Assma.ru

Ремонт и стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эксплуатационная нагрузка на перекрытие

Подробный алгоритм расчета балок перекрытия

Конструктивный раздел рабочего проекта жилого или общественного здания является важной частью комплекта технической документации.

Инженер разрабатывает комплекс решений, выполнение которых гарантирует безопасную эксплуатацию объекта.

Перед разработкой чертежей несущих элементов здания требуется провести общий и локальный расчёт каждого из них с подбором оптимальных сечений.

Проектировщики уделяют повышенное внимание конструктивным решениям перекрытий, и, при необходимости, добавляет в конструкцию балки, повышающие прочность и компенсирующие прогибы конструкции.

О расчете балок перекрытия поговорим в статье.

Особенности конструкции плит

Перед приобретением плит перекрытий необходимо определить проектную несущую способность и размеры изделий, выбирая ЖБИ по расчетным параметрам. Производство панелей перекрытий осуществляется на основе легкого конструкционного бетона плотной структуры, а также тяжелого силикатного бетона.

Конструкция изделий предусматривает усиление в виде армирования, которые выполнено в виде арматурных каркасов из стрежней классов А1 и А3. В зависимости от вида и схемы армирования плитные элементы могут применять для различных целей. При этом устойчивость и прочность сооружении будет зависеть от вида моделей плит, их конструкции, схемы опирания, несущей способности. Изделия с завода изготовителя различаются меду собой по методу стыковки с прочими несущими конструкциями и относительной толщине.

В процессе изготовления ЖБИ задействуется бетон с классом не менее В15. При этом для прочности плита может армироваться как обычным, так и заранее напряженным металлом. Конструктивно панели могут быть как сплошными, так и с наличием внутренних технологических пустот.

РАСЧЕТ СТЕН

Прочностной расчет стен

Прочностной расчет кирпичных стен проведен в соответствии с СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» [3].

Произведен расчет кирпичных столбов (b×h=500×650 мм) по оси Б.

Проверено выполнение требования п.7.1 СП 15.13330.2012 [4]:

Значение расчетного сопротивления кладки сжатию R принято равным 2,0 МПа.
Плотность кирпичной кладки ро, а также раствора штукатурных слоев, принята на основе справочных данных равной 1900 кг/м3. Коэффициент надежности по нагрузке от веса кладки принят по Таблице 7.1 [1] равным 1,1.

2) Расчет кирпичных столбов (b×h=500×650 мм) по оси Б
Продольная сила, действующая на нижней плоскости столба

Минимальная несущая способность участка столба

Вывод: несущая способность кирпичных столбов по оси Б достаточна для восприятия действующих на них нагрузок.

4.2. Теплотехнический расчет стен

1) Общие положения
Теплотехнический расчет кирпичных стен проведен в соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» [6].
Произведен расчет наружной кирпичной стены толщиной в два кирпича дореволюционного размера

выполненной из кирпича полнотелого керамического и оштукатуренной с двух сторон (средняя толщина слоя 25 мм, γ0=1800 кг/м3).

2) Теплотехнический расчет наружных стен
Характеристики стены

Вывод: сопротивляемость наружной стены теплопередаче недостаточна

РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ И ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ

1) Общие положения
Расчет фундаментов и грунтов основания проведен в соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» [5].
Произведен расчет фундамента кирпичного столба по оси Б.
Проверено выполнение требования п.5.6.7 СП 22.13330.2011 [5]:

где p ср. – среднее давление под подошвой фундамента;
R – расчетное сопротивление грунтов основания фундамента.

В соответствии с инженерно-геологическими изысканиями в сжимаемой толще залегают супеси пылеватые. Расчетное сопротивление грунта основания R принято равным 250 кПа. Плотность бутовой кладки принята на основе справочных данных равной 2400 кг/м3.

2) Расчет фундамента продольной стены

Вывод: пластические деформации под подошвой фундамента несущих столбов не развиваются глубже допускаемого значения.

Как рассчитывать допустимую нагрузку

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

  • собственную массу изделия на м 2
  • 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/м 2 — 300 кг/м 2 (вес конкретной плиты по ГОСТу) — 150 кг/м 2 (максимальный вес стяжки, утеплителя и напольного покрытия по СНиП) – 150 кг/м 2 (минимальные нормы на привнесенную статическую и динамическую нагрузку) — 200 кг/м 2 .

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.

Методика расчета

Допустим, нам нужно определить, какова будет нагрузка на плиту в кирпичном доме, для начала нужно выполнить чертеж здания. Согласно чертежу высчитывается общий вес, который должно выдержать перекрытие. Затем это значение делится на общее количество элементов, которые планируется использовать для возведения перегородки между этажами.

Середина плиты никогда не должна принимать на себя большой вес, даже если снизу под этим местом будет находиться колонна или капитальная стена.

Чтобы рассчитать допустимую нагрузку на одну плиту, необходимо знать ее вес. Для примера возьмем изделие с маркировкой ПК-60-15-8, которое часто применяется при строительстве в Казани. По маркировке мы определяем вес изделия равный 2850 кг, и площадь несущей поверхности 9 м2 (умножаем длину на ширину). Максимально допустимая нагрузка, как мы уже говорили выше, 8 кг на 1 дм2.

Первый способ

Это изделие может выдержать 800*9=7200 кг. Если вычесть отсюда вес его самого 7200-2850 = 4350 кг. Теперь следует определить вес утепления, стяжки и отделки напольного покрытия верхнего этажа. В среднем этот показатель для готового пола равен 150 кг на 1м2. Итого 150*9 = 1350 кг. Снова вычитаем эту цифру из оставшегося значения: 4350-1350=3000 кг или 300/9 = 333 кг на 1м2.

Читать еще:  Виды плит перекрытия, маркировка, размеры

Согласно СНиП 150 кг на 1м2 должно быть отведено под статическую и динамическую нагрузку при эксплуатации (мебель, техника, люди, животные и т. д.). 333-150=183 кг/м2. Эти килограммы могут быть использованы для возведения декоративных конструкций, межкомнатных перегородок или оставлены запасом по прочности.

Если при расчете общая нагрузка превысила максимально допустимое значение, следует выбрать облегченную конструкцию пола и межкомнатных перегородок, отказаться от декоративных элементов.

Второй способ

Исходные данные те же самые: вес = 2850 кг, площадь = 9 м2, предельная нагрузка 8 кг на 1 дм2, то есть на 1 м2 поверхности приходится 2850/9=316 кг/м2. Это собственный вес. Оставшийся запас находим так: 800-316=484 кг/м2.

Средний вес готового напольного покрытия мы уже знаем – 150 кг на 1м2. Итого 484-150 = 334 кг/м2. Вычитаем те самые 150 кг на 1 м2, которые следует заложить на статическую и динамическую нагрузки при эксплуатации: 334 – 150 = 184 кг/м2.

Как вы видите, с помощью обоих способов получилось одинаковое значение. Разница в 1 кг получилась путем округления десятичной дроби, которая была получена методом деления в первом способе. Во втором варианте расчетов деление, и, соответственно, округление не производилось.

С нами Вы можете не беспокоиться о будущем вашего дома, наши проектанты имеют большой опыт расчета любых нагрузок и проектирования домов в целом.

Как влияет снеговая нагрузка на расчет фундамента

Нагрузку от выпавшего снега – Sg, следует принимать в зависимости от снегового района, в котором находится будущий объект строительства.

Карта снеговых нагрузок

Для определения снеговой нагрузки величина Sg умножается на площадь кровли (для скатных кровель – на площадь горизонтальной проекции).

Расчет балок чердачного перекрытия для частного дома

Чердачное перекрытие должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нужную нагрузку. На прочность перекрытия влияют несколько параметров, которые можно менять — величина пролета, поперечное сечение балок, шаг их установки, связи между балками…

Рассмотрим подробнее, как подобрать балки чердачного перекрытия для частного дома, методику их расчета, варианты конструкций.

Факторы определяющие нагрузку на перекрытие

Нагрузка на чердачное перекрытие создается:

    весом самого перекрытия;

  • временной эксплуатационной нагрузкой — людьми, грузами, которые могут находиться на перекрытии.
  • Если для создания чердачного перекрытия используется только деревянные детали и обычные легкие утеплители, то удельный вес самого перекрытия можно принять равным 50 кг/м кв. без детальных расчетов.

    Если дополнительно используется стяжка и простенки, то их удельный вес нужно прибавить. Обычно, при использовании сухой стяжки и легких пустотелых межкомнатных перегородок, удельную нагрузку от деревянного перекрытия и этих конструкций принимают равной не менее 100 кг/м кв.

    Определение нагрузки на чердачное перекрытие

    Временная эксплуатационная нагрузка может быть разной в зависимости от предназначения и использования чердачного помещения.

    • Если помещение совсем не эксплуатируется, то удельная эксплуатационная нагрузка согласно СНиП принимается не менее 100 кг/м кв. (75 кг х 1,3 — коэфф. надежности ).
      Тогда общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие составит 100 + 50= 150 кг/м кв.

    Для межэтажного перекрытия временная эксплуатационная нагрузка согласно нормативов должна быть не менее 200 кг/м кв (150 кг х1,3).
    Если неотапливаемый чердак должен служить складом не нужных вещей, то он приравнивается к межэтажному перекрытию.
    Общая удельная нагрузка — 250 кг/м кв. (200+50).

  • Если мансардный этаж будет жилым, и применяется стяжка пола (плавающий пол со звукоизоляцией) и легкие межсекционные перегородки, мебель, оборудование и прочее, то соответственно межэтажное перекрытие
    будет с общей удельной нагрузкой 300 кг/м кв. (200 + 100 кг/м кв.).
  • Определение сечения и шага установки балок

    Ранее были определены исходные данные для расчета:
    — общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие;
    — величина пролета между несущими стенами;

    Можно воспользоваться таблицами подбора балок для чердачного перекрытия, которые приведены в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом»,

    Для не эксплуатируемого чердака предлагается следующее сечение балок перекрытия и шаг их установки в зависимости от величины перекрытия. Но здесь временная эксплуатационная нагрузка принята 35 кг/м кв. – это весьма редкое посещение чердака только одним человеком. При этом обеспечивается прогиб балки не более 1/360 от длины пролета.

    Следующая таблица для межэтажных перекрытий с удельной нагрузкой 240 кг/м кв. Максимальный прогиб балки также предусматривается не более 1/360 кг/м кв.

    Также для проектирования балок существуют свои методики расчетов, а на любительском уровне применяются различные программы и калькуляторы. Можно ознакомиться: Калькулятор — Как узнать примерные размеры и сечение балок перекрытия для ознакомления

    Какие связи нужно применять между балками из досок

    Если в качестве балок используются деревянные доски (не шире 80 мм при высоте до 250 мм), то необходимо предусмотреть меры препятствующие скручиванию балок. Достаточно будет, если доски сверху и снизу будут обшиты (связаны между собой) сплошным настилом из листовых жестких материалов типа ДСП, ЦСП, ОСБ, фанера… толщиной не менее 12 мм, для шага установки балок не более 600 мм.

    Стыки обшивки должны располагаться по центру балок. Крепление обшивок осуществляется саморезами с шагом 200 мм на глубину 40 мм.

    В результате будет образован каркас, который не только препятствует скручиванию, но и увеличивает сопротивляемость на прогиб и склонность к вибрации.

    С одной стороны также каркас может быть сформирован рейками контробрешетки, которые устанавливаются перпендикулярно к балкам с шагом не более 600 мм и сечением не менее 20Х90 мм. Обрешетка может быть обшита менее жестким материалом – ГВЛ, ГКЛ.

    Читать еще:  Правильная схема анкеровки пустотных плит перекрытия

    Если верхняя сплошная обшивка балок-досок не предусматривается, а также отсутствует контробрешетка, то упрочнение каркаса осуществляют вертикальными распорками. Они вставляются между балок и крепятся к ним металлическими уголковыми элементами, их сечение от 40Х100 мм. Шаг установки таких связей не более 2,1 метра, но обычно их ставят по местам стыка потолочной обшивки, при этом нижнюю контробрешетку не делают.

    При выборе досок для перекрытия следует учитывать, что широкие ровные доски дороже чем узкие (при расчете за 1 м куб).

    Высоту доски (высоту балки) нужно подбирать исходя из принятого решения о размещения всего слоя утеплителя и строительстве контрообрешетки.

    Шаг балок может быть уменьшен, исходя из целесообразности закрепления обшивки, кратности размеру листов.

    Хранение строительных материалов

    При производстве ремонта используют сухие смеси (М:300, пескобетон, штукатурки, наливные полы и т.д.). Как правило, это мешки с весом 30-50 кг.

    Материалов требуется много и часто их хранят в одном месте, например складируют друг на друга. Так удобно строителям — площадь остается свободной и есть простор для работы. Этого никогда нельзя допускать.

    В момент доставки мало кто задумывается о несущей возможности плиты перекрытия, а зря.

    Все дома имеют запас прочности — он зависит от типа дома, конструктивного решения и возраста постройки. Ниже я привожу виды несущих плит.

    В каждом случае нужно делать просчет допустимой нагрузки на плиту перекрытия. Важно просчитать все по формуле и учесть индивидуальные характеристики (возможные прогибы, целостность арматуры, износ и т.д.).

    Чтобы не вдаваться в сложные расчеты привожу усредненные данные для типовых домов.

    Для типового домостроения применяют плиты перекрытия с нагрузкой до 400 кг/кв.м. В крупнопанельных домах (поздние версии) допустимая нагрузка — 600 кг/кв.м.

    Эти величины включают в себя как постоянные (перегородки, стяжка), так и временные (мебель, человек) нагрузки. Нельзя допускать перегруз — это приведет к обрушению. 18 мешков наливного пола — это уже 800 кг.

    Конструкции дома не должны работать на износ, поэтому не нагружайте плиту перекрытия своего дома.

    Горе-строители могут настаивать и спорить — им удобно сразу завести все черновые материалы. На первый взгляд это кажется логичным — происходит экономия на доставках, но экономия должна быть рациональной.

    В своих проектах я разделяю доставки материалов по весу и всегда слежу, чтобы нагрузки распределялись равномерно на плиту перекрытия. Т.е. я не разрешаю строить «горы» из строительных смесей.

    Какие виды нагрузок воздействуют на конструкцию

    Основной нагрузкой на плиты является масса стройматериалов, включая отделочные, которые применяются при строительстве объекта. Воздействие ветров, осадков и других внешних факторов также бывают значительными для конструкции. Среди общих разновидностей нагрузок на плиту перекрытия выделяются две:

    1. Постоянная. В нее включаются находящиеся выше инженерные коммуникации, стройматериалы, строительные конструкции.
    2. Временная. К ней относят воздействия осадков и ветров, передвижка мебели и т. п. внутри помещения.

    Временная подразделяется на кратковременную и длительную.

    По характеру нагрузки, которая накладывается на плиту, выделяют:

    1. Статическую. Она обусловлена воздействием отделки на верх и низ панели. К ней же относятся: подвесная система потолка, перегородки из кирпича и иные массивные конструкции.
    2. Динамическую. Образуется при перемещениях по горизонтали весомых предметов. Данное усилие создается как человеком, так и пушистыми членами семьи (кошка, собака). Или какими-нибудь другими экзотическими питомцами.

    Кроме указанных выше разновидностей нагрузок, есть еще:

    • точечная;
    • распределенная.

    Каждой присущ свой порядок приложения нагрузки на панели перекрытия. При множественных локализациях это будет считаться распределенной нагрузкой. Сюда причисляют натяжные потолки с располагающимися шагами крепежей 50 см. При размещении объекта в одном месте – сосредоточенной (точечной). Как пример – боксерская груша, весом 0,2 тонны.

    Вкупе с двумя названными выше видами нагрузки существует еще один – комбинированный, который встречается довольно часто. Как пример – предмет на ножках. Здесь учитывается вес объекта и точечное усилие, создаваемое всеми ножками по отдельности.

    Точечные нагрузки на перекрытия

    Расчет точечной нагрузки считается наиболее важным, так как в случае ошибки вся нагнетаемая нагрузка будет приходиться на одну точку в плите, что, несомненно, приведет к обвалу перекрытия.

    Согласно специализированной строительной литературе, в одной точке перекрытия может быть сосредоточенно не более 1600 кг, но каждый случай индивидуален и должен учитывать коэффициент надежности постройки.

    И даже при всех правильно выполненных подсчетах специалисты советуют распределять точечную нагрузку таким образом, чтобы максимум располагался вблизи несущей конструкции, в которых выполняется усиленное армирование плит и исходных материалов. Несмотря на точный расчет рекомендуется перестраховаться.

    Особенности определения точечной нагрузки

    Как правильно рассчитать нагрузки на полы?

    Проектирование – это крайне ответственный этап строительства здания или конструкции. Именно на этом этапе определяется надежность структурных элементов и их долговечность. Ошибки при проектировании могут стать причиной появления критических дефектов и не позволить нормально эксплуатировать объект. В полной мере это относится и к проектированию бетонных полов.

    Читать еще:  Варианты устройства пола по бетонной плите — порядок выполнения работы

    К сожалению, многие проектировщики ошибочно не выделяют полы в особый вид конструкций и применяют к ним те же подходы, что и к фундаментам или другим бетонным элементам. В результате бетонная плита пола может быть запроектирована, как с избыточным запасом прочности (то есть может быть неоправданно дорогой и материалоемкой), так и наоборот – недостаточно надежной. И хотя полы не относятся к разряду ответственных конструкций, их прочностные характеристики важны для безопасной и эффективной эксплуатации объекта строительства в будущем.

    Особенно важным в этой связи является определение воздействий и нагрузок, которым будет подвергаться бетонный пол. Характер воздействий, в первую очередь, повлияет на выбор покрытия пола, и этот вопрос заслуживает отдельного рассмотрения. Однако и с определением нагрузок возникает ряд спорных моментов, причем трудности зачастую возникают даже у опытных проектировщиков.

    Равномерно распределенная нагрузка

    Наиболее частой ошибкой при проектировании полов является принятие за отправную точку равномерно распределенной нагрузки. Эта характеристика выражается в ньютонах или килограммах на метр квадратный, а также паскалях. Эту величину принято закладывать в расчеты плит перекрытий или использовать при проектировании фундаментов зданий, однако следует с осторожностью использовать в случае полов. Строго говоря, распределенной нагрузкой является нагрузка от предметов непосредственно лежащих на полу, например, листов металла или фанеры, хранящиеся навалом сыпучие материалы. В более общем случае за такую нагрузку принимают и находящиеся на полу предметы, занимающие значительную площадь и имеющих большое количество зон контакта с полами. Примером последнего могут служить хранящиеся на полу склада паллеты , также к равномерно распределённой нагрузке относят и пешеходов.

    Тем не менее, нередко приходится сталкиваться со случаями, когда нагрузки в виде МПа/м2 указываются для склада со стеллажным хранением. Налицо неверный подход, при котором инженер делит сумму всех складских или производственных нагрузок на площадь. Иногда встречаются случаи, когда берется несущая способность стеллажа и делится на площадь, которую он занимает. Расчеты, выполненные на таких исходных данных, скорее всего, будут в корне неверными.

    Сосредоточенная нагрузка

    Дело в том, что в случае стеллажного складирования имеет место не распределенная нагрузка, а сосредоточенная (или точечная). Товары размещаются на многоярусных стеллажах, которые в свою очередь имеют небольшую площадь опирания на полы. Это создает очень серьезные нагрузки на плиты полов.

    Как правильно посчитать сосредоточенную нагрузку?

    За значение сосредоточенной нагрузки принимается давление под сдвоенной пяткой стеллажа. Сдвоенная опора находится между секциями стеллажа, и на нее приходится вдвое большая нагрузка, нежели на торцевые опоры. Для правильного расчета нагрузки нужно взять суммарную номинальную вместимость всех ярусов стеллажа, кроме напольного, и разделить на два. Рассмотрим пример: имеется стеллаж с пятью ярусами (напольный ярус не учитывается), на каждом из которых может храниться 3 паллета массой 1.200 кг:
    5 х 3 х 1,2 = 18 тонн
    То есть на каждой секции хранится до 18 тонн груза.

    Этот вес распределяется между четырьмя опорами, однако на опоры между секциями приходят нагрузки сразу с двух сторон. Таким образом, нагрузка на каждую опору составит 9 тонн (см. иллюстрацию).

    При передаче данных инженеру-проектировщику следует также указать размер пятки опоры стеллажа, поскольку пятка размерами 110х110 мм создает при равной нагрузке почти вдвое большее давление на полы, чем пятка 150х150 мм.

    Также большое влияние имеет расстояние между смежными рядами стеллажей.

    Такой же подход к определению нагрузок используют и применительно к производственному оборудованию, если оно устанавливается непосредственно на полы. Вес станков и производственных линий распределен между стойками и опорами, поэтому представляет собой сосредоточенную нагрузку.

    В случаях высотного складирования нагрузки на одну опору могут достигать 10-12 тонн. В таких ситуациях допускается использование понижающего коэффициента, учитывающего степень заполняемости склада.

    Другие виды нагрузок

    Также в целях проектирования принято выделять и другие виды нагрузок на полы.

    Колесная нагрузка – создается транспортными средствами, заезжающими на полы и перемещающимися по ним. Для правильной спецификации этих нагрузок необходимо знать распределение веса между осями транспортного средства и размер пятна контакта колеса с поверхностью. Также важно знать, парные ли колеса, какое расстояние между ними во всех направлениях. Хотя этот тип нагрузок схож с точечными, они обладают отличительной особенностью – динамикой. То есть при движении происходит приращение воздействующей на полы силы, что должно найти свое отражение в проектных расчетах.

    Линейная нагрузка

    Отдельные виды систем хранения грузов имеют вытянутые и узкие опоры, что позволяет рассматривать их как линейную нагрузку. В техническом задании на проектирование необходимо указать геометрические параметры этих опор, расстояния между ними и, естественно, массу складируемых на них товаров или материалов. Находящиеся непосредственно на полу рельсы тоже создают этот тип нагрузки, и к ним применяются те же подходы.

    Специфика нагрузок, имеющих место на предприятии, неотделима от понимания технологических процессов и характеристик используемого оборудования. Если Вы испытываете трудности с описанием нагрузок на Вашем объекте, Вы можете обратиться в компанию «Би Райт» за консультацией, и наши специалисты по проектированию полов помогут Вам.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector