Какую нагрузку выдержит плита перекрытия пустотная?

Какую нагрузку выдерживает пустотная плита перекрытия — расчет на конструкцию размером 6 метров

Плита пустотная представляет собой горизонтальный элемент сборной конструкции перекрытия. Это железобетонное изделие с пустотами, пронизывающими его.

Расположены они продольно. Область применения таких плит – промышленное и гражданское малоэтажное и многоэтажное строительство.

Здание может быть возведено из любого стройматериала – панели из железобетона, кирпич, стеновые блоки – газосиликатные, пенобетонные, газобетонные, главное – правильно рассчитать нагрузки на плиты перекрытия.

Виды пустотных панелей перекрытия

Панели с продольными полостями применяют при сооружении перекрытий в жилых зданиях, а также строениях промышленного назначения.

Железобетонные панели отличаются по следующим признакам:

• размерам пустот;
• форме полостей;
• наружным габаритам.

В зависимости от размера поперечного сечения пустот железобетонная продукция классифицируется следующим образом:

• изделия с каналами цилиндрической формы диаметром 15,9 см. Панели маркируются обозначением 1ПК, 1 ПКТ, 1 ПКК, 4ПК, ПБ;
• продукция с кругами полостями диаметром 14 см, произведенная из тяжелых марок бетонной смеси, обозначается 2ПК, 2ПКТ, 2ПКК;
• пустотелые панели с каналами диаметром 12,7 см. Они маркируются обозначением 3ПК, 3ПКТ и 3ПКК;
• круглопустотные панели с уменьшенным до 11,4 см диаметром полости. Применяются для малоэтажного строительства и обозначаются 7ПК.

Виды плит и конструкция перекрытия

Панели для межэтажных оснований отличаются формой продольных отверстий, которая может быть выполнены в виде различных фигур:

• круга;
• эллипса;
• восьмигранника.

По согласованию с заказчиком стандарт допускает выпуск продукции с отверстиями, форма которых отличается от указанных. Каналы могут иметь вытянутую или грушеобразную форму.

Круглопустотная продукция отличается также габаритами:

• длиной, которая составляет 2,4–12 м;
• шириной, находящейся в интервале 1м3,6 м;
• толщиной, составляющей 16–30 см.

По требованию потребителя предприятие-изготовитель может выпускать нестандартную продукцию, отличающуюся размерами.

Основные характеристики пустотных панелей перекрытий

Плиты с полостями пользуются популярностью в строительной отрасли благодаря своим эксплуатационным характеристикам.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия

Главные моменты:

• расширенный типоразмерный ряд продукции. Габариты могут подбираться для каждого объекта индивидуально, в зависимости от расстояния между стенами;
• уменьшенная масса облегченной продукции (от 0,8 до 8,6 т). Масса варьируется в зависимости от плотности бетона и размеров;
• допустимая нагрузка на плиту перекрытия, равная 3–12,5 кПа. Это главный эксплуатационный параметр, определяющий несущую способность изделий;
• марка бетонного раствора, который применялся для заливки панелей. Для изготовления подойдут бетонные составы с маркировкой от М200 до М400;
• стандартный интервал между продольными осями полостей, составляющий 13,9-23,3 см. Расстояние определяется типоразмером и толщиной продукции;
• марка и тип применяемой арматуры. В зависимости от типоразмера изделия, используются стальные прутки в напряженном или ненапряженном состоянии.

Подбирая изделия, нужно учитывать их вес, который должен соответствовать прочностным характеристикам фундамента.

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»).

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.

Проверка выполненных расчетов

После выполнения всех подсчетов очень важно выполнить проверку, для этого, по имеющимся исходным данным необходимо сделать пересчет нагрузки на перекрытие на каждый кв. метр.

Итак, при общей площади перекрытия, к примеру, в 9 кв. метров, вес который приходится на 1 метр, равняется 2850 кг. Далее нужно вычесть из максимума допустимой нагрузки, собственный вес плиты и получится 484 кг на кв. метр.

Так, необходимо подчитать задуманное ранее напольное покрытие и вес отделочных материалов и далее отнять эту цифру, из полученной ранее. Пусть общий вес всех материалов будет равен 150 кг/кв.м., так: 484 – 150 = 334 килограмма на один кв. метр.

Разница в расчетах и некоторые погрешности допустимы, однако расчет может быть с погрешностью, не более 1 кг.

При планировании нагрузки, специалисты рекомендуют вначале распределить вес мебели равномерно и подсчитать общую массу и только после этого включать в формулу вес перегородок, дверей и т.д. Если же перегородки будут превышать допустимое значение нагрузки на перекрытие, необходимо будет выбрать более легкий материал.

Именно от грамотно сделанного расчета точечной нагрузки будет в большей степени зависеть продолжительность службы перекрытия и ее безопасность. Поэтому, несмотря на допускаемую погрешность, рекомендуется выполнять точный расчет, вплоть до граммов.

Несмотря на то, что привычнее пользоваться вышеописанной методикой расчетов точечной нагрузки, можно использовать более точную и безопасную, которая включает коэффициент надежности.

Для жилых многоэтажных построек принято выбирать коэффициент надежности, равный 1,2, что гарантирует в дальнейшем более безопасную эксплуатацию постройки, и длительный срок службы перекрытия.

Примерный расчет предельной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Для того чтобы самостоятельно рассчитать, какую максимальную нагрузку могут выдерживать плиты перекрытия, которые вы планируете использовать при строительстве, необходимо учесть все моменты. Допустим, что для обустройства перекрытий вы хотите использовать панели 1ПК63.12-8 (то есть, величина расчетной нагрузки, которую выдерживает одно изделие, составляет 800 кг/м²: для дальнейших расчетов обозначим ее буквой Q₀). Рассчитав сумму всех динамических, статических и распределенных нагрузок (от веса самой плиты; от людей и животных, мебели и бытовой техники; от стяжки, утеплителя, финишного напольного покрытия и перегородок), которую обозначаем QΣ, можно определить, какую нагрузку выдерживает ваша конкретная плита. Основной момент, на который надо обратить внимание: в результате всех расчетов (разумеется, с учетом повышающего коэффициента прочности) должно получиться, что QΣ ≤ Q₀.

Для того чтобы определить равномерно распределенную нагрузку от собственного веса плиты, необходимо знать ее массу (M). Можно воспользоваться либо величиной массы, указанной в сертификате завода-изготовителя (если его предоставили в месте продажи), либо справочной величиной из таблицы ГОСТ-а, которая составлена для изделий, изготовленных из тяжелых видов бетона со средней плотностью 2500 кг/м³. В нашем случае справочный вес плиты составляет 2400 кг.

Сначала вычисляем площадь плиты: S = L⨯H = 6,3⨯1,2 = 7,56 м². Тогда нагрузка от собственного веса (Q₁) составит: Q₁ = M:S = 2400:7,56 = 317,46 ≈ 318 кг/м².

В некоторых строительных справочниках рекомендуют при расчетах использовать суммарное усредненное значение полезной нагрузки на перекрытие жилых помещений – Q₂=400 кг/м².

Тогда суммарная нагрузка, которую необходимо выдерживать плите перекрытия, составит:

QΣ = Q₁ + Q₂ = 318 + 400 = 718 кг/м² ˂ 800 кг/м², то есть основной момент QΣ ≤ Q₀ соблюден и выбранная плита пригодна для обустройства перекрытий жилых помещений.

Для точных расчетов будут необходимы значения удельной плотности (стяжки, теплоизолятора, финишного покрытия), значение нагрузки от перегородок, вес мебели и бытовой техники и так далее. Нормативные показатели нагрузок (Qн) и коэффициенты надежности (Үн) указаны в соответствующих СНИП-ах.

Технические требования и государственные стандарты пустотных плит перекрытия

Существуют определенные утвержденные стандарты для пустотных плит перекрытия, регламентирующие виды, основные технические характеристики и габариты данных ЖБИ изделий. В настоящее время разработан и принят ГОСТ для плит перекрытий многопустотных — ГОСТ 26434-2015.

Кроме того к пустотным плитам перекрытия применимы следующие государственные стандарты:

• ГОСТ 13015 регламентирует правила приемки, транспортировки и хранения ЖБИ.
• В ГОСТе 21779 указаны технологические допуски, а также 5-6 класс точности геометрических параметров.
• ГОСТ 9561-91 распространяется на пустотные плиты перекрытия, выполненные из легкого и тяжелого силикатного бетона и предназначенные для обустройства ограждающих и несущих горизонтальных конструкций в зданиях и сооружениях различного назначения. В данном ГОСТе также указана технические требования для производства железобетонных многопустотных изделий.

ГОСТ 9561-91 на плиты перекрытия пустотные распространяется на изделия из легкого, тяжелого и плотного силикатного бетонов, которые предназначены для устройства горизонтальных несущих и ограждающих конструкций в зданиях разного назначения. В нем указаны технические требования на изготовление многопустотных железобетонных изделий.

Стандартные размеры плит перекрытия по ГОСТу (ширина, толщина и длина) указана и в ГОСТ 9561-91, и в ГОСТ 26434-2015.

На возведении жилых и промышленных комплексов используются такие плиты перекрытия:

• Полнотелая. Отличительная особенность – более надежно предохраняет сооружения, дома от деформаций и трещин. Кроме этого, обладает превосходными звукоизоляционными качествами. Толщина панелей – от 16 см.
• Пустотная. Эта разновидность панелей широко применяется на монтаже кирпичного или бетонного строения. А также на тех зданиях, где используются стеновые блоки; как правило, идут они на междуэтажные перекрытия. Поскольку в основе это не монолитная конструкция, то имеет повышенную тепло- и звукоизоляционную степень.
• Ребристая. Наиболее популярна при монтаже кровель различных сооружений промышленного типа. Часто используют для возведения складских помещений, удобна при гаражном либо ангарном строительстве – неотапливаемых и крупногабаритных объектов.
• Монолитная. Данная разновидность перекрытий тоже относится к разряду прочных, поскольку отличается способностью вынести очень высокую силовую нагрузку. Для производства используются железобетонные (сплошное армирование) конструкции. Популярны на возведении многоэтажных строений.
• Сплошная доборная. На производство таких плит идет бетон более высокого типа прочности. Повышенная плотность панелей позволяет им выдерживать значительные нагрузки. Они, как правило, применяются в качестве несущих.
• Облегченная. Эта разновидность перекрытия отличается от других сравнительно небольшим весом. Обладает многопустотной структурой. Рекомендуется применять, когда фундамент не очень прочный, так как другие виды перекрытий будут оказывать более значительную дополнительную нагрузку. В качестве примера можно назвать полистиролбетонные плиты.

Кроме названных видовых разновидностей, существуют подразделения плит перекрытия по пустотной составляющей или ее отсутствии, толщине и т. п.

Для выпуска плит используется бетон разных марок, например, тяжелый, который предполагает большую нагрузку (с маркировкой «т»), идет на плиты многоэтажек. Также разделяется по классу арматура. Производство плит в РФ нормируется ГОСТом и другой документацией.

Преимущества и недостатки плит с полостями

При одинаковых с другими панелями габаритах у пустотелых есть масса положительных отличий:

• Малая масса. При таких показателях они, тем не менее, считаются высокопрочными и без проблем соперничают с цельной разновидностью плит, которые, благодаря большей своей массе сильнее воздействуют на стены и фундамент объекта.
• Низкая стоимость. В сравнение с аналогичными плитами цельного типа производство пустотелого перекрытия требует намного меньше бетонной смеси. Это позволяет снизить расценки при составлении сметы.
• Высокая звуко-теплоизоляция помещения. Это становится возможным благодаря конструктивным отличиям, которые заключаются в присутствии продольных каналов в бетонной массе.
• Особенности технологии производства. Возможно только промышленное изготовление плит, так как конструкторские и технические решения исключают кустарное.
• Быстрый монтаж. Установка в отличие от цельной конструкции занимает меньше времени.
• Габаритное разнообразие. Это дает возможность применения стандартизированных плит на строительстве усложненных перекрытий.

Важно! Плиты сейсмостойкие, их можно устанавливать даже в регионах до девяти бальной сейсмоактивностью!

Кроме этого, популярности продукции придает то, что конструктивные особенности позволяют прокладывать различные инженерные коммуникации в полостном пространстве. Они хороши для отделки, так как имеют ровную поверхность. Плиты вибростойки, не боятся температурных перепадов и сильной влажности.

На заметку! Изделия не усаживаются, коррозиеустойчивые, минимально отклоняются в размерах.

Недостатки тоже есть. Для установки понадобятся грузоподъемники или краны и соответственно – место для их размещения. А значит возрастут затраты. Помимо этого, такие плиты требуют точных расчетов по прочности и выдерживанию статических и динамических нагрузок.

Чтобы установить плиты, нужна формировка армопояса по верхнему стеновому уровню.

Конструкционные особенности

Несущая способность плит перекрытия определяется в процессе их изготовления. В первую очередь, этот показатель зависит от выбранной марки цемента. Например, название популярной марки М400 означает, что готовое изделие может выдерживать вес, равный 400 кг на 1 см2 в секунду.

Это изначальная предельная нагрузка. То есть изделие способно выдержать данный вес какое-то время. Постоянное значение должно быть меньше этого показателя.

Для того чтобы увеличить несущую способность железобетонной плиты, применяют армирование с использованием стали марки А3 или А4. Армированные изделия могут выдерживать более высокий сбор нагрузок, не прогибаясь и не провисая.

На торцах, которые непосредственно соприкасаются со стенами, обычно применяется двойное армирование. Обладая усиленной прочностью, торцы легко выдерживают вес тех стен, которые расположены выше. Нагрузка на стены при этом также равномерно распределяется.

Расчет точечной нагрузки

Данный параметр должен выполняться очень грамотно и расчетливо. Если нагрузка будет приходиться в одну точку, то это будет сильно влиять на срок службы перекрытия.

Справочники по строительству приводят формулу:

800 кг/кв.см × 2 = 1600 кг.

Следовательно, одна индивидуальная точка способна выдержать 1600 кг.

Однако при более точном расчете необходимо учесть коэффициент надежности. Его значение для жилого здания берется 1,3. В результате:

800 кг/кв.см × 1,3 = 1040 кг.

Но, даже имея данный безопасный размер, желательно точечную нагрузку располагать рядом с несущей конструкцией.

Правила хранения плит перекрытий

С целью недопущения снижения величины проектного значения прочности плит перекрытия, в период до их установки и монтажа, необходимо неукоснительно соблюдать правила хранения и правильного складирования железобетонных изделий:

• укладка панелей осуществляется в положении петлями вверх на заранее подготовленную ровную поверхность, которая позволит избежать перекосов и концентраций напряжений. В качестве поверхности может выступать уплотненная земля, щебень или асфальт. Для исключения прямого контакта с основанием складирование осуществляется на подставки высотой не менее 150 мм;
• при размещении плит друг на друге высота штабелирования не должна превышать 2500 мм;
• между плитами необходимо располагать деревянные бруски с толщиной не менее 250 мм. Место установки подкладок выбирается исходя из конструкции плит в районе монтажных петель, где изделий имеет наибольшую жесткость. Бруски располагаются строго друг под другом;
• для исключения разрушения железобетонных изделий необходимо предотвратить прямой контакт с внешней средой, избегая попадания осадков на поверхность плит. Для этого панели необходимо укрыть от дождя или снега рубероидом или использовать с этой целью водонепроницаемые пленки соответствующих размеров.

При соблюдении правил хранения изделия смогут сохранить проектные характеристики и работать после установки на расчетных нагрузках, соответствующих заявленным производителями параметрам.