Расчет и конструирование железобетонных плит перекрытия и покрытия

Плиты перекрытия представляют собой горизонтально расположенные панели, установленные между этажами. Используются межэтажные плиты при частном строительстве коттеджей, для многоэтажной застройки, а также для возведения зданий промышленного назначения. Сегодня можно приобрести практически любые размеры плит перекрытия, но стандартные изделия обойдутся значительно дешевле. Главное условие при покупке – правильно выбрать тип и количество панелей.

Виды плит перекрытия и их маркировка

  1. Безбалочная (сплошная) – ровная гладкая панель, которая опирается на стены и колонны. Этот тип в основном применяют для строительства частных домов. Гладкая структура дает возможность обойтись без организации подвесных систем: потолок отделывают посредством шпаклевки и покраски.
  2. Ребристая. Это монолитная панель с вертикальными боковыми ребрами жесткости, служащими опорными деталями. В основном, его применяют при строительстве производственных и торговых центров, в которых эксплуатируется массивное оборудование. В жилом и частном строительстве такие плиты использовать не рационально, поскольку запас их прочности и стоимость слишком велики.
  3. Кессонная. Это сетка, образованная балками одинаковых размеров, при этом в квадратных ячейках бетон бывает меньшей толщины. Кессонное перекрытие используется в промышленном строительстве и рассчитано на максимальные нагрузки.

Габаритные параметры

На рынке бетонных изделий России плиты перекрытий представлены широким ассортиментом. Для каждого вида работ (с учетом предполагаемой нагрузки) производители предлагают продукцию различных габаритных размеров. В таблице представлены наиболее востребованные размеры плит перекрытий различных марок.

Марка Длина, мм Ширина, мм Вес, т Объем, м3
ПК 1680 990 0,49 0,36
ПК 1980 990 0,76 0,54
ПК 2980 990 1,11 0,78
ПК 3980 990 1,2 0,87
ПК 5080 990 1,475 1,11
ПК 5980 990 1,725 1,3
ПК 6980 1190 2,06 1,52
ПК 7980 1190 3,063 2,09
ПК 8980 1190 3,2 2,38
Габаритные параметры

Цифра «8» в обозначении марки плиты определяет оптимальную расчетную нагрузку, которая составляет 800 кгс/м2. Что является стандартным показателем для сооружения зданий жилого значения.

Конструктивные размеры плит перекрытия

Сборные ребристые (П-образные) панели

Свое название данные железобетонные конструкции получили благодаря особой конфигурации с двумя продольными ребрами жесткости, а применяются они в строительстве нежилых помещений и в качестве несущих элементов для прокладки теплоцентралей и сетей водопровода. Для усиления жб изделий на этапе их заливки проводят армирование, что вкупе с особой формой приводит к экономии сырья, придает им особую прочность и наделяет устойчивостью к изгибу. Их не принято устанавливать в качестве перемычек между этажами для жилого дома, так как здесь придется столкнуться с неэстетичным потолком, который достаточно сложно снабдить коммуникациями и обшить облицовкой. Здесь также есть свои подвиды, рассмотрим, какие отличия имеются у изделий в рамках одной группы.

Конструкция ребристых плит отличается высокой прочностью

Первая и основная отличительная особенность П-образных конструкций заключается в их размерах, а точнее, в показателях высоты, которая составляет 30 или 40 см. В первом случае мы сталкиваемся с изделиями, которые применяются при возведении зданий общественного назначения и в качестве перемычек между верхним этажом дома и чердачным помещением. Для массивных крупногабаритных коммерческих и промышленных зданий обычно выбирают плиты с высотой в 40 см. Ширина ребристых перекрытий может составлять 1,5 или 3 м (для более прочных образцов), а их вес колеблется в пределах 1,5 – 3 т (в редких случаях до 7 т). Сборные ребристые бетонные плиты характеризуются следующими показателями длины:

  • 6 м.
  • 12 м.
  • 18 м (редко).

    Таблица размеров ребристых плит

План перекрытий

План перекрытий – графическое изображение горизонтальных конструкцию, выполняющих несущую и ограждающую функцию. Непосредственным назначением перекрытий является разделение здания на этажи для увеличения полезной площади сооружения, которую можно было бы использовать, к примеру, для размещения жилых помещений.

Чтобы составить план перекрытий, необходимо определить, какие несущие конструкции будут применены — это также входит в проектирование домов (железобетонные сборные или монолитные; балочные железобетонные, деревянные или металлические и др.).

Особенности проектирования строительных конструкций гражданских зданий: Методические указания и задания на контрольную работу, страница 10

6.  пример  расчета многопустотной  плиты  перекрытия

  к  расчету  плиты

1.

Расчет  многопустотной  плиты  перекрытия ……………………………………

17

2.

Статический  расчет  плиты ………………………………………………………

18

2.1.  Определение  расчетного  пролета  плиты …………………………………

18

2.2.  Сбор  нагрузки ………………………………………………………………..

18

2.3.  Определение  расчетных  усилий  в  плите …………………………………

19

3.

Конструктивный  расчет  плиты ………………………………………………….

20

3.1.  Расчет  продольной  рабочей  арматуры ……………………………………

21

3.2.  Расчет  поперечной  арматуры ………………………………………………

22

4.

Конструирование  плиты ………………………………………………………….

23

Приложение  1.  Опалубочный  чертеж  плиты.  Схема  армирования.  Арматурная  сетка  С – 1 …………………………………………………………………

24

Приложение  2.  Таблица  значений  ξR  и  АR ………………………………….

25

Приложение  3.  Таблица  коэффициентов  А0,  η,  ξ …………………………..

26

Приложение  4.  Сортамент  арматурной  стали ……………………………….

27

Список  используемой  литературы ………………………………………………

28

1.  Расчет  многопустотной плиты  перекрытия

Характеристика изделия:  плита  предварительно  напряженная,  метод  натяжения арматуры  —  электротермический  на  упоры.

Бетон  тяжелый  класса  В 20;  продольная  рабочая арматура  класса  А – IV;  поперечная  арматура  класса  Вр – I; конструктивная  арматура  класса  Вр – I;  подъемные петли  из  арматуры  класса  А – I.

Рис.  1.  Многопустотная  плита

Линолеум на мастике σ = 5 мм, ρ = 1600 кг/м3

ДВП на мастике σ = 7 мм, ρ = 700 кг/м3

Сплошная звукоизоляционная прокладка ( минеральные

плиты ) σ = 38 мм, ρ = 200 кг/м3

Железобетонная плита перекрытия

Рис.  2.  Деталь  перекрытия

2.  Статический  расчет плиты

1.1.  Определение  расчетного пролета  плиты  ( опирание  плиты  на  ригели )

Рис.  3.  Конструктивная  схема  плиты

Длина  плиты 

Расчетный  пролет  плиты 

2.2.  Сбор нагрузки

Таблица  6.1

Сбор  нагрузки  на  1 м2  перекрытия.

Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики

Ребристые плиты перекрытия еще называются П-образными. Своё название они получили благодаря параллельно расположенным двум рёбрам жёсткости, расстояние между которыми в основном составляет 600 мм. Дополнительная жёсткость продукции обеспечивается вследствие армирования, которое позволяет снизить расход бетона и при этом сохранить прочность, влияющую на устойчивость конструкции к изгибу. Эксплуатационные характеристики изделий повышаются благодаря наличию нескольких поперечно расположенных рёбер. Производятся плиты из бетона марки В15 или В20. С учётом внешних особенностей панели делятся на 2 типа:

Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><ol><li>Плиты, которые отличаются отсутствием проёма в полке, маркируются буквами ПГ.</li><li>Блоки, в которых имеется врезанный проем, характеризуются маркировкой ПВ. Главное преимущество использования ребристых плит этой марки – возможность проведения воздуховода или создание вентиляционной шахты.</li></ol><p>Основными сферами использования ребристых плит являются чердачные помещения, гаражные покрытия или подвальные сооружения</p><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>Из-за особого внешнего вида и специфических характеристик П-образные плиты перекрытия чаще применяются при строительстве нежилых конструкций, таких как гаражи или склады. При возведении жилых зданий использовать такого рода плиты для создания межэтажного пространства нецелесообразно, потому как они не имеют такой ровной поверхности, как другие варианты перекрытия. Неровный потолок будет выглядеть некрасиво, эстетично обшить его будет непросто, а также возникнут сложности с прокладкой коммуникаций.</p><p><span><span><strong>Это интересно!</strong></span> В некоторых случаях ребристые плиты применяются для создания тепловых или водопроводных сетей.</span></p><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>Основная отличительная особенность ребристых панелей по сравнению с другими видами перекрытия – высота. Толщина бетонной плиты П-образной формы обычно находится в пределах 30-40 см. Более тонкие варианты используются для возведения мелких зданий и для отделения чердака от помещения. Плиты толщиной 40 см часто можно встретить на строительных площадках объектов промышленного назначения.</p><p>Размеры ребристых плит перекрытия отличаются друг от друга также и по ширине: значение этого параметра находится в пределах 1,5-3 м, причём каждый вид имеет свои преимущества. Так, строительство с использованием трёхметровых панелей будет проходить быстрее ввиду большей ширины, что позволит сократить не только временные, но и трудовые затраты. Если же применять более узкие полутораметровые плиты, постройка выйдет прочнее.</p><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>Одним из недостатков ребристых элементов перекрытия является невозможность их использования при строительстве жилых объектов</p><p><a name=

Другие характеристики ребристых ЖБ плит перекрытия: размеры и иные параметры

Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>По сравнению с размерами плит ПК, перекрытия из ребристых панелей значительно превосходят их по длине. В основном на производствах встречаются изделия, длина которых составляет 6 или 12 м. Для индивидуального изготовления доступны также варианты панелей 18-метровой длины. Как и в других случаях, от размера плит зависит и их масса, что особенно важно учитывать при транспортировке изделий и при создании плана монтажа. Плита перекрытия для дома размером 12 м может весить от 4 до 7 тонн, хотя средним значением считается масса 1,5-3 тонны. При желании можно заказать плиты из более лёгкого бетона, что отразится на весе изделия. Все П-образные конструкции для удобства оснащаются монтажными петлями.</p><p>При покупке нужно обращать внимание на присутствие отверстий, предназначенных для прокладки коммуникаций, а также на марку бетона, используемого в производстве. Все эти характеристики в итоге и влияют на несущую способность постройки. По ГОСТу максимальная нагрузка на плиты перекрытия ребристого типа составляет 180-830 кг/м²</p><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>Что касается цены, то ребристые плиты, по сравнению с плитами ПК, немного дешевле, а также по весу они легче многопустотных перекрытий. Главная причина, по которой их приобретают реже других вариантов, – высокая проводимость холода.</p><p>Ребристые элементы перекрытия производятся с ребрами как в одном направлении, так и в двух</p><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div><p>Толщина плиты перекрытия на верхней полке не превышает 5 см. Это значит, что даже при небольшой минусовой температуре тонкая полка за короткое время пропустит холод внутрь здания. По этой причине ребристые перекрытия нуждаются в дополнительном утеплении, что влечёт за собой лишние временные и финансовые затраты. В таблице указано, какие бывают размеры плит перекрытия:</p><table><tr><td>Размеры (длина, ширина), мм</td><td>Толщина, мм</td><td>Вес, кг</td></tr><tr><td>1170х390</td><td>90</td><td>65</td></tr><tr><td>1370х390</td><td>76</td></tr><tr><td>1570х390</td><td>87</td></tr><tr><td>1770х390</td><td>100</td></tr><tr><td>2370х390</td><td>120</td><td>154</td></tr><tr><td>2570х390</td><td>167</td></tr><tr><td>2970х390</td><td>150</td><td>197</td></tr><tr><td>3170х390</td><td>206</td></tr><tr><td>3370х390</td><td>227</td></tr><tr><td>3570х390</td><td>240</td></tr></table><div class=Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» title=»Что собой представляют ребристые плиты, их основные характеристики </strong>» /></div></div><div class=

Определение прогиба плиты, имеющей шарнирное опирание по контуру

Для помещения размерами 5х8 м была рассчитана по прочности плита. Согласно расчету высота плиты 15 см, бетон класса В20, армирование 1 метра ширины плиты по короткой стороне — 5 стержней АIII (A400) диаметром 10 мм (площадь сечения — см2), армирование по длинной стороне — 4 стержня диаметром 8 мм (площадь сечения — см2), ho1 = 13 см.

Требуется определить приблизительный прогиб такой плиты.

Согласно таблицы 374.1:

fmax = (Ebпh3)

где k1 = при b/l = 8/5 = 1.6 согласно той же таблицы;

— нормативная нагрузка на данную плиту.

При расчете плиты на прочность использовалось полное значение расчетной нагрузки q = 775 кг/м2 ( кг/см2), однако при расчетах ЖБК по второй группе предельных состояний используются значения нормативной нагрузки, а кроме того необходимо различать нагрузки в зависимости от времени их действия, т.е. учитывать фактор ползучести бетона.

Конечно же определение нормативных значений нагрузки с учетом различных сочетаний — отдельная большая тема, в данном случае мы ограничимся тем, что примем нормативное значение постоянной нагрузки от собственного веса qd = 375 кг/м2, нормативное значение от эквивалентной равномерно распределенной кратковременной нагрузки qt = 400/1.2 = кг/м2., соответственно пониженное значение нормативной эквивалентной равномерно распределенной нагрузки, рассматриваемой, как длительная, составит ql = · = кг/м2. Далее будет рассматриваться только сочетание постоянной и длительной нагрузки, в этом случае для обеих нагрузок коэффициент сочетания = 1 и тогда нормативное значение нагрузки составит:

qн = 375 + = 491.7 кг/м2 ( кг/см2)

l = 5 м (500 см) — расчетная длина пролета

Еb = 275000 кг/см2 — начальный модуль упругости бетона класса В20. Так как мы рассматриваем только сочетание постоянных и длительных нагрузок , то для дальнейших расчетов следует учитывать фактор ползучести бетона. Соответственно приведенный модуль упругости бетона в этом случае составит примерно

Еbп = 275000/(1 + 2.8) = 72368 кг/см2.

Примечание: Если дополнительно рассматривать сочетание постоянной нагрузки и полного значения эквивалентной равномерно распределенной кратковременной нагрузки, то приведенный модуль упругости для кратковременной нагрузки составит Еbп = ·275000 = 233750 кг/см2. Таким образом определение прогиба следовало бы выполнять отдельно для постоянной и для кратковременной нагрузки.

h — высота пластины.

Так как в данном случае мы рассматриваем не просто пластину, а ж/б плиту (композитный материал), то значение h следует определять расчетом. Т.е. нам сначала нужно определить условную высоту пластины. Согласно формулы (321.2.4)

у3 = 3As(ho — y)2Es/bEb (321.2.4)

где у = h/2 — половина условной высоты пластины;

ho = 13 см — для арматуры по короткой стороне плиты;

Аs = см2 — площадь сечения арматуры по короткой стороне плиты;

Es = 2·106 кг/см2 — модуль упругости арматуры;

b = 100 см — ширина рассматриваемого метра плиты.

Тогда

у3 = 3··2000000(13 — y)2/(100·72368) = (13 — у)2

Решение данного кубического уравнения дает нам следующий результат (алгоритм решения кубических уравнений здесь не приводится, впрочем в сети калькуляторов для подобных расчетов хватает):

у = 5.6 см

Соответственно условная высота пластины составляет:

h = 2у = 11.2 см.

— коэффициент, учитывающий изменение высоты приведенного сечения.

Максимальный прогиб:

f = — 0.9···5004/(72368·) = см

В данном случае знак «-» означает, что центр тяжести сечения сместится вниз относительно оси у.

Согласно действующих нормативных документов величина прогиба для плит перекрытий длиной 5 м при учете постоянных и длительных нагрузок не должна превышать l/ = 500/200 = см.

Это требование соблюдено.

Преимущества устройства монолитного перекрытия

Монолитные железобетонные перекрытия причисляют к категории самых надежных и универсальных стройматериалов.

  • по данной технологии возможно перекрывать помещения практически любых габаритов, независимо от линейных размеров сооружения. Единственное при необходимости перекрыть больших пространств возникает необходимость в установке дополнительных опор;
  • они обеспечивают высокую звукоизоляцию. Несмотря на относительно небольшую толщину (140 мм), они способны полностью подавлять сторонние шумы;
  • с нижней стороны поверхность монолитного литья – гладкая, бесшовная, без перепадов, поэтому чаще всего подобные потолки отделывают только при помощи тонкого слоя шпаклевки и окрашивают;
  • цельное литье позволяет возводить выносные конструкции, к примеру, создать балкон, который составит одну монолитную плиту с перекрытием. Кстати, подобный балкон значительно долговечнее.
  • К недостаткам монолитного литья можно отнести необходимость использования при заливке бетона специализированного оборудования, к примеру, бетономешалок.
Преимущества устройства монолитного перекрытия

Внимание!

Устраивать монолитное перекрытие в доме из газобетона можно исключительно после установки дополнительных опор из бетона или железа. Что же касается деревянных построек, то использование такого типа литья запрещено.

Для конструкций из легкого материала типа газобетона больше подходят сборно-монолитные перекрытия. Их выполняют из готовых блоков, к примеру, из керамзита, газобетона или других аналогичных материалов, после чего заливают бетоном. Получается, с одной стороны, легкая конструкция, а с другой – она служит монолитным армированным поясом для всего строения.

Шаг Подбираем сечение арматуры

Разрушение в плитах перекрытия происходит тогда, когда арматура достигает своего предела прочности при растяжении или текучести. Т.е. почти все зависит от нее. Второй момент, если прочность бетона уменьшается в 2 раза, тогда и несущая способность армирования плиты уменьшается с 90 на 82%. Поэтому доверимся формулам:

Происходит армирование при помощи обвязки арматуры из сварной сетки. Ваша главная задача – рассчитать процент армирования поперечного профиля продольными стержнями арматуры.

Как вы наверняка не раз замечали, самые распространенные ее виды сечения – это геометрические фигуры: форма круга, прямоугольника, трапеции. А расчет самой площади сечения происходит по двум противоположным углам, т.е. по диагонали. Кроме того, учитывайте, что определенную прочность плите перекрытия придает также дополнительное армирование:

Если рассчитывать арматуру по контуру, тогда вы должны выбрать определенную площадь и просчитывать ее последовательно. Далее, на самом объекте проще рассчитывать сечение, если взять ограниченной замкнутой объект, как прямоугольник, круг или эллипс и производить расчет в два этапа: с использованием формирования внешнего и внутреннего контура.

Например, если вы рассчитываете армирование прямоугольного монолитного перекрытия в форме прямоугольника, тогда нужно отметить первую точку в вершине одного из углов, затем отметить вторую и произвести расчет всей площади.

Согласно СНиПам «Бетонные и железобетонные конструкции» сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры А400 составляет Rs=3600 кгс/см², или 355 МПа, а вот для бетона класса B20 значение Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа:

Согласно нашим вычислениям, для армирования 1 погонного метра понадобится 5 стержней с сечением 14 мм и с ячейкой 200 мм. Тогда площадь сечения арматуры будет равняться см². Чтобы обеспечить надежность по поводу прогиба, высоту плиты завышают до 130-140 мм, тогда сечение арматуры составляет 4-5 стержней по 16 мм.

Итак, зная такие параметры, как необходимая марка бетона, тип и сечение арматуры, которые нужны для плиты перекрытия, вы можете быть уверены в ее надежности и качестве!

Самостоятельный расчет плиты перекрытия: считаем нагрузку и побираем параметры будущей плиты Самая новая и хорошо структурированная информация о том, как самостоятельно рассчитать монолитную плиту перекрытия для жилого дома по формулам и таблицам.

Виды нагрузок, на которые рассчитаны плиты пк

По стандарту величина несущей способности изделия равняется 800 кг/м², но существуют также варианты, рассчитанные на повышенную нагрузку в пределах 1200-1600 кг/м². Следует учитывать, что стоимость пустотных плит перекрытия такого типа будет выше. В основном панели испытывают два типа нагрузок:

  • статические;
  • динамические.

Статическая нагрузка ‒ совокупное воздействие на плиту, оказываемое напольным покрытием совместно с массой стяжки. Сюда же относится и масса межкомнатных стен, установленной мебели – все это составляет суммарное давление, которое оказывается на изделие сверху. Снизу имеется дополнительная нагрузка в виде потолочных светильников, гипсокартонных конструкций, закреплённых карнизов и всего остального навесного оборудования, при установке которого используется потолок.

Виды нагрузок, на которые рассчитаны плиты пк

Что касается динамических нагрузок, то они возникают в результате перемещения всех жильцов. Помимо этого, динамическую нагрузку создают установленные спортивные тренажёры, а также раздвижные перегородки, которые имеют крепления на полу или на потолке.

800 кг/м² – стандартный показатель несущей способности плит перекрытия.

В отдельную категорию выделяется комплексная нагрузка, куда, например, можно отнести давление, оказываемое ванной, которое изменяется в зависимости от наполнения чаши, присутствия или отсутствия в ней человека. Если ванная установлена на ножки, то каждая из опор будет создавать на плиту локальное давление.

Читайте также:  Планировки квартир хрущевок. Поэтажные планы