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.

Что означает понятие?

Нагрузка на бетонную пустотную плиту перекрытия – основной эксплуатационный параметр, которым определяется несущая способность изделия и отражается, сколько кг веса способен выдерживать кв. м поверхности. Отражает совокупность всех видов нагрузок, которые может выдержать плита, выполняя свои функции.

Допустимая нагрузка на пустотную плиту перекрытия является одним из основных параметров для выбора данного изделия при проектировании постройки. От верности расчета зависят прочность сооружения и длительность его эксплуатации до того момента, когда возникнет необходимость в капитальном ремонте.

Виды допустимой загруженности конструкций

Конструкция любого перекрытия включает в себя три части:

• Верхнюю – с напольным покрытием, стяжками и утеплителями (когда этажом выше находится другое жилое помещение).
• Нижнюю – с отделкой потолка и подвесными элементами (когда этажом ниже также располагается жилье).
• Конструкционную – несущая основа, на которой смонтированы все элементы данной части сооружения (коей и является плита перекрытия).

Пол и потолок с отделкой и расположенными на них предметами мебели и интерьера, в том числе – возможными в квартире навесными потолками, декоративными перегородками, дополнительной сантехникой, детскими качелями, спортивными снарядами и т.п., дают на плиту перекрытия постоянную статическую нагрузку.

Под временной (динамической) нагрузкой понимается та, что возникает при перемещении по конструкции перекрытия людей и домашних животных. При этом в расчеты закладывается, к примеру, даже то, что все члены семьи, которая будет проживать в данном помещении, могут оказаться тучными людьми, а в питомцы себе выберут не какого-нибудь легкого хомячка, а крупных рысь или оленя, передвигающихся стремительно, почти постоянно находящихся в движении.

Отдельно принимается во внимание расположение точечных и распределенных нагрузок. Пример точечной – подвешенная боксерская груша массой 220 кг, распределенной – система подвесного потолка, в каркасе которого на определенном расстоянии друг от друга расположены подвесы для полотнища, крепящиеся к плите перекрытия.

В расчетах точечных и распределенных нагрузок есть нюансы – необходимо учитывать функциональное назначение помещения. Так, устанавливая ванну объемом 520 л, которая при наполнении водой создаст нагрузку распределенную (в силу площади, ею занимаемой), отдельно рассчитывается также точечная нагрузка от ее ножек.

Таким образом, нагрузки бывают постоянными – когда весь срок эксплуатации оказывается воздействие вышерасположенными конструкциями, инженерным оборудованием, коммуникациями и т.п., и временными – в трех позициях:

• Перемещение живых объектов внутри помещения, добавление новых предметов быта и их перестановка.
• Сезонные и погодные факторы – осадки (скопление дождевой воды и снега на кровле, карнизах и балконах), сильный ветер.
• Предполагаемые чрезвычайные ситуации, например, столкновение большегрузного транспортного средства с частью сооружения или падение на стену башенного крана, если рядом возводится другой строительный объект, и прочие подобные случаи.

В соответствии с коэффициентами, указанными в строительной документации стандартная пустотная плита 6 м (например, ПК 60-15-8) без учета собственного веса может выдержать следующие нагрузки:

• Точечные: 1040 кг/м².
• Распределенные: 960 кг/м².
• Постоянные: 880 кг/м².
• Временные: 1040 кг/м².
• Предельные:
  1. Минимальная: 400 кг/м².
  2. Максимальная: 1040 кг/м².

Нормативы и требования

Содержатся в государственной и отраслевой документации, определяющей требования к изделиям пустотным бетонным, предназначенным для сооружения перекрытий (СНиП, ГОСТы и пр.).

Согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (актуализированной редакции СНиП 2.01.07-85) – при строительстве и восстановительных СМР следует учитывать тип постройки и ее назначение, рассчитывая нагрузки разных видов:

1. Нормативных – согласно п. 8.2.2 стандартная перегородка должна выдерживать вес не менее 50 кг/м².
2. Расчетных – для определения применяются коэффициенты надежности из п. 8.2.2.
3. Временных – для тех объектов, где планируется регулярное передвижение людей и животных, предполагаются частая перестановка мебели и оборудование помещения дополнительными предметами техники и быта. Равномерно-распределенные нагрузки (нормативы) указаны в п. 8.3 – к примеру, для жилых помещений предусмотрено 150 кг/м².

Что потребуется, чтобы правильно рассчитать?

Расчет происходит в три этапа для определения нужных показателей по конкретному объекту:

1. Составление его пространственной схемы.
2. Подсчет суммарного веса, который будет действовать на несущую конструкцию (плиту).
3. Определение нагрузки путем деления показателя общего усилия на число плит.

Примеры и формулы подсчета на 1 м2

Предельная и точечная нагрузки рассчитываются по-разному. Кроме того, потребуется пересчет на квадратный метр площади.

Рассмотрим, как определить все это на образце ПК 60-15-8 – плиты многопустотной, изготавливаемой по ГОСТу 9561-91, повсеместно используемой при возведении зданий разного назначения. Исходные данные образца:

• масса – 2,850 т;
• габариты: ширина – 1,5 м, длина – 6,0 м.

Предельная

Рассчитывается площадь путем перемножения ширины на длину: 1,5 x 6,0 = 9,0 м². Затем подсчитывается масса, которую способен выдержать образец: предельно допустимая нагрузка для 1 м2 согласно нормативу – 800 кг/м² (0,8 т/м²), таким образом: 9,0 x 0,8 = 7,2 т.

Чтобы определить, какую дополнительную нагрузку можно возложить на плиту, из допустимого веса вычитается масса самого образца: 7,2 – 2,85 = 4,35 т.

Далее обсчитывается общий вес отделки – полы со стяжкой и утеплителями. Рекомендуемая масса всей конструкции напольного покрытия – до 150 кг/м² (0,15 т/м²). Тогда нагрузка на квадратный метр площади половой отделки будет: 0,15 x 9,0 = 1,35 т.

Итак, предельная нагрузка (предметы быта и люди) на всю площадь образца составит: 4,35 – 1,35 = 3,0 т. Пересчет на метр площади дает показатель 0,333 т/м² (333,3 кг/м²).

Точечная

Параметр должен быть высчитан максимально достоверно, поскольку ни одно перекрытие не выдержит долго, к примеру, хрустальную люстру в 200 кг, если точечная нагрузка – не более 180 кг. Точечное расположение (навешивание и установка) массивных объектов рекомендуются вблизи несущих стен, поскольку там усилено армирование плит.

Согласно общим правилам, допустимый показатель вычисляется по формуле «норматив для изделия по ГОСТу (по СП 20.13330.2016) x 2», для образца ПК 60-15-8 это: 0,8 т/м² x 2 = 1,6 т.

Но на практике высчитывать точечную нагрузку следует с применением коэффициентов надежности. Так, для среднестатистической квартиры в типовой многоэтажке он составляет от 1,0 до 1,2 (в зависимости от года постройки дома). Исходя из исходных данных примера: 0,8 т/м² x 1,2 = 0,96 т.

Пересчет на 1 м2

По нормативам и данным производителя пустотных ЖБИ существует еще один метод расчета.

Для взятого образца алгоритм подсчета: 2,85 т / 9,0 м² = 0,317 т/м². Из веса, допустимого по нормативу, вычитается расчетный: 0,8 т/м² – 0,317 т/м² = 0,483 т/м².

Из полученного общего допустимого показателя нагрузки вычитается масса конструкции полового покрытия (рекомендуемая до 150 кг/м², что равняется 0,15 т/м²): 0,483 т/м² – 0,15 т/м² = 0,333 т/м². (Как можно видеть – показатель получился ровно тем же, как и в Примере № 1, но расчет оказался более простым.)

Затем вычитаются еще 0,15 т/м², рассчитанные на бытовые предметы и живые объекты, в итоге остаются 0,183 т/м², которые можно отвести под установку дополнительных перегородок, дверей и прочего, улучшающего планировку.

Случаи прогибов плит

В продаже встречаются изделия с разным прогибом (в обе стороны). В соответствии со СНиП 2.01.07-85 – допускается, если он составляет не более 1/15 по длине.

К примеру, по ПБ 90-12 (особо проблемное изделие) он может составить до 60 мм.

Возникновение существенного обратного прогиба возможно, если плита короткая – при отпиливании она выгибается под воздействием значительной силы сжатия. Обычно строители видят прогибы невооруженным глазом, если плиты сложены стопкой.

К чему ведут ошибки при расчете?

Здание, остов которого смонтирован с неподходящими плитами перекрытия, в «лучшем» случае потребует капремонта раньше, чем заложено проектом. В худшем – возможны обрушения, как следствие – нанесение материального ущерба объектам, расположенным рядом, гибель людей.

Заключение

Сегодня мировой строительный рынок предлагает пустотелые ЖБИ, предназначенные для сооружения перекрытий, с показателями расчетной нагрузки в диапазоне 300-1250 кг/м².

Суть расчетов для конкретного объекта состоит не только в том, чтобы сооружение беспроблемно прослужило многие годы, но и в возможности разумно подойти к закупке материалов, не затрачивая лишних средств на плиты повышенной прочности.