Сколько может выдержать плита перекрытия
Для устройства горизонтальных несущих и ограждающих конструкций при строительстве зданий разного назначения в большинстве случаев применяются многопустотные ЖБИ. Основным параметром является нагрузка на плиту перекрытия пустотную, которая определяется на стадии разработки проектно-технической документации. При этом важно не ошибиться при расчетах, так как этом может стать причиной снижения надежности и долговечности возводимого объекта. В статье мастер сантехник расскажет, какой может быть нагрузка на плиты перекрытия.
Особенности панелей перекрытия с пустотами
Межэтажные перекрытия в жилых домах и общественных зданиях часто делают из облегченных пустотных железобетонных плит. При проектировании и выборе нужных изделий всегда определяется нагрузка на плиту перекрытия, вес, который она может выдерживать длительное время без деформаций и прогибов. Точный расчет этого параметра необходим, чтобы обеспечить целостность строения и безопасность его эксплуатации. Зная параметры плиты, соответствующей вычисленным нагрузкам, определяют и нагрузку на фундамент дома.
Способность плит противостоять нагрузкам зависит от их конструкции и марки цемента, идущего на изготовление. К примеру, если плита изготовлена из цемента марки М500, то готовое изделие может удерживать точечное приложение веса в 500 кг на квадратный сантиметр. Это предельная кратковременная нагрузка на плиту перекрытия пустотную, тогда как постоянная нагрузка намного меньше этого значения.
Однако эти данные были бы верны только для плит, изготовленных из бетона без армирования. На самом деле их несущая способность гораздо выше за счет усиливающего стального каркаса из качественной арматуры.
Армирование плит производится во всех направлениях с усилением торцов, опирающихся на стены, двойным поясом. Это необходимо для увеличения несущей способности кромок, на которые опираются стены верхних этажей и конструкция кровли.
Если железобетонными плитами перекрывается здание, построенное из легких ячеистых бетонов или керамических блоков, по верху несущих стен устраивают армопояс.
Виды плит для устройства перекрытий
Прежде чем пытаться определить, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия пустотные 6 метров или другой длины, стоит разобраться в разновидностях таких плит. Они представляют собой плоские панели с продольными внутренними полостями круглого, овального или восьмиугольного сечения.
Помимо них заводы ЖБИ выпускают и монолитные ребристые и П-образные плиты. Отсутствие в них отверстий повышает несущую способность до 2000-3000 кг/м², но большой вес таких изделий оказывает серьезную нагрузку на фундамент и стены зданий. Поэтому в жилищном, и особенно частном домостроении предпочтение отдают пустотным плитам. Их дополнительными достоинствами являются лучшая шумоизоляция и возможность скрытой прокладки коммуникаций в пустотных каналах.
Между собой они отличаются габаритами, формой и размером пустот. Самыми распространенными являются панели с полостями круглого сечения, они имеют обозначение ПК, а предшествующая этой аббревиатуре цифра указывает на диаметр поперечного сечения каналов:
-
1ПК – диаметр цилиндрических пустот равен 15,9 см.
-
2ПК – 14 см.
-
3ПК – 12,7 см.
-
7ПК – 11,4 см.
В частном и малоэтажном строительстве рекомендуется применять плиты перекрытия 7ПК с уменьшенным сечением пустот.
Аббревиатура ПБ для пустотных плит указывает на метод её формирования безопалубочным способом.
Внешние габаритные размеры плиты регламентируются стандартами. Существует множество типоразмеров, отличающихся:
-
Толщиной (от 160 до 400 мм);
-
Длиной (от 2,4 до 15,5 м);
-
шириной (от 1,0 до 3,6 м).
Эти данные, как и расчетная нагрузка на плиту перекрытия, записаны в маркировке изделий.
Как расшифровать маркировку
Маркировка железобетонных плит отражает все параметры, необходимые для правильного подбора изделий. Она содержит в себе указание на тип плиты, её округленную длину и ширину в дециметрах, и предельную нагрузку, выраженную в сотнях килограмм на квадратный метр.
Приведем ещё один пример маркировки с разбором каждого обозначения для плиты 1ПК40.12-8:
-
1ПК – пустотная плита перекрытия с круглыми отверстиями сечением 15,9 см;
-
40 – длина 400 см (округленная);
-
12 – ширина 120 см (округленная);
-
8 – предельная нагрузка, выраженная в кг на 1 дм² (или 800 кг/м²).
Соответственно, если третье число в маркировке 10, то показатель нагрузки примерно равен 1000 кг/м², если 12 – 1250 кг/м² и т.д. Точные значения этих показателей и размеров до миллиметров и граммов указаны в производственной документации и специальных справочниках, но расчет нагрузки на плиту перекрытия можно вести и по округленным цифрам.
Согласно СНиП, стандартная нагрузка для пустотных плит может быть не более 800 кг/м², этого вполне достаточно для жилых зданий. Плиты с более высокими показателями использовать нецелесообразно из-за большого веса и увеличения давления на фундамент.
Виды нагрузок на перекрытия
Сама по себе железобетонная плита обладает определенным весом. При опирании на две или три стены плита должна удерживать его по всей площади без провисов и прогибов. Кроме собственного веса перекрытие испытывает статические (постоянные) и динамические (переменные) нагрузки. Последние создаются людьми, перемещающимися по верхним этажам, а статические воздействуют на верхнюю и нижнюю плоскости плиты. К ним относятся:
-
Утепление и шумоизоляция перекрытий;
-
Стяжка пола и его декоративная отделка;
-
Конструкция потолка нижележащего этажа;
-
Перегородки;
-
Мебель и оборудование;
-
Подвесные светильники и коммуникации, закрепленные на потолке либо в самой плите.
В свою очередь статическая нагрузка подразделяется на распределенную и сосредоточенную. Мебель, межкомнатные перегородки, стяжка создают распределенную нагрузку, а тяжелые люстры или подвешенный к потолку гамак – точечную. При выполнении расчетов к точечным нагрузкам применяют повышающие коэффициенты.
Допустимая нагрузка на плиту перекрытия не должна быть больше её несущей способности. При проектировании зданий подбирают плиты с приличным запасом прочности, чтобы исключить любые риски при повышении нагрузки.
Как рассчитать предельные нагрузки
Максимальная нагрузка на плиту перекрытия рассчитывается довольно просто – рассмотрим на примере изделия марки ПБ 65-12-8 весом 2,5 т:
-
Определяем площадь ЖБИ – 6,5х1,2=7,8м².
-
Высчитываем нагрузку от массы самого изделия на единицу площади – 2,5/7,8=0,321 т/м² (321 кг/м²).
-
От предельно допустимой отнимаем нагрузку от веса самой плиты – 0,8-0,321=0,479 т/м² (479 кг/м²).
-
Вычисляем нагрузку от всех строительных конструкций, отделки, стяжки пола и т.д. – для жилых домов принимаем величину с небольшим запасом равную 300 кг/м².
-
От расчетного значения отнимаем принятую величину – 479-300=179 кг/м².
Расчет пустотной плиты перекрытия ПБ 65-12-8 показал, что ее запас прочности составляет 179 кг/м² и данное изделие может быть использовано в конкретном случае.
Сегодня в сети можно найти калькулятор расчета нагрузки на плиту перекрытия. Но учитывайте, что он просто поможет вам в автоматическом режиме вычислить запас прочности – т.е. в любом случае нужно ввести вид используемого железобетонного изделия и вес расположенных на нем конструкций, материалов, мебели и предметов.
Расчет точечной нагрузки
Строительные нормы и правила СНиП регламентируют, что максимальная статическая нагрузка на плиту перекрытия, сосредоточенная в одной точке, определяет с учетом коэффициента запаса 1,3. Т.е. при использовании изделия с несущей способность 800 кг/м² предельное значение будет составлять 800х1,3=1040 кг/м².
Если в одной точке прилагаются динамические (временные) нагрузки, для расчета максимального значения применяется коэффициент запаса 1,5 – 800х1,5= 1200 кг/м².
Нагрузки при ремонтах старых квартир
В этом случае произвести необходимые расчеты гораздо сложнее, так как эксплуатирующиеся плиты уже подверглись физическому износу. Чтобы разместить в старом здании тяжелую мебель, оборудование и другие предметы, изначально необходимо определить, какую нагрузку перекрытие способно выдержать по факту.
При определении допустимых нагрузок нужно учесть множество факторов:
-
Нагрузочную способность старых стен;
-
Фактическое состояние горизонтальной несущей конструкции;
-
Состояние армирующего каркаса плиты перекрытия.
Самостоятельно выполнить оценку всех вышеописанных параметров без профессиональных навыков и специализированного оборудования не получится, поэтому оптимальным решением в данной ситуации будет обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.
Способ пересчета нагрузок на квадратный метр
Методику расчета нагрузочной способности рассмотрим на примере плиты марки ПБ 45-12-8 весом 1710 кг:
-
Высчитываем площадь – 4,5х1,2=5,4м².
-
Определяем максимальную загрузочную способность – 5,4х0,8=4,32 т.
-
Отнимаем вес изделия – 4,32-1,71=2,61 т.
-
Вычисляем массу стяжки пола, покрытия и перегородок – обычно она не превышают 250 кг/м².
-
Рассчитываем нагрузку на перекрытие от веса расположенных на нем конструкций – 5,4х0,25=1,35 т.
-
Определяем запас прочности – 2,61-1,35=1,26 т.
Фактическую нагрузку высчитываем путем деления полученной величины запаса прочности на площадь плиты – 1260/5,4=234 кг/м², что гораздо меньше нормативного показателя 800 кг/м².
Требования к нагрузкам по СНиП
СП 20.13330.2016 («Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85») регламентирует технические требования по назначению нагрузок и воздействий при строительстве и реконструкции зданий разного назначения. Свод правил содержит необходимые для расчетов нормативные значения и коэффициенты:
-
Временные нагрузки – к ним относится все, что способно двигаться и может переставляться (мебель, техника, люди и т.д.). Нормативные значения равномерно-распределенных нагрузок этого вида указаны в таблице 8.3 (СП 20.13330.2016) – так, для квартир жилых зданий оно принимается равным 150 кг/м².
-
Расчетные нагрузки – определяются с учетом соответствующих коэффициентов надежности. Для расчета равномерно-распределенных временных нагрузок коэффициент подбирается по пункту 8.2.2 СП 20.13330.2016: при весе до 200 кг/м² он составляет 1,3, а от 200 кг/м² – 1,3.
-
Нормативные нагрузки от веса перегородок – согласно тому же пункту 8.2.2 значение должно быть не менее 50 кг/м².
С учетом этих коэффициентов производятся расчеты нагрузок на пустотные плиты перекрытия, примеры которых были рассмотрены нами выше по тексту.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Железобетонные плиты перекрытия колодцев — назначение, маркировка, монтаж