Допустимые нагрузки и вес полусухой стяжки пола на 1 м2

Современная полусухая стяжка пола, чаще всего, устраивается профессиональными подрядчиками «под ключ».

При заказе данной услуги, производители работ привозят к месту монтажа полный комплект оборудования и необходимые строительные материалы в нужном объёме, по
сле чего полусухая стяжка возводится со средней скоростью до 10 м²/час, при её толщине до 100 мм.

В современных новых монолитных или сборных жилых домах, величина нагрузки от таких стяжек практически никогда не выходит за пределы допустимых показателей несущей способности. Что касается старых домов, «хрущёвок» или «сталинок», такие конструкции могут вызвать непроектных внутренние напряжения в пролётных деталях каркаса сооружения, а также образование в их структуре трещин и прогибов.

Чтобы этого избежать, перед устройством данного конструктивного элемента во время капитального ремонта помещений, требуется рассчитать вес и нагрузки от полусухой стяжки пола.

Что это такое?

Вес полусухой стяжки пола – это такой показатель, описывающий численное выражение давления готовой конструкции на единицы площади пролётного элемента здания или сооружения, поверх которого она устраивается.

Вес стяжки зависит от плотности каждого из компонентов и готовой смеси, из которой она возводится, а также объёма части конструктивного элемента на единицу площади (например, на 1 м²).

Виды и типы

При расчёте на прочность деформативность и несущую способность готовой конструкции полусухой стяжки, во внимание принимаются следующие разновидности и типы данного показателя (с учётом минимальных и максимальных значений):

• Вес стяжки, из расчёта на 1 м³, что является её плотностью. Показатель используется, как промежуточная величина для дальнейших расчётов нагрузки на перекрытие.
• Удельный вес стяжки, из расчёта на 1 м², что является плотностью данной конструкции, помноженной на её толщину.
• Абсолютный вес стяжки, уложенной на плите перекрытия на всей площади помещения. Для определения данного параметра, потребуется умножить удельный вес, указанный выше, на площадь комнаты.

В модели здания, при составлении расчётной схемы, полусухая стяжка пола изображается в виде равномерно распределённой по площади постоянной нагрузки на плиту перекрытия. Загружение от стяжки пола из полусухой цементно-песчаной смеси вызывает образование внутренних усилий в конструкции, что позволяет инженеру точно определить несущую способность наиболее нагруженного элемента.

Как рассчитать, сколько весит конструкция?

Перед тем, как заказать устройство полусухой стяжки в подрядной организации, рекомендуется самостоятельно рассчитать её вес, так как это позволит точно определить несущую способности плиты перекрытия, либо другой пролётной конструкции, а также проверить на достоверность собственные сметные расчёты будущего производителя работ, с которым планируется заключить договор.

Ниже приводятся подробные алгоритмы расчёта веса стяжки из полусухих материалов, на единицу площади и объёма.

Из расчёта на 1 м2

При расчёте собственного веса стяжки, исходя из единицы площади (на 1 м²), необходимо учесть следующие обязательные показатели:

• Количество компонентов – вяжущего материла, песка, арамидных фиброволокон, а также модифицирующих добавок в составе стяжки в процентном отношении.
• Объёмный вес указных выше компонентов полусухой стяжки.
• Водоцементное отношение для гидратации вяжущего вещества.
• Наличие или отсутствие армирования в стяжке из металлической, либо композитной сетки.
• Планируемая толщина будущей возводимой конструкции.
• Качество плиты перекрытия, наличие наплывов, впадин, сколов или других дефектов, которые требуют применения большего количества основного материала для их заполнения и отражается на повышающих коэффициентах.

Вес рассматриваемой конструкции, исходя из площади в 1 м², рассчитывается по следующим формулам:

Общий объём стяжки – V = S_cт x t_cт

Где:

1. S_cт – площадь комнаты, в которой уложена конструкция.
2. t_cт – толщина полусухого состава после твердения.

Общий объём всех компонентов стяжки – V_ст = V_цем + V_пес + V_арм + V_доб

Где:

1. V_ст – объём стяжки.
2. V_цем – объём цемента.
3. V_пес – объём песка.
4. V_арм – объём армирующего арамидного фиброволокна.
5. V_доб – объём модифицирующих добавок.

Масса полусухой стяжки пола – М_ст = V_цем x r_цем + V_пес x r_пес + V_арм x r_арм + V_доб x r_доб

Где:

1. М_ст – масса полусухой стяжки
2. r_цем – плотность цемента.
3. r_пес – плотность песка.
4. r_арм – плотность фиброволокна.
5. r_доб – плотность добавок.

Удельная масса стяжки на 1 м² – m_ст = М_ст / S_cт

Где:

1. m_ст – удельная масса стяжки – искомая величина.
2. S_cт – площадь помещения, в которому уложена конструкция.

Чтобы владелец помещения досконально разобрался в технике расчёта веса полусухой стяжки, далее приводится пример алгоритма действий для комнаты площадью 20 м², исходя из толщины самой конструкции 100 мм:

1. Объём стяжки – V = S_cт x t_cт = 20 х 0,1 = 2 м³.
2. Согласно теоретическим выкладкам и практическому опыту подрядных компаний, процентное соотношение основных компонентов в классической полусухой цементно-песчаной стяжке, устраиваемой в жилых комнатах квартир или частных домов, раскладывается, как:
   • Цемент М400 – 45%.
   • Песок – 53,5%.
   • Арамидное фиброволокно – 0,8%.
   • Модифицирующие добавки – 0,7%.

Учитывая, что объём готовой стяжки равен V = 2 м³, и эта величина является 100%, то получаются следующие показатели:

• V_цем = 2 х 0,45 = 0,9 м³.
• V_пес = 2 х 0,535 =1,07 м³.
• V_арм = 2 х 0,08 = 0.16 м³.
• V_доб = 2 х 0,07 = 0.14 м³.

Масса стяжки составляет М_ст = V_цем x r_цем + V_пес x r_пес + V_арм x r_арм + V_доб x r_доб, согласно справочным материалам:

1. r_цем – 1400 кг/м³.
2. r_пес – 1800 кг/м³.
3. r_арм – 300 кг/м³.
4. r_доб – 900 кг/м³.

То есть, М_ст = 0,9 х 1400 + 1,07 х 1800 + 0,16 х 300 + 0,14 х 900 = 1260 + 1926 + 48 + 126 = 3360 кг.

Чтобы получить удельную массу стяжки, необходимо разделить общий вес на площадь комнаты, или m_ст = М_ст / S_cт, то есть,

m_ст = 3360 / 20 = 168 кг/м², что не выходит за пределы нормативной и расчётной нагрузки на плиты перекрытий в жилых помещениях (150 – 200 кг/м²)

Если потребитель точно рассчитал вес конструкции чернового пола на единицу площади, он может легко определить, как итоговый вес данного материала, уложенного в комнате, а также количество основных ингредиентов, что, в свою очередь, позволит составить или проверить смету.

На 1 м3

Расчёт массы стяжки, из учёта на 1 м³, ведётся по тому же алгоритму, что и предыдущий пример, описанный для единицы площади.

Чтобы получить показатель вес полусухой стяжки, исходя из единицы объёма, нужно разделить её массу на 1 м² на толщину, то есть, воспользоваться формулой:

M = m_ст / t_cт,

Для рассматриваемого выше примера, где t_cт = 100 мм, данный показатель составит М = 168 / 0,1 = 1680 кг/м³.

Как рассчитать, какую нагрузку несет?

Сама полусухая стяжка пола является не только ограждающей, распределяющей или выравнивающей, но также и ограждающей конструкцией.

В связи с этим, она должна рассчитываться на несущую способность её поперечного сечения от приложенных к чистовому покрытию пола эксплуатационных временных равномерно распределённых по позади нагрузок, а также на вес самих отделочных материалов.

Данная аналитическая операция, при условии отсутствия приложенных к конструкции дополнительных линейных, штамповых или точечных нагрузок, выполняется в соответствии со следующим простым алгоритмом.

В основе расчёта несущей способности лежит принцип предельного равновесия рассматриваемой конструкции под действием внешних сил. Главное условие равновесия полусухой стяжки пола:

k x F < R

Где:

1. F – сумма всех приложенных к конструкции постоянных и временных нагрузок.
2. R – расчётное сопротивление сечения конструкции чернового пола, набравшего прочность, при достижении проектной толщины при заливке, определяется эмпирическим путём, указывается в паспорте качества конструкции, при условии добавления всех сертифицированных ингредиентов, в строгом соответствии с технологической картой и обеспечения должного ухода за стяжкой пола во время набора прочности.
3. k – коэффициент запаса, который определяется по СП и СНиП.

Сумма всех приложенных нагрузок к конструкции пола составляет:

F = F_пост + F_вр

Где:

1. F_пост – нагрузка от массы чистового напольного покройте.
2. F_вр – эксплуатационная временная длительная нагрузка для помещения, которая определяется по СНиП и СП и зависит от категории отделываемого пространства, объекта недвижимости.

Таким образом, для рассмотренного выше примера, в жилой квартире, несущая способность полусухой стяжки рассчитывается следующим образом (при условии, что чистовое покрытие устраивается из керамогранитной плитки толщиной 12 мм, на клеевом составе с мощностью 5 мм):

1. R = 25 МПа, или 250 кгс/м², что является допустимой несущей способностью для стяжки пола, устраиваемой в жилых и офисных помещениях.
2. F_пост = m_{чист. пола.} = m_клея + m_плитки = V_клея x r_клея + V_плитки x r_плитки.
   • r_клея = 1600 кг/м³.
   • r_плитки = 2200 кг/м³.
   • V_клея = 0,005 м³ (из расчёта на 1 м² чистового покрытия пола).
   • V_плитки = 0,012 м³. Таким образом, F_пост = 0,005 х 1600 + 0,012 х 2200 = 8 + 26,4 = 34,4 кг/м².
3. F_вр для жилых помещений составляет 100 кг/м², при условии отсутствия особых условий их эксплуатации, которые заранее оговариваются в ТЗ перед оформлением проектной документации.
4. k, коэффициент запаса по нагрузке, составляет 10%, или 1,1.
5. F = F_пост + F_вр = 34,4 + 100 = 134,4 кг/м².
6. Проверяется условие неравновесия – 134,4 х 1,1 = 147.84<250 кгс/м², то есть, устраиваемая в помещении полусухая стяжка выдержит планируемые постоянные и временных эксплуатационные нагрузки.
7. В случае, если бы гипотетически, приложенные к стяжке в комнате суммарные нагрузки не удовлетворили бы условию предельного равновесия, подрядчику потребовалось бы пересмотреть расчётное сопротивление будущей конструкции, путём заложения в рабочий проект и расчётную схему более прочные вяжущие материалы для увеличения несущей способности затвердевшего цементно-песчаного раствора для чернового пола.

В случае, если условие равновесия удовлетворяется на пределе, и коэффициент запаса составляет менее 10%, следует увеличить марку цемента, чтобы повысит несущую способность полусухой стяжки. Эта предосторожность полностью исключит риск разрушения конструкции, в случае брака, допущенного подрядчиками при выполнении монтажных работ в помещении.

Сколько выдерживает?

Суммарная расчётная нагрузка на полусухую стяжку – это такое сочетание постоянных и временных загружений от веса напольных покрытий, уложенных поверх неё, равномерно распределённой по площади временной эксплуатационной нагрузки.

А также сюда включают дополнительные виды механических статических или динамических воздействий, в виде точечных, линейных или штамповых загружений, в зависимости от особенностей технологических и других процессов, которые происходят на рассматриваемом объекте недвижимости.

Разновидности нагрузок и расчет

Существует три базовых разновидности нагрузок на полусухую стяжку пола, каждая из которых имеет своим особенности, а также рассчитывается в соответствии с различными алгоритмами, в частности:

Равномерно распределённая

Данная нагрузка рассчитывается в соответствии с описанным выше примером и по приведённым формулам.

Помимо равномерно распределённой по всей площади помещения нагрузки, также существуют штамповые типы загружений, которые прикладываются на определённой площади. В качестве данной нагрузки может выступать собственный вес тяжёлого оборудования, предметов мебели, а также определённые зоны в помазании, которые предполагают скопление большого количества людей.

В качестве примера такой штамповой нагрузки можно привести станок в цеху, который устанавливаться в стационарное положение. Например, если оборудование весит 10 т, а его габаритные размеры в опорной части составляют 3 х 2 м, то есть, площадь опоры равняется 6 м², то в заранее установленной зоне промышленного объекта прикладывается дополнительная нагрузка F_штамп = 10 000 / 6 = 166666,666…, или 1667 кг/м²

Сосредоточенная

Прикладывается от точечных предметов или стержневых опор, которые имеет контактную плоскость с основанием менее, чем 200 х 200 мм (для расчётной схемы – стандартный шаг триангуляции).

Примером такой нагрузки служит металлическая колонна, поддерживающая конёк кровли в частном жилом доме, не проходящая сквозь плиту перекрытия на нижний этаж.

Например, если данная колонна с диаметром 150 мм и длиной 4 м, весит 80 кг, а на неё приходится нагрузка от части кровли в размере 600 кг, то в определённую точку на стяжке пола прикладывается дополнительное загружение, равное F = M_кол + F_кровли = 600 + 150 = 750 кг.

Линейная

Данный вид нагрузки на стяжку пола является классическим примером установки в помещениях внутренних перегородок, которые представлены в виде навесных строительных ограждающих конструкций.

Линейная нагрузка собирается и рассчитывается по простой формуле – F_лин = M_{1 м. п. перге} х L, то есть, масса 1 погонного метра перегородки умножается на длину её опирания.

Для примера, можно рассмотреть гипсокартонную перегородку массой 80 кг на 1 м. п., длиной 6 м, которая встраивается по центру помещений.

Для расчёта линейной нагрузки, нужно воспользоваться приведённой выше формулой – F_лин = M_{1 м. п. перге} х L = 80 х 6 = 480 кг, и именно эта нагрузка прикладывается к полусухой стяжке пола.

Не следует забывать, что указанные выше нагрузки являются нормативными, и их недостаточно для расчёта стяжки на несущую способность. Для перевода нормативных постоянных или временных нагрузок в расчётные, потребуется умножить их на коэффициент запаса, условий работы и другие индексы, взятые из СНиП и СП. В среднем, суммарный запас по эксплуатационным нагрузкам варьируется от 10% до 20%, по постоянным от 5% до 10%.

Указанные выше нагрузки последовательно прикладываются к расчётной схеме, после чего каждое характерное поперечное сечение перекрытия и полусухой стяжки рассчитывается на их сочетание.

Однако, многие проектировщики, с целью экономия времени и трудозатрат, нередко заменяют дополнительные штамповые, линейные и точечные нагрузки на повышающей коэффициент к основному, равномерно распределённому по площади эксплуатационному загружению, например, для жилых помещений, принимают не 100 кг/м², а 150 кг/м², что даёт хоть и приблизительный, но близкий к реальности результат расчёта.

Почему важно знать такие показатели?

Показатели нагрузок на полусухую стяжку пола в любом помещении на объекте капитального строительства, а также сам вес данного элемента несущей и ограждающей конструкции обязательно должен знать каждый проектировщик, подрядчик или владелец помещения по следующим причинам:

• Возможность составления расчётной схемы рассматриваемой конструкции с приложением к ней всех имеющихся нагрузок.
• Определение, несущей способности плиты перекрытия или полусухой стяжки пола в помещении ещё до её устройства.
• Проверка предельных прогибов пролётной несущей конструкции.
• Принятие решение о возможности устройства полусухой стяжки чернового пола в помещении, выбранной толщины, без дополнительных мероприятий по усилению существующих пролётных конструкций, либо по возведению точечных или линейны несущих опор.
• Возможность получения на руки доказательной базы о теоретических расчётах несущей способности строительных конструкций для предоставления в компетентные органы, по требованию, в случае возникновения чрезвычайной ситуации на объекте.
• Возможность выбора нужного чистового напольного покрытия, а также определение возможность проведения определённых работ и организации различных технологических процессов в отделываемом здании или сооружении.
• Возможность своевременной корректировки толщины стяжки, объёма материалов, марок песка и бетона, добавлению дополнительного армирования, а также пересчёта сметы и проверки достоверности расчётов, предоставленных подрядчиком монтажных работ.
• Возможность устройства локального усиления конструкции стяжки в местах приложения отдельных точечных, линейных или штамповых нагрузок, что приводит к существенной экономии на строительных материалах и работах во время устройства чернового пола.

При отсутствии сведений о временных и постоянных нагрузках на плиты перекрытий или полусухую стяжку чернового пола в помещениях, существует повышенный риск нарушения несущей способности конструкций, возникновения непроектных прогибов, трещин, сколов, мест расслоения, заклинивания дверей между комнатами и в квартирах, а также другие неприятные последствия, вплоть до обрушения части или всего отделываемого объекта недвижимости.

Заключение

Вес и нагрузки полусухой стяжки пола являются одними из важнейших показателей, которые должен знать каждый подрядчик или владелец помещения. Сведения о собственном весе стяжки пола позволяют вовремя скорректировать конструкцию, рецептуру замеса основных и вспомогательных материалов, а также принять дополнительные меры по усилению основания, пролётной конструкции, либо снижения толщины данного элемента отделки.

Для расчёта всей конструкции стяжки, нужно знать два основных параметра – собственный вес полусухого состава после его устройства на перекрытии и твердения, а также все эксплуатационные временные и постоянные нагрузки, которые могут быть равномерно распределёнными по площади, а также локальными штамповыми, линейными или сосредоточенными.

Выше приводится подробный алгоритм расчёта нагрузок от стяжки и эксплуатационных показателей на поверхность чистового пола, с учётом всех нюансов и коэффициентов, прописанных в СНиП и СП, с приведением основных теоретических формул для каждого типа загружения, а также с описанием конкретных примеров, чтобы владелец объекта недвижимости мог рассчитать параметры, применительно к своим отделываемым помещениям.