Н-3-46 («Нормы проектирования железобетонных конструкций (Н-3-46)», в таблице добавили информацию о напряжениях в арматуре, о количестве арматуры было написано следующее: «19. Сечение растянутой арматуры в процентах от площади расчетного сечения бетона для изгибаемых, внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов, рассчитываемых в предположении, что при разрушении элемента имеет место текучесть арматуры, должно быть не менее указанного в табл. 4.
Рис.3. Таблица 4 из «Н-3-46»
В центрально сжатых элементах, а также внецентренно сжатых, рассчитываемых в предположении, что при их разрушении текучести растянутой арматуры не происходит, сечение продольной арматуры должно быть не менее 0,5% от площади расчетного сечения бетона независимо от его марки».
Про максимальный процент армирования в книге Мурашева написано следующее: «При насыщении сечения колонны продольной арматурой не более 3%, как показали опыты, достаточно обычных хомутов, поставленных через 10-15 диаметров продольной арматуры. Если насыщение продольной арматурой превышает 3%, то для удержания мощных стержней от выпучивания обычных хомутов может оказаться недостаточно. В этом случае требуется взамен обычных хомутов ставить спиральную арматуру или приваренные хомуты. При этом каждый стержень продольной арматуры должен находиться в сгибе хомута. Таким образом для коротких колонн нормы не ограничивают предельный процент продольной арматуры, однако при высоких процентах насыщения требуют усиленного поперечного армирования».
Максимальный процент армирования СП 63 не ограничивает, что не может не вызывать вопросов, так как в разных нормативных документах требования отличаются. Например, в пункте 8.3.5.1 СП 266 написано следующее: «Наибольший процент армирования колонн продольной жесткой и гибкой арматурой принимают не более 15%.
Если при расчете конструкции в ней возникают изгибающие моменты только от случайных эксцентриситетов, то процент армирования принимают не более 25%». А в пункте 5.2.8 СП 430 написано: «…процент армирования в любом сечении (включая участки с нахлесточным соединением арматуры) — не более 10%». Так как СП 63, это обязательный нормативный документ, в нем должен быть указан критерий отнесения конструкции к железобетонной с гибкой или жестко арматурой. Будем надеяться, что со временем такой критерий появится.
Учет случайного эксцентриситета при расчете сжатых конструкций (п. 7.1.7, 8.1.7 СП 63.13330.2018)
Требование об учете случайного эксцентриситета при расчете сжатых железобетонных элементов, в советских нормах, впервые появились в СНиП II-21-75. Они подробно описаны в книге А. А. Гвоздева «Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций» (Москва 1978 г.): «Центральное приложение усилия, вызывающее равномерное по сечению укорочение сжимаемого элемента трудно осуществить даже в лабораторных условиях; для этого приходится прибегать к пробным нагружениям испытуемого образца небольшим усилием по измерениям деформаций на гранях, оценивать эксцентриситет и его направление, разгружать образец и передвигать его в прессе для достижения более равномерной деформации.
Такую операцию иногда повторяют несколько раз. Тем более нельзя рассчитывать, что кокой-либо элемент в реальной конструкции будет сжат центрально. Между тем даже небольшой эксцентриситет ощутимо снижает несущую способность сжатого элемента.
Причиной возникновения случайного эксцентриситета могут быть: неоднородность свойств бетона по сечению, особенно в случае бетонирования элементов в горизонтальном положении, при значительной высоте сечения и подвижной консистенции бетона; начальная кривизна оси сжатого элемента или ее отклонение от вертикали; неучтенные горизонтальные силы и другие причины. Случайный эксцентриситет принимается… равным большему из трех значений: 1/600 свободной высоты сжатого элемента, 1/30 высоты сечения, 1 см.
Эти величины заимствованы из рекомендаций Европейского комитета по бетону (ЕКБ) и Международной федерации преднапряженного железобетона (ФИП) и приняты также в нормах ряда стран. Согласно строительному кодексу Американского института бетона, случайный эксцентриситет принимается равным 1/10 высоты сечения сжатого элемента.
В нормах зарубежных стран, учитывающих случайный эксцентриситет, он во всех случаях суммируется с эксцентриситетом, определенным расчетом. В наших… нормах это правило сохранено для статически определимых конструкций.
Для статически неопределимых конструкций сделано послабление: если эксцентриситет, определенный из расчета, меньше случайного, то принимается случайный эксцентриситет; если же из расчета определен эксцентриситет, превышающий случайный, то последний не учитывается. Это обосновывается следующими соображениями. Наличие случайного эксцентриситета должно приводить к взаимному смещению концов сжатого стержня. Но в статически неопределимой конструкции такому смещению в той или иной мере препятствует связь этого стержня с другими элементами конструкции, что несколько смягчает влияние случайного эксцентриситета. Смягчение это существенно для сечений, где расчетный эксцентриситет значителен, и ничтожно либо отсутствует вовсе в сечениях, где он велик».
Источник: xn--e1affkcfpbgkmc.xn--p1ai
Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. (к СНиП 2.08.01-85) ПЕРЕКРЫТИЯ Часть 2
Для того чтобы построить загородный дом, понадобятся некоторые знания, связанные с нагрузками, которые может выдержать плита перекрытия. Но прежде, стоит изучить, что именно собой представляет такая плита, какую плиту выбрать: вид, маркировка и т. д.
При строительстве частных домов и многоэтажных зданий часто используют плиты перекрытия
Виды и достоинства данного изделия
Плиты перекрытия, изготовленные в заводских условиях с соблюдением температурного режима и времени затвердения, отличаются высоким качеством. Сегодня они выпускаются в двух модификациях: полнотелые и пустотные.
Полнотелые плиты, имеющие не только большой вес, но и большую стоимость, используют лишь при строительстве особо важных объектов. Для жилых домов традиционно берут пустотные плиты. В числе их достоинств – более легкий вес и меньшая цена, совмещенные с высоким уровнем надежности.
Надо отметить, что количество пустот рассчитано так, чтобы не нарушить несущие свойства. Пустоты также играют важную роль в обеспечении звуко- и теплоизоляции строения.
Размеры плит колеблются по длине от 1,18 до 9,7 м, по ширине – от 0,99 до 3,5 м. Но чаще всего при строительстве используются изделия длиной 6 м и шириной 1,2-1,5 м. Это излюбленный формат для строительства не только высотных домов, но и частных коттеджей. Для их установки требуется монтажный кран мощностью не более 3-5 тонн.
Материалы и конструкционные находки
Вес, который может выдержать плита перекрытия напрямую зависит от марки цемента, из которого она сделана.
Изготавливаются плиты перекрытия из бетона на основе цемента марки М300 или М400. Маркировка в строительстве – это не просто буквы и цифры. Это закодированная информация. К примеру, цемент марки М400 способен выдержать нагрузку до 400 кг на 1 куб.см в секунду.
Но не следует путать понятия «способен выдержать» и «будет выдерживать всегда». Эти самые 400 кг/куб.см/сек – нагрузка, которую изделие из цемента М400 выдержит какое-то время, а не постоянно.
Цемент М300 представляет из себя смесь на основе М400. Изделия из него выносят меньшие одномоментные нагрузки, зато они более пластичны и выдерживают прогибы, не проламываясь.
Армирование придает бетону высокую несущую способность. Пустотная плита армируется нержавеющей сталью класса АIII или АIV. У этой стали высокие антикоррозийные свойства и устойчивость к температурным перепадам от – 40˚ до + 50˚, что очень важно для нашей страны.
При производстве современных железобетонных изделий применяется натяжное армирование. Часть арматуры предварительно натягивают в форме, затем устанавливают арматурную сетку, которая передает напряжение от натянутых элементов на все тело пустотной плиты. После этого в форму заливают бетон. Как только он затвердеет и обретет нужную прочность, натяжные элементы обрезают.
Такое армирование позволяет железобетонным плитам выдержать большие нагрузки, не провисая и не прогибаясь. На торцах, которые опираются на несущие стены, используется двойное армирование. Благодаря этому торцы не «проминаются» под собственным весом и легко выдерживают нагрузку от верхних несущих стен.
Расшифровка маркировок
Маркировка ЖБИ включает в себя обозначение из букв и цифр, позволяющее определить разновидность плиты, ее габариты, а также несущую способность. В некоторых случаях марка включает в себя информацию о применяемом для изготовления бетоне, наличии монтажных петель, особенностях армирующего каркаса. Требования к маркировке регламентируются государственным стандартом.
В качестве примера рассмотрим расшифровку плит марки ПК 63-12-8:
- ПК – круглопустотная плита с толщиной 220 мм, произведенная по технологии опалубочного формования.
- 63 – длина в дециметрах (6300 мм).
- 12 – ширина в дециметрах (1200 мм).
- 8 – предельно возможная нагрузка в кПа (800 кг/м2).
Различные виды нагрузок
Всякое перекрытие состоит из трех частей:
- верхняя часть, куда входят напольное покрытие, стяжки и утепление, если сверху расположен жилой этаж;
- нижняя часть, состоящая из отделки потолка и подвесных элементов, если снизу тоже жилое помещение;
- конструкционная часть, которая все это держит в воздухе.
Плиты перекрытия весят очень много, поэтому их нужно устанавливать только с помощью крана.
Плита перекрытия является конструкционной частью. Верхняя и нижняя часть, то есть отделка пола и потолка создает нагрузку, которую называют постоянной статической. К этой нагрузке относятся все подвешенные к перекрытию элементы – подвесные потолки, люстры, боксерские груши, качели. Сюда же относится то, что встанет на перекрытии – перегородки, колонны, ванны и джакузи.
Есть еще так называемая динамическая нагрузка, то есть нагрузка от перемещающихся по перекрытию объектов. Это не только люди, но и их питомцы, ведь сегодня некоторые люди обзаводятся экзотическими домашними любимцами, например, хряками, рысями или даже оленями. Поэтому вопрос о динамической нагрузке важен как никогда.
Помимо этого, нагрузки бывают распределенные и точечные. Например, если к перекрытию подвесить боксерскую грушу в 200 кг, то это будет точечная нагрузка. А если смонтировать подвесной потолок, каркас которого через каждые 50 см крепится подвесами к перекрытию, то это уже распределенная нагрузка.
При расчете точечной и распределенной нагрузки встречаются и более сложные случаи. К примеру, при установке ванны емкостью 500 л нужно учитывать не только распределенную нагрузку, которую создаст вес наполненной ванны на всю площадь опоры (то есть площадь между ножками ванны), но и точечную нагрузку, которую создаст каждая ножка на перекрытие.
Допустимая нагрузка на пустотные плиты перекрытия
Каждый в свое время сталкивается с задачей, как самостоятельно отремонтировать квартиру или построить собственный дом. Поскольку ни одно здание не обходится без напольных и потолочных перекрытий, важно использовать для этого надежные бетонные блоки. Наиболее востребованы в строительстве пустотные плиты. Одна из главных характеристик перекрытий – допустимая нагрузка.
От правильности расчетов зависит прочность и долговечность здания в целом. Нужно узнать, какой допустимый вес нагрузок у плит перекрытия, сколько тонн они способны выдержать.
Разновидности перекрытий
Заводские изделия высокого качества изготавливаются двух типов: полнотелые (ПП) и круглопустотные (ПК). Первые имеют большой вес и высокую стоимость, чаще используются для строительства особо важных объектов. При возведении жилых, общественных и промышленных зданий наиболее популярны пустотные панели. Среди преимуществ – меньший вес, более демократичная цена и повышенная надежность перекрытий. Отверстия служат для звуко- и теплоизоляции помещения. Типы пустот:
- круглые;
- овальные;
- грушевидные.
Также могут быть особые формы и размеры пустот в соответствии с техусловиями и спецстандартами. Изделия имеют толщину от 160 до 300 мм., диаметр отверстий от 127 до 159 мм. Чаще всего для перекрытий всех типов зданий используются плиты 1ПК (220*159) с пустотами цилиндрической формы. Согласно ГОСТу, данная конструкция рассчитана на максимальные нагрузки. Также для перекрытий могут служить изделия с маркировкой 2ПК и 3ПК.
Технические характеристики
Материалом для изготовления плит служит бетон марки М300 (пластичный и гибкий) или М400, который способен выдерживать нагрузку 400 кг. на 1 кубический см. в секунду. Изделие армируется нержавеющей сталью с антикоррозийными свойствами и температурной устойчивостью (от -40 до +50 ̊ С). Маркировка арматуры: AII либо AIV.
Производство плит происходит натяжным способом. В процессе изготовления стальную сетку натягивают и распределяют по форме. После того, как залитый на арматуру бетон затвердел, элементы натяжки обрезаются. На торцевых сторонах плит используется двойное армирование, что позволяет перекрытию выдерживать огромные нагрузки без прогибов.
- стандартные размеры (длина: 2,4–12 м.; ширина: 1,0–3,6 м.; толщина: 160–300 м.);
- массу (800–8600 кг.);
- допустимую нагрузку на плиту (3–12,5 кПа);
- тип бетона (С – плотный силикатный, Л – легкий и тяжелый, без маркировки);
- количество опорных сторон (2,3 или 4) и расстояние отверстий (139–233 мм.).
Виды нагрузок на пустотные плиты
Каждое перекрытие состоит из трех секторов: верхний (пол, стяжки, утепление), нижний (отделка потолка, подвесные элементы), конструкционный (держит вес в воздухе). Все части создают статическую нагрузку. Дополнительный (динамический) груз – люстры, качели, перегородки, ванны, джакузи, а также проживающие в помещении люди и животные.
Кроме того, различают точечные и распределенные нагрузки. Боксерская груша принадлежит к первой группе, натяжной потолок – ко второй. Перед установкой ванны следует рассчитывать и точечную, и распределенную нагрузку. Поэтому так важно учесть предельно допустимый вес перекрытия при проектировании здания.
Капитальные (несущие) стены опираются на фундаментные блоки или на такие же с нижних этажей. На перекрытие нагрузка от них идти не должна. Места, где панель соприкасается со стеной, рекомендуется укрепить бетонной заливкой.
Расчет допустимых нагрузок
Стандартная пустотная плита рассчитана выдерживать:
- собственный вес – 300 кг. на 1 м 2;
- заливные полы, стяжки – 150 кг. на 1 м 2 (приблизительно 7 см.):
- мебель и люди – 200 кг. на 1 м 2;
- перегородки, стены – 150 кг. на 1 м 2.
Чтобы не допустить ошибок при установке перекрытий, следует составить предварительный проект с учетом всех моментов. При ремонте старого здания нужно снять напольное покрытие и утепление, определить его примерный вес и подобрать новое с такими же параметрами. Прежде, чем устанавливать в древних постройках джакузи или ванну больших объемов, важно проконсультироваться со специалистами.
Необходимо рассчитать все предполагаемые объекты статических нагрузок, чтобы не допустить прогибания плиты. Динамические грузы перекрытие может выдержать без последствий. Чаще всего проводится расчет комбинированных нагрузок с учетом сантехники, мебели, перегородок, людей и домашних животных.
Если параметры в предварительных расчетах превышают допустимую норму, стоит приобрести перекрытие повышенной прочности.
Хранение перед использованием
Чтобы технические характеристики перекрытий не снизились перед монтажом, следует соблюдать правила складирования:
- укладка плит на перегородки (не менее 15 см.), петлями вверх на ровную поверхность без контакта с землей;
- между изделиями должны быть брусья в 2,5 см. толщины;
- высота нагромождения не должна превышать 2,5 м.;
- прикрыть плиты водонепроницаемым материалом.
В продаже представлены перекрытия с предельно допустимыми нагрузками от 300 до 1250 кг. на 1 м 2. При точном соблюдении правил расчета, хранения и монтажа можно приобрести надежные плиты, которые максимально соответствуют требованиям. Чтобы не переплачивать за неиспользуемые нагрузки, установить прочные перекрытия в доме и безопасно эксплуатировать жилище, стоит детально ознакомиться с характеристиками каждого изделия непосредственно в местах продажи.
Маркировка железобетонных изделий
Нарезанные плиты перекрытия обладают такой же стойкостью к нагрузкам как и обычные.
Все пустотные плиты перекрытия, выходящие с заводов, маркированы. Эта маркировка, как уже было сказано выше, несет закодированную информацию. Плиты перекрытия обозначаются аббревиатурой ПК.
Следующее после аббревиатуры число приблизительно равно длине, выраженной в дециметрах. Следующее число указывает ширину, также приблизительную и в дециметрах. А вот последнее число означает, сколько килограммов может вынести 1 кв.дм плиты, включая и ее собственный вес.
К примеру, плита перекрытия ПК-12-10-8 имеет длину 1180 мм (или 1,18 м, т.е. приблизительно 12 дм) и ширину 990 мм (то есть 0,99 м или примерно 10 дм). А вот максимально допустимая нагрузка равна 8 кг на 1 кв.дм. Или 800 кг/кв.м.
Надо отметить, что нагрузка в 800 кг на 1 кв.м практически стандартная для всех плит. Хотя выпускаются плиты, способные выдержать нагрузку в 1000 кг на 1 кв.м и даже 1250 кг на 1 кв.м. Последнее число в маркировке у них будет 10 и 12,5.
Высота плиты – величина постоянная, и практически всегда – за исключением особых случаев – равна 22 см.
На какую постоянную нагрузку рассчитываются монолитные перекрытия в жилых зданиях, ссылка на Снип
Gricha Cot
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». п. 1.4. В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные ( длительные, кратковременные) нагрузки. п. 1.6. К постоянным нагрузкам следует относить а) вес частей сооружения, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.
Т. е. , применительно к монолитному перекрытию — это собственный вес перекрытия. А вот пониженная нормативная нагрузка 30 кгс/кв. м — это длительная временная нагрузка ( п. 1.7. СНиП) . А полная 150 кгс/кв. м — кратковременная ( п. 1.8). И 30, и 150 — это т. н. эксплуатационные нагрузки от людей и мебели.
Помимо этого учитываются нагрузки от перегородок ( в качестве длительной временной) , конструкции пола ( тоже, длительная временная, но часть конструкции пола, как например, стяжку, можно принять и постоянной) . В расчет принимаются и постоянные, и временные нагрузки. Просто расчет ведется на СОЧЕТАНИЕ перечисленных нагрузок. Как это делать подробно прописано в СНиПе.
Но, чтобы излишне не заморачиваться, обычно в расчет берут (кгс/кв. м) — собственный вес перекрытия с коэфф. 1,1 ( т. 1 СНиП) , вес конструкции пола с коэфф. 1,3 ( т. 1), вес перегородок 50 кгс/кв. м с коэфф. 1.3(п. 3.5., п. 3.7 СНиП) , полную эксплуатационную нагрузку 150 кгс/кв. м ( т. 3 СНиП) с коэфф.
1,3 ( п. 3.7 СНиП) . Это и будет расчетная нагрузка, на которую нужно считать перекрытия. При этом, для плит лоджий и монолитных лестничных площадок нагрузка будет другая- 400 кгс/кв. м (т. 3 СНиП).
Расчет предельно допустимых нагрузок
Плиты перекрытия могут иметь разные размеры и разную толщину, что влияет на их устойчивость к нагрузкам.
Чтобы узнать, сколько может вынести плита перекрытия, нужно сначала изготовить подробный чертеж дома (или квартиры). Затем следует высчитать общий вес всего, что понесет перекрытие. Сюда входят перегородки из гипсобетона, песочные и керамзитовые утепления полов, цементные стяжки, вес напольных плит или паркетного покрытия. Затем общий вес нагрузки следует поделить на количество плит, которые понесут все это на себе.
Несущие стены и опоры для крыши должны располагаться исключительно по торцам. Надо отметить, что внутренние части армируются так, чтобы нагрузка передавалась на торцы.
Середина плиты не может принять на себя вес серьезных конструкций, даже если снизу будут подведены опорные колонны или капитальные стены.
Теперь приступаем к общему расчету нагрузки, которую может выдержать плита. Для этого нужно знать ее вес. Возьмем, к примеру, плиту ПК-60-15-8, столь любимую нашими строителями. Согласно ГОСТ 9561-91, вес ее равен 2850 кг.
Для начала высчитаем площадь несущей поверхности плиты: 6 м × 1,5 м = 9 кв.м. Теперь нужно узнать, сколько килограммов нагрузки эта поверхность может вынести. Для этого площадь умножаем на максимально допустимую нагрузку, приходящуюся на 1 кв.м поверхности: 9 кв.м × 800 кг/кв.м = 7200 кг. Вычитаем отсюда вес самой плиты: 7200 кг – 2850 кг = 4350 кг.
После этого подсчитываем, сколько килограммов “съест” утепление полов, стяжка и укладка напольного покрытия. Обычно стараются уложить такое количество утеплителя или цементной стяжки, чтобы оно вместе с напольным покрытием весило не больше 150 кг/кв.м.
Таким образом, при 9 кв.м поверхности плиты она понесет: 9 кв.м × 150 кг/кв.м = 1350 кг. Вычитаем это число из получившейся ранее цифры и получаем: 4350 кг – 1350 кг = 3000 кг , что в пересчете на 1 кв.м дает 333 кг/кв.м.
Что означают эти 333 кг? Поскольку вес самой плиты и напольных покрытий уже вычтен, 333 кг на 1 кв.м – это та полезная нагрузка, которую можно на ней разместить. Согласно СНиП от 1962 года, не менее 150 кг/кв. м из этих 333 кг/кв.м должно быть отведено под будущие привнесенные нагрузки: статическую (мебель и бытовые приборы), и динамическую (люди, их питомцы).
Оставшиеся 183 кг/кв.м могут быть использованы для установки перегородок или каких-либо декоративных элементов. Если вес перегородок превышает рассчитанное значение, следует выбрать более легкое напольное покрытие.
Способ пересчета нагрузок на квадратный м
Расчет нагрузок на плиту перекрытия делается на ее каждый погонный метр.
Нагрузку на ту же плиту перекрытия можно рассчитать и по-другому. Берем все ту же ПК-60-15-8.
При площади поверхности в 9 кв.м на 1 кв.м поверхности плиты приходится: 2850 кг : 9 кв.м = 316 кг/кв.м Вычитаем собственный вес из максимально допустимой нагрузки: 800 кг/кв. м – 316 кг/кв.м = 484 кг/кв.м.
Теперь вычитаем отсюда вес напольного покрытия, стяжки или утепления, то есть всего того, что ляжет на пол. Пусть оно будет приблизительно равно 150 кг/кв.м: 484 кг/кв.м – 150 кг/кв.м = 334 кг/кв.м.
Небольшая разница в 1 кг получается за счет того, что здесь не проводилось деление, которое в первом случае приводит к периодической дроби. Из остающихся 334 кг/кв.м нужно вычесть 150 кг/кв. м, отпущенные на мебель и людей, а потом распланировать перегородки и двери из расчета 184 кг на 1 кв.м.
На какую постоянную нагрузку рассчитываются монолитные перекрытия в жилом доме, Снип
Gricha Cot
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». п. 1.4. В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные ( длительные, кратковременные) нагрузки. п. 1.6. К постоянным нагрузкам следует относить а) вес частей сооружения, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.
Т. е. , применительно к монолитному перекрытию — это собственный вес перекрытия. Но в расчет берутся и все временные нагрузки-т. н. эксплуатационные нагрузки от людей и мебели (кратковременная) . Помимо этого учитываются нагрузки от перегородок ( в качестве длительной временной) , конструкции пола ( тоже, длительная временная, но часть конструкции пола, как например, стяжку, можно принять и постоянной) . Расчет ведется на СОЧЕТАНИЕ перечисленных нагрузок.
Как это делать подробно прописано в СНиПе. Без излишних мудрствований, обычно в расчет берут (кгс/кв. м) — собственный вес перекрытия с коэфф. 1,1 ( т. 1 СНиП) , вес конструкции пола с коэфф. 1,3 ( т. 1), вес перегородок 50 кгс/кв. м с коэфф. 1.3(п. 3.5., п. 3.7 СНиП) , полную эксплуатационную нагрузку 150 кгс/кв. м ( т. 3 СНиП) с коэфф.
1,3 ( п. 3.7 СНиП) . Это и будет расчетная нагрузка, на которую нужно считать перекрытия. При этом, для плит лоджий и монолитных лестничных площадок нагрузка будет другая- 400 кгс/кв. м (т. 3 СНиП).
Точечная нагрузка с точностью до грамма
Этот вид нагрузки требует особой осторожности. От того, сколько будет подвешено или нагружено на одну точку, будет зависеть срок службы всего перекрытия.
Некоторые справочники предлагают рассчитывать предельно допустимую точечную нагрузку по следующей формуле: 800 кг/кв.м × 2 = 1600 кг То есть на одну точку можно навесить или поставить 1600 кг. Однако более разумным будет подсчет точечной нагрузки в соответствии с коэффициентом надежности.
Для жилых помещений он обычно равен 1-1,2. Исходя из этого, получаем: 800 кг/кв.м × 1,2 = 960 кг Такой расчет более безопасен, если речь идет о длительной нагрузке на одну точку. Однако следует помнить, что точечную нагрузку лучше располагать ближе к несущим стенам, возле которых армирование плиты усилено.
Как сделать перекрытие дома
Для того, чтобы перекрытие дома получилось надежным, необходимо соблюдать определенные требования. Требования к перекрытиям регламентируются несколькими нормативными документами:
СНиП 31-02-2001
СНиП 31-02-2001 регламентирует общие требования к несущим конструкциям одноквартирных жилых домов.
Высота от пола до потолка жилых комнат должна быть не менее 2,7 метра, на мансарде — 2,3 метра, в коридорах — 2,1 метра.
Перекрытие дома между этажом и чердаком должна исключать появление трещин, деформаций и разрушений, ухудшающих эксплуатационные свойства дома и приводящих к невозможности проживания в нем.
Несущие конструкции межэтажных перекрытий должны рассчитываться исходя из постоянных нагрузок от собственного веса, временных сосредоточенных, равномерно распределенных и снеговых нагрузок.
При подсчете нагрузок учитывается вес каминов, печей и других тяжелых элементов. Нормативные значения нагрузок, прогибов и перемещений перекрытий принимаются согласно СНиП 2.01.07-85.
СНиП 2.01.07-85
СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия» устанавливает правила определения постоянных и временных нагрузок и коэффициентов надежности на перекрытие дома. В первом разделе классифицируются виды нагрузок и указывается, что расчеты несущих конструкций должны выполняться для неблагоприятных случаев сочетания нагрузок. Далее регламентируется порядок учета каждой из нагрузок при расчетах несущих конструкций и даются коэффициенты надежности, которые вводятся в формулы расчетов.
Величина равномерно распределенных нагрузок перекрытие дома принимается равной 150 кгс/кв.м., нагрузок от веса перегородок — не менее 50 кгс/кв.м. Нормативное значение сосредоточенной нагрузки перекрытия равно 150 кгс/кв.м. Снеговые нагрузки в зависимости от региона имеют значения от 80 до 560 кгс/кв.м.
В разделе 10 устанавливаются предельные прогибы несущих конструкций. Для балок и плит перекрытия в зависимости от длины пролета их величина равна 1/120 — 1/300 (для пролета 6 метров — 1/200). Здесь же приводятся формулы для расчетов прогибов.
Нагрузки при ремонтах старых квартир
Плиты перекрытия можно делать своими руками. Чтобы сделать их прочнее делается армирование.
Планируя роскошные ремонты в старых домах, лучше заранее изъять старое утепление полов и напольное покрытие. Затем следует хотя бы приблизительно оценить его вес. Новые стяжки, плиты или паркет, которые придут им на смену, желательно подобрать так, чтобы вес нового напольного «одеяния» был примерно равен массе прежней верхней части перекрытия.
Следует быть особо осторожным, размещая в старых квартирах новую сантехнику с увеличенными объемами – ванны на 500 л и более, джакузи. Лучше всего пригласить специалиста и попросить его провести детальные расчеты. Следует помнить, что кратковременная нагрузка и постоянная статическая нагрузка отличаются друг от друга.
Статические нагрузки имеют свойство накапливаться, приводя со временем к значительным прогибам и провисаниям плиты. А кратковременная нагрузка всего лишь испытывает ее на прочность.
В заключение хотелось бы сказать, что только точное соблюдение всех правил и тщательность в расчетах обеспечат плитам перекрытия долгую жизнь.
Источник: sib-bastion.ru