Допустимый прогиб плиты перекрытия
В зависимости от того, как армируются перекрытия, данные конструкции применяются в различных целях. К примеру, для возведения различных сооружений. От их схемы отпирания и веса зависит устойчивость объекта. В любом случае их формы и размеры определяются чертежами, разработанными для данных изделий.
Специалисты выделяют два класса перекрытий, которые отличаются между собой:
- по относительной толщине изделия;
- методом стыковки с несущими конструкциями возводимых объектов.
При производстве железобетонных изделий данного типа применяется бетон не меньше класса В15. Плита армируется обычным металлом или предварительно напряженной арматурой. Кроме несущей способности перекрытий, подобные железобетонные изделия обладают звукоизоляцией. Чтобы улучшить данные свойства и уменьшить вес, изделия делают с пустотами, включая легкий бетон с пористым наполнителем.
Как определить длину балки
Помещения в строящихся зданиях чаще всего имеют прямоугольную форму, что позволяет размещать несущие конструкции перекрытия параллельно наименьшей стене. Размер балки зависит не только от габаритов помещения, но и от материала из которого возводятся стены.
Глубина заделки балки в кирпичной стен составляет от 100 до 150 мм. При заделке в деревянную стену показатель заделки балки должен быть не менее 70 мм.
В ряде случаев для размещения несущих конструкций перекрытия используются различные крепежные элементы из металла. Это кронштейны различной конфигурации, уголки или разнообразные перфорированные пластинки и гвоздевые плитки. При применении крепежа длина балки почти всегда будет ровна пролету помещения или другими словами расстоянию между стенами.
Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она опирается на мауэрлат и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.
Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.
При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.
Типы межэтажных перекрытий
По назначению перекрытия делятся на:
- межэтажные;
- чердачные;
- подвальные (цокольные).
Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50–100 кг/м 2 .
Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.
Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие
Конструкция перекрытий также может быть различной:
- с открытыми и скрытыми балками;
- с различными типами несущих балок;
- с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.
Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.
На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.
а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок
Пустотные плиты перекрытий: нагрузка, прогибы, отличия ПК от ПБ
Железобетонные пустотные плиты перекрытий изготавливаются в соответствии с ГоСТом 9561-91 и применяются для перекрытия пролетов жилых и общественных зданий.
Практически ни одна стройка не обходится без использования этих изделий. Если для обустройства фундаментов бетонным блокам ФБС есть равнозначная замена в виде заливного фундамента, свайного и т.д., то альтернативы пустотным плитам перекрытия практически нет. Любые другие решения (монолитные железобетонные конструкции или полы из дерева) уступают либо в прочности, либо в простоте изготовления.
Из данной статьи Вы узнаете:
- чем отличаются плиты ПК от ПБ,
- как высчитать допустимую нагрузку на панели,
- чем вызваны прогибы плит перекрытий и что с этим делать.
Отличия пустотных плит перекрытий ПК и ПБ
В последние годы на смену введенным в оборот еще в советское время плитам перекрытия ПК приходят изделия нового поколения — пустотные стендовые панели безопалубочного формования марки ПБ (или ППС в зависимости от проекта).
Если железобетонные плиты ПК изготавливаются по чертежам серии 1.141-1, то единого документа, на основании которого выпускают стендовые панели, нет. Обычно заводы используют рабочие чертежи, предоставленные поставщиками оборудования. Например, серия 0-453-04, ИЖ568-03, ИЖ 620, ИЖ 509-93 и ряд других.
Мы свели основные различия между плитами ПК и ПБ в одну таблицу.
| ПК | ПБ |
|---|---|
| Толщина | |
| 220 мм, либо 160 мм для облегченных плит ПНО | От 160 мм до 330 мм в зависимости от проекта и необходимой длины |
| Ширина | |
| 1,0; 1,2; 1,5 и 1,8 метра | Чаще всего встречаются 1,2, но бывают и стенды шириной 1,0 и 1,5 метра |
| Длина | |
| Для облегченных ПНО до 6,3 метра с определенным шагом, индивидуальным для каждого производителя. Для ПК — до 7,2 реже до 9 метров. | Поскольку плиты режутся по длине, то возможно изготовление нужного размера под заказ с шагом в 10 см. Максимальная длина может достигать 12 метров в зависимости от высоты панели. |
| Нагрузка | |
| Типовая 800 кгс/м2, под заказ возможно изготовление нагрузкой 1250 кгс/м2 | Хотя чаще всего выпускают именно нагрузку 800, но технология позволяет без дополнительных затрат сделать плиты и любой другой от 300 до 1600 кгс/м2. |
| Гладкость и ровность | |
| Все-таки технология старая и формы у всех уже изношены, идеальных плит Вы не найдете, но и откровенно плохие попадаются редко. По внешнему виду на твердую 4-ку. | Изготавливаются на новейших стендах, разглаживаются экструдером. Как правило плиты намного лучше выглядят, хотя возможны и отдельные исключения. |
| Армирование | |
| До длины 4,2 — простое сеточное, более длинные панели делают преднапряженными, т.к. использование натяжения позволяет добиться необходимой марки прочности меньшими затратами. | Преднапряженные при любой длине. В качестве струн в зависимости от проекта могут выступать как канаты 12к7 либо 9к7, так и проволока ВР-1. |
| Марка бетона | |
| М-200 | От М-400 до М-550 |
| Заделка отверстий | |
| Как правило выполняется на заводе. Если у Вас не сделано, обязательно залить бетоном М-200 | Заделка отверстий не требуется, поскольку проектом заложена достаточность прочности торцевых сторон и без дополнительного укрепления |
Нагрузка на пустотные плиты перекрытия
На практике часто встает вопрос, какую нагрузку способна нести железобетонная пустотная плита перекрытия, не сломается ли она от того или иного напряжения.
В любом случае на нее не должна опираться несущая стена. Капитальные (несущие) стены могут опираться строго либо на фундаментные блоки, либо на такие же стены нижних этажей.
Там где панель нахлестывается на несущую стену, она дополнительно укрепляется – с торцов отверстия пустот заливаются бетоном, а по бокам не рекомендуется делать нахлест более чем на 100 мм, т.е. до 1-ой пустоты.
Нагрузка может быть распределенная или точечная. Для распределенной нагрузки все просто – высчитать площадь плиты в м2, умножить на нагрузку согласно маркировки (как правило это 800 кг/м2) и вычесть собственный вес плиты. Так для ПК 42-12-8 имеем площадь = 5м2. Умножаем на 800 = 4 тн. И вычитаем собственный вес = 1,53 тн. Оставшиеся 2,5 тонны и будут допустимой распределенной нагрузкой. Можно, для примера, залить ее бетонной стяжкой в 20 см.
Для точечных нагрузок привести аналогичный расчет затруднительно, так как несущая способность плиты в случае точечного давления зависит не только от веса тела, но и от точки приложения. Так по краям панели значительно крепче, чем по центру. Обычно рекомендуют не превышать номинальную нагрузку более чем в 2 раза, т.е. до 1,6 тн при отсутствии других воздействий.
На практике чаще приходится рассчитывать комбинированную нагрузку от разных источников, таких как стяжка, мебель, люди, ненесущие перегородки. Тут следует довериться опыту советских НИИ, которые приняли нагрузку «8» типовой, т.е. достаточной для всех «стандартных» случаев использования.
Их расчеты основаны на следующих соображениях:
- собственный вес = 300 кг/м2
- стяжка + заливные полы = 150 кг/м2 (примерно 6-7 см.)
- мебель + люди = 200 кг/м2
- стены/перегородки = 150 кг/м2
Если в вашем случае эти показатели существенно превышаются, возможно, стоит задуматься о приобретении панелей с более высокими показателями несущей способности.
Пустотные плиты перекрытия, благодаря армированию и свойствам бетона, распределяют вес давящего на них предмета на большую поверхность, чем фактическая площадь контакта. Так, например, если у Вас перегородка имеет ширину 100 мм., а вблизи нее других нагрузок нет, то давление это распределится по большей поверхности и не выйдет за пределы, заложенные в расчетах предельных норм.
Так же следует не забывать, что помимо постоянных (статических) нагрузок бывают и переменные (динамические). Например, стоящая на полу гиря будет оказывать значительно меньшее разрушительное воздействие, чем упавшая со шкафа. Поэтому динамических нагрузок на панели следует по возможности избегать.
Прогибы плит перекрытий
Иногда покупатели сталкиваются с ситуацией, когда железобетонные плиты перекрытий имеют разный прогиб, в том числе и в обратную сторону. Следует знать, что согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» прогиб свыше 1/150 части длины изделия не является браком. Так для наиболее проблемной ПБ 90-12 допустимая величина прогиба составляет аж 6 см.
Обратный прогиб чаще всего образуется при отпиле последней плиты перекрытия ПБ на стенде, когда ее длина значительно меньше диапазона длин, для которого стенд изначально готовился. Для более длинных плит дается большее натяжение и т.к. основное армирование идет по нижней поверхности плиты, при отпиле короткой плиты эта избыточная сила сжатия как бы выгибает плиту.
Чтобы избежать данной ситуации покупателям следует внимательно осматривать изделия перед приобретением. Как правило, железобетонную плиту с большим прогибом не сложно заметить в стопке других пустотных плит. Следует признать, что эти случаи все-таки редки и у хороших производителей практически не встречаются.
Шаг 4. Подбираем класс бетона
Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.
Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения и других технологических факторов, даже так называемой активности цемента.
При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.
Определение прогиба деревянной балки согласно СП 64.13330.2011
Тут может возникнуть дополнительный вопрос: а как определить значение коэффициента β, который присутствует чуть ли не во всех формулах данной таблицы?
СП на этот вопрос прямого ответа не дает, однако по контексту таблицы можно догадаться, что
β = h0/h (544.3)
где h — максимальная высота балки (как правило посредине пролета), h0 — высота балки в начале и(или) конце пролета.
Соответственно βh = h0. Так же из приведенной таблицы становится понятным и то, почему при постоянной по всей длине балки высоте сечения, т.е. при β = 1, коэффициент, учитывающий возможное изменение высоты сечения балки, также равен единице — k = 1.
Конечно же в представленной таблице Е.3 представлены далеко не все возможные случаи загружения балок. Как поступать в случаях, когда на балку действуют другие нагрузки, например несимметичные распределенные или сосредоточенные, в СП опять же не объясняется.
Я считаю, что в таких случаях действующие нагрузки следует привести к эквивалентным симметричным равномерно распределенным или сосредоточенным, но это опять же лишь мое личное мнение.
В целом прогиб, определяемый расчетом, должен быть не больше допустимого:
f ≤ fд (544.4)
Значение допустимого прогиба определяется по таблице 19:
Таблица 19
Вот собственно и все, что мне хотелось сказать по поводу определения прогиба согласно требований СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (Актуализированная редакция СНиП II-25-80). Конкретные примеры определения прогиба деревянных балок приводятся отдельно.
вчера строители ставили плиты (ПК-54.12)
сегодня приехал смотреть — визуально одна плита у стены — прогибается по середине — если смотреть по кладке, то прогиб (по сравнению с краями плиты) сантиметров 5.
если смотреть по рядомлежащей плите — тогда прогиб сантиметра 3
прораб (а заказом и доставкой плит занимался он) утвержает что по кладке смотреть нельзя так как она немного может плавать, а то что относительно рядомлежащей (и визуально ровной) плиты идет прогиб на 3 см — так это допустимо.
вообще допустимы ли прогибы вниз на ненагруженной плите длиной 5400мм и если допустимы то сколько в см. или в мм ?
Кладку перед плитами отбивают по уровню — суть «плавание» недопустимо вообще
В целом же с ситуацией подобно Вашей не сталкивался, но 3 см разницы кажутся чудовищной величиной.
ИМХО максимум можно оценить как 1 к 250, т.е. если плита 6 м — 2.4 см, но для всех одинаково.
Походу брак привезли, как и прораб не выполнил выравнивание стен.
У меня когда то был ж/б гараж в кооперативе из плит и тоже плиты перекрытия неимоверно провисали чуть ли не на 10 см. Боялся даже машину оставлять в гараже, ожидая что плита сломается и рухнет в любой момент. У соседей аналогичный трабл был и некоторые даже городили всякие подпорные конструкции из швеллеров. Потом продал его, но вроде ни у кого ничего не рухнуло до сих пор.
Ну да, бракованные пустотки, скупали для гаражей за полцены. Прошли годы. Жертв нет
отбой — все в порядке.
специально съездил еще раз, причем взял дома двухметровый уровень.
плита относительно стены (шов между блоками) действительно лежит с прогибом: просто плита с одной стороны опирается на стенку из газоблока, на которой сверху лежит ряд кирпичей для распределения нагрузки, а с другой стороны на целиком кирпичную стену (потому как в ней идут вент.каналы) — отсюда и кажущийся перепад.
я тоже сначала не поверил — проползал с уровнем — плита ровная и лежит ровно по горизонту.
а то что изначально принял за прогиб одной плиты относительно другой — это работники залили раствор в шов между плитами и поэтому когда с одной стороны смотришь — раствор выпирает и кажется что плита прогнута.
вот на фото «проблемная» плита — самая ближняя к стене
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.
Особенности и преимущества изделий
К преимуществам использования пустотных железобетонных плит относительно монолитных перекрытий можно отнести следующее:
- Небольшой вес, благодаря чему сводится к минимуму нагрузка на фундамент и стены.
- Минимальная трудоемкость и быстрый монтаж – укладка осуществляется с привлечением автокрана в течение считанных часов. Заделка щелей и обкладка пустот также осуществляется довольно быстро.
- Низкая стоимость, обусловленная отсутствием необходимости в аренде или покупки дополнительного инструмента и оснастки (арматура, опалубка, вибрационное оборудование и т.д.).
- Дополнительная теплоизоляция и звукоизоляция –содержащийся в технологических пустотах воздух способствует снижению уровня проникающего извне шума и уменьшению потерь тепла.
- Широкий спектр плит по типоразмерам – ПБ выпускаются длиной 1,6-10,8 м, а ПК от 1,6-7,2 м.
Из минусов можно отметить необходимость в использовании грузоподъемной техники, нуждающейся в свободном подъезде к месту , где проводятся монтажные работы. Перед монтажом плит на стены из материалов низкой плотности (пеноблок, газосиликат и т.д.) потребуется сооружение армопояса, располагаемого по периметру несущих стен «коробки».
При выборе многопустотных ЖБИ для сооружения горизонтальных ограждающих и несущих конструкций важно учитывать то, что нагрузки на плиту перекрытия собираются с учетом требований СП 20.13330.2016 («Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85»).
Как самостоятельно посчитать нагрузку
Чтобы выполнить расчет нагрузки на перекрытие, нужно определить положение плиты в конструкции здания, для чего необходим проект или поэтажный план. Вес, приходящийся на плиту, зависит от отделки пола и потолка, наличия стоящих на ней перегородок, меблировки и оборудования помещения.
Расчет можно вести по площади всего перекрытия, суммируя нагрузки целого этажа и разделив полученное значение на количество панелей, необходимых для устройства межэтажной перегородки. Но более точные данные получают, вычисляя нагрузки покомнатно либо на отдельную плиту, потому что для спальни с легкой отделкой и ванной с теплым полом в бетонной стяжке и тяжелым оборудованием она может очень отличаться.
Нагрузка на плиты в разных частях дома отличается
Для примера возьмем ту же плиту ПК40.12-8. При толщине 220 мм её вес составляет 1420 кг (этот параметр указывается в технической документации). Также потребуется вычислить площадь бетонной панели. В нашем случае она равна 4,8м2.
Расчет ведется при условии опирания плиты на две торцевые стороны. Если она дополнительно опирается на внутренние несущие стены или колонны, нагрузка снижается.
Обратите внимание! Перекрытие не должно опираться на межкомнатные перегородки. Между их верхним краем и плитой оставляют зазор, равный 1/150 от длины плиты – это величина допустимого прогиба без нарушения целостности и несущей способности плиты. В нашем примере зазор равен 3,2 см, он заполняется монтажной пеной или утеплителем.
Технологический зазор необходим для обеспечения целостности перегородки при прогибе плиты
Мы знаем, сколько выдерживает плита перекрытия на 1м2 – 800 кг. Зная её площадь, легко определить, что вся плита рассчитана на нагрузку 800 х 4,8 = 3840 кг.
Вычитаем из полученного значения её вес: 3840 – 1420 = 2420 кг. И получаем общую допустимую нагрузку на плиту в процессе её эксплуатации. Из него необходимо вычесть вес конструкции пола с учетом утепления, выравнивающей стяжки, чернового и чистового покрытия.
Для приблизительного расчета он принимается равным 150 кг/м2, но это усредненный показатель. В реальности, при использовании толстой стяжки и тяжелого напольного покрытия, он может быть выше, и в таких случаях потребуется более точный расчет по каждому слою.
Допустим, суммарная нагрузка от пола составила 200 кг/м2 или 200 х 4,8 = 960 кг на всю площадь плиты. После её вычитания из полученной выше цифры находим разницу:
2420 – 960 = 1460 кг
В зависимости от толщины изоляции и стяжки, веса напольного покрытия нагрузка от пола на перекрытие может быть разной
Это максимальная нагрузка на плиту перекрытия в процессе её эксплуатации. Она состоит из постоянных статических и динамических нагрузок, веса перегородок, напольных декоративных конструкций. По нормам СНиП на динамическую и распределенную статическую нагрузку (люди, оборудование, мебель) отводится 150 кг/м2. Для плиты площадью 4,8 м2 она будет равна 720 кг. Снова производим вычитание:
1460 – 720 = 740 кг
В расчете на квадратный метр получим запас прочности:
740 : 4,8 = 154 кг
Именно этим максимальным весом можно дополнительно нагружать плиту, возводя перегородки и выбирая отделку для них, устанавливая в комнате камин или подвешивая к потолку тяжелую люстру.
Однако люстра создает не распределенную, а сосредоточенную нагрузку, поэтому её вес при расчете умножается на повышающий коэффициент 1,3.
Для расчета нагрузок на перекрытия созданы специальные компьютерные программы, облегчающие и ускоряющие этот процесс, делающие его более точным.
Это важно! Делая ремонт, старайтесь не нагружать перекрытия сложенными в одном месте строительными материалами, особенно сухими смесями, имеющими большой вес при малом объеме.
Так делать нельзя, материалы следует равномерно распределять по всей площади либо завозить частями
Если в результате расчетов общая нагрузка получилась выше допустимой, указанной в маркировке, то для устройства перекрытия выбирают более мощные плиты либо отказываются от тяжелых конструкций пола, перегородок и декоративных элементов, заменяя их более легкими.
Нагрузка на плиту перекрытия в панельном доме старой постройки
Определяя, какой вес выдерживает плита перекрытия в квартире старого дома, следует учитывать ряд факторов:
- нагрузочную способность стен;
- состояние строительных конструкций;
- целостность арматуры.
При размещении в зданиях старой застройки тяжелой мебели и ванн увеличенного объема, необходимо рассчитать, какое предельное усилие могут выдержать плиты и стены строения. Воспользуйтесь услугами специалистов. Они выполнят расчеты и определят величину предельно допустимых и постоянно действующих усилий. Профессионально выполненные расчеты позволят избежать проблемных ситуаций.
