Какую нагрузку выдерживает плита перекрытия и её допустимое значение

Содержание:

1. Что такое пустотная плита перекрытия;
2. Основные характеристики пустотных плит ПБ;
3. Понятие несущей способности перекрытия;
4. Особенности конструкции и расчета несущей способности пустотных плит;
5. Классификация нагрузок на перекрытия;
6. Несущая способность и размеры пустотной плиты перекрытия;
7. Особенности расчетов пустотных перекрытий в жилых домах;
8. Особенности монтажа пустотных плит перекрытия;
9. Почему выгодно использовать готовые железобетонные пустотные плиты для перекрытий.

Что такое пустотная плита перекрытия

Несущая плита перекрытия типа ПБ изготавливается по безопалубочной технологии в соответствии с ГОСТ 9561-2016. Ее появление на рынке стало результатом оптимизации стандартных строительных деталей – для более эффективного проектирования требовалось создать несущий горизонтальный элемент конструкции, имеющий высокие показатели прочности и уменьшенный, в сравнении с монолитными деталями, вес. 

Преимуществом пустотных плит типа ПБ стало уменьшение веса не менее чем на 20% и сохранение достаточных для строительства прочностных показателей. Практические наблюдения и расчетные исследования показали, что при изъятии из объема плиты части монолитного материала снижение прочности и веса происходит не пропорционально. Если в теле плиты сделать продольные отверстия (каналы), то перемычки между ними будут играть роль ребер жесткости. При этом вес станет заметно меньше из-за высокой плотности бетона и массы арматуры, которая окажется изъятой из детали.

Основные характеристики пустотных плит ПБ 

Согласно ГОСТ плиты пустотные ПБ маркируются с указанием длины, ширины и допустимой максимальной нагрузки в кгс на квадратный метр. При подборе плит исходят из указанных в маркировке данных. Пример: плита ПБ 82.12-8 имеет длину и ширину соответственно 8180 и 1195 мм (8,2 на 1,2 м), толщину 220 мм и показатель равномерно распределенной нагрузки 7,5 кПа, то есть, 800 кгс/м² при собственном весе 3296 кг. 

Согласно требованиям ГОСТ, для жилых зданий расчетная нагрузка на плиту находится в пределах 150-200 кгс/м², то есть, запаса прочности плиты вполне достаточно для использования ее в роли детали перекрытия. Более прочная плита с показателем нагрузки 12,5 способна выдержать вертикальное усилие 1250 кгс/м². Такие элементы имеют меньший размер, они короче. При этом прирост прочности достигается за счет:

• увеличения прочности и плотности бетона;
• уменьшения размеров плиты, что дает эффект распределения нагрузки по поверхности и ребрам жесткости. 

Для изготовления плит ПБ перекрытия используется бетон класса не менее В15 марки М300 – М400. 

Понятие несущей способности перекрытия 

Несущая способность перекрытия из пустотных плит рассчитывается для самой плиты без учета и с учетом собственного веса. Чем длиннее плита, тем больше она прогибается под нагрузкой, создаваемой собственным весом. Под несущей способностью следует понимать соотношение прочности и нагрузки, при котором будет сохранена целостность структуры, геометрические размеры и форма плиты в проекции на поперечную плоскость. То есть, бетон не разрушится, и плита не прогнется. 

Особенности конструкции и расчета несущей способности пустотных плит 

По условию принято считать, что перекрытие испытывает нагрузки на сжатие в местах опирания на плиту несущей конструкции расположенных сверху этажей. Ближе к середине плиты нагрузки изменяются в сторону деформационных. Для бетона характерно хорошее сопротивление сжатию (прочность на сжатие) и ограниченная способность сопротивляться нагрузкам на прогиб, растяжение и перекручивание. 

Предотвратить разрушение, и снижение несущей способности пустотной плиты перекрытия позволяет армирование. Внедренный в монолит каркас из стальной проволоки А1 – А3 изменяет характер распределения усилий в детали. Стальная проволока, связанная в каркас, хорошо принимает нагрузки на растяжение и перекручивание. При твердении бетонного раствора образуется прочная связанная структура из стали и бетона, способность плиты выдерживать разнонаправленные усилия значительно возрастает. 

Классификация нагрузок на перекрытия 

Нагрузки на плиты перекрытия принято классифицировать:

• сжимающие, созданные весом лежащих выше конструкций;
• изгибающие, созданные весом самой плиты и расположенных на ней предметов;
• перекручивающие относятся к тем, которых следует избегать, поскольку возникновение таких нагрузок говорит о недостатках проектирования;
• динамические нагрузки формируются при движении по перекрытию людей, оборудования, техники в промышленных зданиях;
• конструкционные динамические нагрузки связаны с особенностями здания, например, с реакцией всей конструкции на ветер, вибрации, усадку строения;
• статические постоянные возникают от взаимодействия элементов конструкции, в том числе и внутренних ненесущих перегородок;
• статические временные создаются размещением на перекрытии редко перемещаемых предметов, например, мебели в жилом помещении или станков в промышленном здании. 

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия существенно меняется в зависимости от назначения здания и особенностей конструкции. Расчет несущей способности несущих плит перекрытия делается с учетом дополнительных факторов:

• количество линий и профиля опирания детали в конструкции здания, например, на две несущие стены, на стену и колонну, на поперечные балки;
• материалы и вид несущих конструкций – кладочная стена из блоков, кирпичей и бетонной панели может по-разному вести себя внутри строения;
• общая этажность строения и расположение перекрытия по высоте, на определенном уровне;
• допуски по подвижности конструкции, заложенные в проект как расчетные. 

Несущая способность и размеры пустотной плиты перекрытия

Существенное значение имеют размеры плиты. Увеличение длины в любом случае повышает вероятность ее прогиба под нагрузкой. Причем такая нагрузка может возникнуть на этапе строительства от складирования материалов и установки оборудования. Более предсказуема статическая нагрузка эксплуатационного происхождения. Для повышения точности расчетов вводится специальный коэффициент 1,3, позволяющий задать запас прочности плиты еще при проектировании. Например, при паспортном значении допустимой распределенной нагрузки 800 кгс/м² умножение на 1,3 дает результат 1040 кгс на квадратный метр. Эта нагрузка называется максимальной точечной, сосредоточенной в одной небольшой локализованной зоне плиты. В любом случае для жилых помещений это значительный запас прочности. Для промышленных зданий необходимо вносить в расчеты поправку на вес оборудования, перемещения транспорта и другие особенности. 

Особенности расчетов пустотных перекрытий в жилых домах 

При расчете нагрузок необходимо учесть, на какую часть конструкции они приходятся. Если расчет делается для плиты перекрытия, то из общей формулы исключается ее собственный вес. Если расчет делается для несущей стены, балки или колонны, то вес плиты должен учтен. Весом плиты называют собственный вес стандартного ЖБ изделия. Однако, на него оказывают воздействие стяжка, покрытие пола, система коммуникаций. Принято считать, что общая нагрузка от этих компонентов не превышает 250 кг, но пренебрегать ею нельзя. Причина в том, что на перекрытия нижних этажей приходится все весовое нагружение от верхних, общий вес дополнительных материалов суммируется. 

В жилом строительстве факторы динамического воздействия ограничены, поэтому применяются стандартные пустотные плиты с показателем допустимой распределенной нагрузки 800 кгс на квадратный метр. Особенности планировок жилых помещений таковы, что плита ПБ длиной более 4 м используется достаточно редко. Обычно плиты перекрытия укладываются поперек жилой комнаты. Такие помещения в большинстве проектов имеют размеры 5х3 м, что позволяет ограничить общий вес всего перекрытия. Например, плита ПБ 39.12-8 имеет максимальный вес около 1600 кг при размерах (с округлением) 3900х1200 мм, то есть около 4х1,2 м. При распределенной нагрузке расчет несущей способности будет выглядеть так;

• вычисление площади плиты перемножением длины и ширины;
• вычисляем нагрузку на квадратный метр, разделив массу плиты на площадь; 
• отнимаем от нормативного значения нагрузки собственный вес плиты, приведя его к одной системе измерения;
• от полученного значения отнимаем вес стяжки, предполагаемой мебели и предметов (примерно 300 кг), то есть, отнимаем 0,3;
• результат показывает нагрузку в распределенном значении, которую можно умножить на 1,3 для получения запаса прочности. 

Исходя из этого результата можно делать дальнейшие расчеты, включив в них нагрузку от частей строения на этажах выше. Для расчета нагрузки и несущей способности на зоны опирания плиты необходимо иметь данные о конструкции. Например, есть существенная разница между нагружением несущей стены из конструкционно-теплоизоляционных блоков и деталей бетонного каркаса. Для каждого проектного решения расчет делается индивидуально.

Особенности монтажа пустотных плит перекрытия

В жилых домах при расчете несущих характеристик плиты делаются поправки на конструктивные особенности. При монтаже каркаса из бетонных деталей вес расположенных выше частей рассматривается как сумма нагрузок, распределенных по совокупности деталей. Для кирпичной и блочной кладки строится другая картина, при этом по линиям опирания плит перекрытия обязательно закладываются армопояса из стандартных ЖБ деталей. 

Почему выгодно использовать готовые железобетонные пустотные плиты для перекрытий 

Использование стандартных деталей заводского изготовления позволяет не только ускорить строительство. По несущей способности и нагрузочной устойчивости пустотная плита имеет ряд преимуществ:

• выигрыш в соотношении массы и прочности – если суммировать снижение веса по всей конструкции, то разница будет существенной;
• распределение нагрузок по внутренним ребрам жесткости позволяет использовать плиту как полноценно несущую;
• продольные полости создают условия для лучшей теплоизоляции и шумоизоляции;
• в каналах плиты можно прокладывать коммуникации. 

Важным преимуществом пустотных плит остается большой выбор типоразмеров. Их можно подобрать под помещения любой формы, а при необходимости заказать в сложном исполнении, срезанными под разными углами.

В сочетании с другими стандартными строительными деталями плиты пустотные образуют прочную, хорошо связанную конструкцию, принимающую и распределяющую нагрузки. За счет эффекта снижения веса можно сэкономить на монолитном фундаменте и сократить время его твердения.