Несущая способность плит перекрытия

Железобетонные плиты перекрытий представляют собой унифицированные строительные элементы, которые широко используются при сооружении зданий и сооружений промышленного, гражданского, специального и прочего назначения. В большинстве случаев изделия находят применение для возведения перекрытий между этажами, представляя собой железобетонные панели. Плиты перекрытия выполняют одну из ключевых функций здания, являясь связующим элементом сооружения, который обеспечивает целостность, прочность и устойчивость здания. Спрос на железобетонные панели с каждым годом продолжает расти, демонстрируя устойчивую тенденцию использования элементов перекрытия в современном строительстве. При этом долговечность строения и его надежность во многом зависят от правильности расчета и выбора железобетонных изделий, использующихся в виде перекрытий. Одной из основных характеристик панелей является несущая способность изделия, которая определяет величину допустимой нагрузки, воздействующую на изделие в рабочем номинальном режиме. Ошибки в расчетах могут повлечь за собой снижение прочности перекрытий, быстрый износ, сокращение периода службы изделий, а также полное разрушение зданий и гибель людей.

Особенности конструкции плит

Перед приобретением плит перекрытий необходимо определить проектную несущую способность и размеры изделий, выбирая ЖБИ по расчетным параметрам. Производство панелей перекрытий осуществляется на основе легкого конструкционного бетона плотной структуры, а также тяжелого силикатного бетона.

Конструкция изделий предусматривает усиление в виде армирования, которые выполнено в виде арматурных каркасов из стрежней классов А1 и А3. В зависимости от вида и схемы армирования плитные элементы могут применять для различных целей. При этом устойчивость и прочность сооружении будет зависеть от вида моделей плит, их конструкции, схемы опирания, несущей способности. Изделия с завода изготовителя различаются меду собой по методу стыковки с прочими несущими конструкциями и относительной толщине.

В процессе изготовления ЖБИ задействуется бетон с классом не менее В15. При этом для прочности плита может армироваться как обычным, так и заранее напряженным металлом. Конструктивно панели могут быть как сплошными, так и с наличием внутренних технологических пустот.

Классификация плит перекрытия

В зависимости особенностей конструктивного исполнения, ЖБИ разделяются на несколько видов, среди которых:

• однослойные сплошные плиты 1П и 2П толщиной 120 мм и 160 мм;
• многопустотные изделия 1ПК и 2ПК с сечение технологических круглых пустот 159 мм и 140 мм;н
• изделия многопустотные марки ПБ толщиной 220 мм, выполненные то технологии безопалубочного формования.

При этом различают следующие виды элементов:

• пустотные, а также многопустотные – облегченные конструкции плит, монтаж которых реализуется с опиранием по двум сторонам;
• железобетонные нарезные панели;
• плиты ребристого профиля, ориентированные на применение при строительстве перекрытий зданий промышленного и производственного назначения с шагом несущих изделий 6000 мм. Стандартные ребристые плиты имеют диапазон несущей способности в пределах от 180 до 830 килограммов на квадратный метр;
• монолитные плиты – панели перекрытий, которые отливаются по месту в заранее смонтированную опалубку. Такие изделия подлежат армированию и должны обладать несущей способностью не менее 500 кг/м2.

Параметры и свойства плит

Выполняя функцию перекрытий плиты должны соответствовать целому ряду высоких технических характеристик, которые определяют целесообразность их применения. Среди них:

• высокий уровень звукоизоляции;
• минимально возможная масса без снижения надежности;
• заданный уровень прочности;
• высокий предел огневой стойкости и тепловой защиты;
• газоизоляция и водоизоляция.

Маркировка плит

Информация модели плиты перекрытия, ее конструкционных особенностях приводится для каждого изделия в маркировке, которая представлена в виде комбинации из букв и цифр. Первые буквы обозначает марку ЖБИ, после чего приводятся последовательно данные о длине и ширине панели, которая указывается дециметрах. Последняя цифра в маркировке отражает несущую способность, которая приводится в сотнях килограмм на квадратный метр.

Помимо этого в маркировке может приводиться информация о виде рабочей арматуры нижней зоны, наличии монтажных петель, а также наличии выборок бетона в верхнем поясе.

Таким образом, обозначение ПК-72-15-8 присваивается многопустотным изделиям длиной 7200 мм и шириной 1500 мм и несущей способностью 800 кг/м2.

Виды нагрузок

В процессе эксплуатации плиты перекрытия испытывают ряд нагрузок, которые суммируются и воздействуют на изделие. Среди них:

• статические нагрузки – усилия, возникающие в результате действия массы неподвижных предметов и объектов, таких как стяжка пола, мебель, детали интерьера и т д.;
• динамические нагрузки – усилия, возникающие периодически с определенной амплитудой, в результате движения человека или животного падения или перемещения объектов.

По характеру воздействия нагрузки разделяются на распределенные равномерным образом по всей площади и точечные, воздействующие в определенном секторе.

Определение несущей способности

Несущая способность плит перекрытия определяет их возможность длительно в процессе эксплуатации выдерживать и работать с динамическими, а также статическими нагрузками. Расчет всех значений осуществляется с точки зрения безопасной эксплуатации зданий и сооружений, повышенной степени их надежности При проектировании сооружений принимаются в равно распределенные нагрузки, которые отражаются в величинах в виде килограмм на квадратный метр. Нагрузка рассчитывается исходя из собственной массы плиты, которая приводится в технической документации. После определяется суммарный вес конструкций, которые теоретически могут располагаться на этаже, включая стяжку, покрытие пола, мебель, оборудование, технику, прочие объекты. В учет берутся и динамические факторы присутствия и перемещения людей или животных в предполагаемом количестве. При сборе нагрузок необходимо производить расчет производится с учетом коэффициентов кратковременной и длительной нагрузки, надежности по ответственности здания. Полное нормативное значение нагрузки, которая формируется от людей и мебели для строительства недвижимости в виде жилого фонда для квартир жилых сооружений насчитывает 1,5 кПа или 1,5 кН/м2.

На ребристые железобетонные изделия, выполняющие функции перекрытий расчет нагрузки осуществляется согласно действующих строительных норм и правил.

При строительстве жилых зданий нормативное значение средней нагрузки составляет около 100-200 килограмм на квадратный метр. При этом в проектной документации закладываются и принимаются к установке плиты перекрытия с индексом несущей способности – «8», способные выдерживать до 800 кг/м2. Благодаря этому, создается запас прочности зданий, которые обладают высокой степенью безопасности и надежности. Помимо этого, такое решение позволяет производить при необходимости монтаж участков монолитных плит, имеющих большую массу.

Установка пустотелых, ребристых или монолитных плит аргументируется необходимостью, которая исходит из расчетов нагрузки. При этом берется в учет стоимость изделий и себестоимость зданий и сооружений. В том случае, если стандартная типовая плита из легкого бетона удовлетворяет нагрузочным требованиям, появляется возможность сэкономить на фундаменте, используя железобетонные изделия с меньшим показателем веса. Применение монолитных плит может быть продиктовано крайней необходимостью, поскольку конструкция изделий предполагает не только максимальную прочность, но и наибольшую массу.

В большинстве современных типовых строений используются панельные многопустотные плиты перекрытий, которые позволяют обеспечить должный уровень комфорта проживания в области гидро и термоизоляции, звуконепроницаемости, позволяя добиться высокой степени прочности и надежности зданий и сооружений. Помимо этого круглые пустоты удается использовать для прокладки всех необходимых коммуникаций внутри объекта в виде электропроводки, других необходимых линий связи.

Прогибы плит перекрытий и особенности монтажа

В ряде случаев изделия в виде плит перекрытий могут иметь прогиб как в одну, так и в другую сторону. При этом в соответствии с регламентом требований нормативной документации СНиП 2.01.07-85 в части нагрузок и их воздействия, прогиб, составляющий менее 1/150 часть от общей длины плиты, не считается браком. Таким образом, величина допустимого прогиба в частном случае для плиты перекрытия марки ПБ 90-12 насчитывает 60 мм.

Как правило, обратный прогиб является следствием разделения плиты и снижения ее расчетной несущей способности. Учитывая особенность структуры плиты, где армируется нижняя часть изделия, может наблюдаться увеличение прогиба из-за снижения прочности. Применение таких плит является ограниченным и может повлечь за собой негативные последствия и стать причиной преждевременного износа конструкций, их частичного или полного разрушения. Монтаж плит с допустимой величиной прогиба должен производиться с учетом выполнения требования по опиранию элементов перекрытия. В зависимости от конструкции плиты могут опираться на две, три и четыре стороны.

В ходе строительства монтаж плит перекрытий реализуется с опорой только на несущие конструкции. Все прочие стены и перегородки возводятся после установки основных элементов. При этом перегородки должны быть ниже опорных узлов как минимум на 10 мм. В ходе строительства необходимо учитывать геометрию плит и наличие их прогиба, благодаря которому перекрытия могут касаться перегородок и оказывать на них механическое воздействие. Чтобы не допускать подобных ситуаций при строительстве внутренних стен замеры производятся индивидуально. Резка плит по ширине не допускается. При сооружении массивных конструкций несущая способность плит может быть повышена за счет заполнения строительным раствором технологических пустот.

Для подъема и перемещения плит необходимо использовать предусмотренные для этой цели монтажные петли, конструктивно расположенные в точках высокой механической жесткости.

Правила хранения плит перекрытий

С целью недопущения снижения величины проектного значения прочности плит перекрытия, в период до их установки и монтажа, необходимо неукоснительно соблюдать правила хранения и правильного складирования железобетонных изделий:

• укладка панелей осуществляется в положении петлями вверх на заранее подготовленную ровную поверхность, которая позволит избежать перекосов и концентраций напряжений. В качестве поверхности может выступать уплотненная земля, щебень или асфальт. Для исключения прямого контакта с основанием складирование осуществляется на подставки высотой не менее 150 мм;
• при размещении плит друг на друге высота штабелирования не должна превышать 2500 мм;
• между плитами необходимо располагать деревянные бруски с толщиной не менее 250 мм. Место установки подкладок выбирается исходя из конструкции плит в районе монтажных петель, где изделий имеет наибольшую жесткость. Бруски располагаются строго друг под другом;
• для исключения разрушения железобетонных изделий необходимо предотвратить прямой контакт с внешней средой, избегая попадания осадков на поверхность плит. Для этого панели необходимо укрыть от дождя или снега рубероидом или использовать с этой целью водонепроницаемые пленки соответствующих размеров.

При соблюдении правил хранения изделия смогут сохранить проектные характеристики и работать после установки на расчетных нагрузках, соответствующих заявленным производителями параметрам.

Нагрузка на плиту перекрытия: сколько выдержит 1м2 пустотной плиты

Межэтажные перекрытия в жилых домах и общественных зданиях часто делают из облегченных пустотных железобетонных плит. При проектировании и выборе нужных изделий всегда определяется нагрузка на плиту перекрытия, вес, который она может выдерживать длительное время без деформаций и прогибов. Точный расчет этого параметра необходим, чтобы обеспечить целостность строения и безопасность его эксплуатации. Зная параметры плиты, соответствующей вычисленным нагрузкам, определяют и нагрузку на фундамент дома.

Виды нагрузок на перекрытия

Сама по себе железобетонная плита обладает определенным весом. При опирании на две или три стены плита должна удерживать его по всей площади без провисов и прогибов. Кроме собственного веса перекрытие испытывает статические (постоянные) и динамические (переменные) нагрузки. Последние создаются людьми, перемещающимися по верхним этажам, а статические воздействуют на верхнюю и нижнюю плоскости плиты. К ним относятся:

• утепление и шумоизоляция перекрытий;
• стяжка пола и его декоративная отделка;
• конструкция потолка нижележащего этажа;
• перегородки;
• мебель и оборудование;
• подвесные светильники и коммуникации, закрепленные на потолке либо в самой плите;

В свою очередь статическая нагрузка подразделяется на распределенную и сосредоточенную. Мебель, межкомнатные стены, стяжка создают распределенную нагрузку, а тяжелые люстры или подвешенный к потолку гамак – точечную. При выполнении расчетов к точечным нагрузкам применяют повышающие коэффициенты.

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия не должна быть больше её несущей способности. При проектировании зданий подбирают плиты с приличным запасом прочности, чтобы исключить любые риски при повышении нагрузки.

Особенности панелей перекрытия с пустотами

Способность плит противостоять нагрузкам зависит от их конструкции и марки цемента, идущего на изготовление. К примеру, если плита изготовлена из цемента марки М500, то готовое изделие может удерживать точечное приложение веса в 500 кг на квадратный сантиметр. Это предельная кратковременная нагрузка на плиту перекрытия пустотную, тогда как постоянная нагрузка намного меньше этого значения.

Однако эти данные были бы верны только для плит, изготовленных из бетона без армирования. На самом деле их несущая способность гораздо выше за счет усиливающего стального каркаса из качественной арматуры.

Армирование плит производится во всех направлениях с усилением торцов, опирающихся на стены, двойным поясом. Это необходимо для увеличения несущей способности кромок, на которые опираются стены верхних этажей и конструкция кровли.

Это важно! Если железобетонными плитами перекрывается здание, построенное из легких ячеистых бетонов или керамических блоков, по верху несущих стен устраивают армопояс.

Виды плит для устройства перекрытий

Прежде чем пытаться определить, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия пустотные 6 метров или другой длины, стоит разобраться в разновидностях таких плит. Они представляют собой плоские панели с продольными внутренними полостями круглого, овального или восьмиугольного сечения.

Помимо них заводы ЖБИ выпускают и монолитные ребристые и П-образные плиты. Отсутствие в них отверстий повышает несущую способность до 2000-3000 кг/м 2 , но большой вес таких изделий оказывает серьезную нагрузку на фундамент и стены зданий. Поэтому в жилищном, и особенно частном домостроении предпочтение отдают пустотным плитам. Их дополнительными достоинствами являются лучшая шумоизоляция и возможность скрытой прокладки коммуникаций в пустотных каналах.

Между собой они отличаются габаритами, формой и размером пустот. Самыми распространенными являются панели с полостями круглого сечения, они имеют обозначение ПК, а предшествующая этой аббревиатуре цифра указывает на диаметр поперечного сечения каналов.

• 1ПК – диаметр цилиндрических пустот равен 15,9 см.
• 2ПК – 14 см.
• 3ПК – 12,7 см.
• 7ПК – 11,4 см.

В частном и малоэтажном строительстве рекомендуется применять плиты перекрытия 7ПК с уменьшенным сечением пустот.

Аббревиатура ПБ для пустотных плит указывает на метод её формирования безопалубочным способом.

Внешние габаритные размеры плиты регламентируются стандартами. Существует множество типоразмеров, отличающихся:

• толщиной (от 160 до 400 мм);
• длиной (от 2,4 до 15,5 м);
• шириной (от 1,0 до 3,6 м).

Эти данные, как и расчетная нагрузка на плиту перекрытия, записаны в маркировке изделий.

Как расшифровать маркировку

Маркировка железобетонных плит отражает все параметры, необходимые для правильного подбора изделий. Она содержит в себе указание на тип плиты, её округленную длину и ширину в дециметрах, и предельную нагрузку, выраженную в сотнях килограмм на квадратный метр.

Приведем ещё один пример маркировки с разбором каждого обозначения для плиты 1ПК40.12-8.

• 1ПК – пустотная плита перекрытия с круглыми отверстиями сечением 15,9 см;
• 40 – длина 400 см (округленная);
• 12 – ширина 120 см (округленная);
• 8 – предельная нагрузка, выраженная в кг на 1 дм 2 (или 800 кг/м 2 ).

Соответственно, если третье число в маркировке 10, то показатель нагрузки примерно равен 1000 кг/м 2 , если 12 – 1250 кг/м 2 и т.д. Точные значения этих показателей и размеров до миллиметров и граммов указаны в производственной документации и специальных справочниках, но расчет нагрузки на плиту перекрытия можно вести и по округленным цифрам.

Согласно СНиП, стандартная нагрузка для пустотных плит может быть не более 800 кг/м 2 , этого вполне достаточно для жилых зданий. Плиты с более высокими показателями использовать нецелесообразно из-за большого веса и увеличения давления на фундамент.

Видео описание

Дополнительную информацию о плитах ПК и ПБ можно получить из видео:

Как самостоятельно посчитать нагрузку

Чтобы выполнить расчет нагрузки на перекрытие, нужно определить положение плиты в конструкции здания, для чего необходим проект или поэтажный план. Вес, приходящийся на плиту, зависит от отделки пола и потолка, наличия стоящих на ней перегородок, меблировки и оборудования помещения.

Расчет можно вести по площади всего перекрытия, суммируя нагрузки целого этажа и разделив полученное значение на количество панелей, необходимых для устройства межэтажной перегородки. Но более точные данные получают, вычисляя нагрузки покомнатно либо на отдельную плиту, потому что для спальни с легкой отделкой и ванной с теплым полом в бетонной стяжке и тяжелым оборудованием она может очень отличаться.

Для примера возьмем ту же плиту ПК40.12-8. При толщине 220 мм её вес составляет 1420 кг (этот параметр указывается в технической документации). Также потребуется вычислить площадь бетонной панели. В нашем случае она равна 4,8м 2 .

Расчет ведется при условии опирания плиты на две торцевые стороны. Если она дополнительно опирается на внутренние несущие стены или колонны, нагрузка снижается.

Обратите внимание! Перекрытие не должно опираться на межкомнатные перегородки. Между их верхним краем и плитой оставляют зазор, равный 1/150 от длины плиты – это величина допустимого прогиба без нарушения целостности и несущей способности плиты. В нашем примере зазор равен 3,2 см, он заполняется монтажной пеной или утеплителем.

Мы знаем, сколько выдерживает плита перекрытия на 1м2 – 800 кг. Зная её площадь, легко определить, что вся плита рассчитана на нагрузку 800 х 4,8 = 3840 кг.

Вычитаем из полученного значения её вес: 3840 – 1420 = 2420 кг. И получаем общую допустимую нагрузку на плиту в процессе её эксплуатации. Из него необходимо вычесть вес конструкции пола с учетом утепления, выравнивающей стяжки, чернового и чистового покрытия.

Для приблизительного расчета он принимается равным 150 кг/м 2 , но это усредненный показатель. В реальности, при использовании толстой стяжки и тяжелого напольного покрытия, он может быть выше, и в таких случаях потребуется более точный расчет по каждому слою.

Допустим, суммарная нагрузка от пола составила 200 кг/м 2 или 200 х 4,8 = 960 кг на всю площадь плиты. После её вычитания из полученной выше цифры находим разницу:

2420 – 960 = 1460 кг

Это максимальная нагрузка на плиту перекрытия в процессе её эксплуатации. Она состоит из постоянных статических и динамических нагрузок, веса перегородок, напольных декоративных конструкций. По нормам СНиП на динамическую и распределенную статическую нагрузку (люди, оборудование, мебель) отводится 150 кг/м 2 . Для плиты площадью 4,8 м 2 она будет равна 720 кг. Снова производим вычитание:

1460 – 720 = 740 кг

В расчете на квадратный метр получим запас прочности:

740 : 4,8 = 154 кг

Именно этим максимальным весом можно дополнительно нагружать плиту, возводя перегородки и выбирая отделку для них, устанавливая в комнате камин или подвешивая к потолку тяжелую люстру.

Однако люстра создает не распределенную, а сосредоточенную нагрузку, поэтому её вес при расчете умножается на повышающий коэффициент 1,3.

Для расчета нагрузок на перекрытия созданы специальные компьютерные программы, облегчающие и ускоряющие этот процесс, делающие его более точным.

Видео описание

Пример расчета нагрузки от перегородок показан в этом видеоролике:

Это важно! Делая ремонт, старайтесь не нагружать перекрытия сложенными в одном месте строительными материалами, особенно сухими смесями, имеющими большой вес при малом объеме.

Если в результате расчетов общая нагрузка получилась выше допустимой, указанной в маркировке, то для устройства перекрытия выбирают более мощные плиты либо отказываются от тяжелых конструкций пола, перегородок и декоративных элементов, заменяя их более легкими.

Коротко о главном

Чтобы узнать, сколько выдерживает плита перекрытия, заложенная в проект дома, нужно разбираться в маркировке этих железобетонных изделий. Предельная нагрузка указывается в ней третьей по порядку цифрой в килограммах на квадратный дециметр площади. Для определения её несущей способности суммируют все нагрузки, приходящиеся на плиту от её собственного веса, конструкции пола и потолка, перегородок, мебели, людей, и сравнивают полученные данные с параметрами изделия. Суммарная расчетная нагрузка должна быть меньше предельно допустимой.