Расчет бетонных плит перекрытия

Плиты перекрытия вместе с фундаментом, колоннами, стенами составляют несущую систему здания. Чтобы определить тип, толщину бетона и арматуры, требуется расчет строительных конструкций. Калькуляция производится с учетом временных и постоянных нагрузок на основе СНиП 2.01.07-85. Нормативы позволяют подобрать оптимальный по прочности вариант без чрезмерных материальных затрат.

Какие плиты перекрытия используются в строительстве

Плита представляет собой бетонное изделие с армированным каркасом. В конструкции она воспринимает и передает нагрузки, является элементом жесткости сооружения. В зависимости от размещения перекрытие может быть междуэтажным, цокольным или чердачным. Размеры плит согласуются с государственными нормативами ГОСТ 26434-2015, ГОСТ 9561-2016, ГОСТ 28042-2013 и др.

ЖБ перекрытия классифицируются по форме и степени заполнения бетоном:

• многопустотные;
• полнотелые плоские;
• полнотелые ребристые.

Изделия сплошного заполнения используются преимущественно в возведении производственных зданий, многоэтажных жилых комплексов, так как обладают необходимой несущей способностью. Для полнотелых ЖБИ с продольными ребрами характерны особенно высокие показатели прочности на растяжение и сжатие.

В малоэтажном строительстве применяются в основном пустотные плиты. У них снижен вес, но звуко и теплоизоляционные характеристики выше за счет воздушной прослойки. Длина пустотелых плит перекрытия, как и полнотелых, варьируется от 2,4 м до 12 м. Наиболее широко востребованы ЖБИ длиной до 6 м.

Когда установка плиты невозможна из-за труднодоступности места размещения или из-за нестандартных размеров площадки, используют монолитное перекрытие. В этом случае нагрузка на фундамент, несущие стены, балки по сравнению с готовыми плитами выше.

На чем основан расчет

Железобетонное перекрытие воспринимает нагрузки сразу по нескольким направлениям. Расчет толщины и прочности плиты необходим, чтобы:

• нагрузки не вызвали критического изгиба;
• общий вес не превысил допустимую нагрузку на расположенные ниже конструктивные элементы;
• арматурная сетка обладала достаточным сопротивлением растяжению.

Несущая способность плиты перекрытия ограничена, поэтому требуется расчет в зависимости от вида и класса бетона, класса арматуры и нагрузок. В результате корректных вычислений можно подобрать ЖБИ стандартной категории.

Упрощенная последовательность расчета:

1. Подготавливается и анализируется конструктивная схема здания. Это может быть одно или многопролетная система, с жестким или шарнирным опиранием. Устанавливаются предварительные характеристики материалов.
2. Делается сборка нагрузок на плиту. К собственному весу перекрытия добавляются вертикальные нагрузки.
3. Рассчитываются предельный изгибающий момент, сечение арматуры. Вычисления производятся вручную или с помощью программного комплекса. Используются 2 вида предельного состояния — по прочности и по деформациям.

Полученные в результате вычислений показатели проверяются на соответствие нормативным документам. Чтобы не произошло ослабления перекрытия, появления трещин и разрушения при непредвиденном увеличении нагрузки, необходим определенный запас прочности.

Выбор схемы и предварительных характеристик материалов

На стадии принятия конструктивного решения выбирается оптимальный тип перекрытия. Максимальная длина плиты устанавливается с учетом размера пролетов, размещения колонн, балок. Предварительно определяется высота перекрытия.

Для железобетонных конструкций рекомендована арматура по прочности на растяжение класса А400, А500 периодического профиля, В500 в сварных сетках и каркасах. Класс бетона по прочности от В15 и выше принимается в зависимости от условий эксплуатации.

Сборка нагрузок

Плита испытывает напряжение под действием постоянных и временных, статических и динамических нагрузок. К временным (кратковременным и длительным) относятся установленная мебель, оборудование, находящиеся в здании люди, снег на крыше. Строительная техника создает кратковременные динамические нагрузки, вес мебели, сантехники — длительные статические.

Виды постоянных нагрузок:

• собственный вес ограждения;
• перегородки;
• сэндвич напольного покрытия;
• камин, лестница и подобные элементы обустройства;
• чердак и крыша для перекрытий верхнего этажа.

Временные показатели принимаются согласно нормативам. Объем постоянной нагрузки берется из проектных параметров. В зависимости от ответственности здания применяется коэффициент надежности, на который умножаются нагрузки и вычисляемые на их основе показатели.

Расчет основных параметров

• Порядок расчета плиты перекрытия на прогиб тесно связан с выбранным вариантом опоры. Наиболее распространен бесконсольный шарнирно-опертый тип. Реже встречаются балки с жестко защемленными концами и шарнирно-опертые консольного типа.
  • Если плиту рассматривать как неразрезную балку с равномерно распределенной нагрузкой, изгибающие моменты можно вычислить по готовым формулам. Перекрытие, которое защемляется по периметру или по трем сторонам, разделяют на участки.
  • Расчет плиты на продавливание необходим для безбалочных перекрытий. Для снижения напряжения, которое действует на участок плиты в зоне опирания, в схему закладывают капители для колонн.
  • Высоту сечения плиты определяют по наибольшим расчетным усилиям. При этом учитывается нормативное сопротивление бетона и арматуры. Площадь сечения продольной арматуры зависит от изгибающих моментов. В месте наибольшего изгиба она должна составлять не менее 10%.
  • Диаметр и шаг подбирают из таблиц. При армировании важно, чтобы расстояние между центром стержня и нижней стороной было достаточным для надежного сцепления с бетоном.

Расчет плит перекрытия в нашей компании

Ошибки, допущенные в ходе проектирования, дорого обходятся и могут стать катастрофическими. Компания «Инженер Эксперт» предлагает провести расчеты на высоком профессиональном уровне. Наши специалисты стремятся объединить экономическую целесообразность, надежность и учесть индивидуальные запросы заказчика. Конструктивные разработки ведутся строго в соответствии со строительными нормами, правилами и стандартами.