Рассчитать плиту перекрытия

При строительстве любого здания в обязательном порядке рассчитываются все его конструктивные элементы. Это позволит избежать ситуации, когда под воздействием неблагоприятных погодных условий строение разрушалось или становилось непригодным для последующей эксплуатации. Чтобы избежать подобной ситуации, надо рассчитать плиту перекрытия, соблюдая ряд правил и учитывая нагрузку, которой она будет подвергаться. В этом случае здание прослужит достаточно долго, сохраняя свои первоначальные характеристики.

Для чего нужно проводить расчет монолитного перекрытия?

При возведении здания используются вертикальные и горизонтальные элементы. Срок службы и надежность строения зависит не только от прочности стен. Горизонтальные элементы также воспринимают нагрузку, создаваемую конструкциями, располагающимися выше, и перенаправляют ее на фундамент дома.

Чтобы они смогли справиться с возлагаемой на них задачей, надо рассчитать плиту перекрытия, определив, на какое максимальное усилие может быть рассчитан данный элемент. Если этого не сделать, в процессе эксплуатации могут возникнуть серьезные трудности из-за того, что горизонтальный несущая площадка будет систематические подвергаться нагрузке, превышающей допустимую. Со временем в структуре начнут появляться трещины, которые неизбежно приведут к постепенному ослаблению бетонного основания и его последующему полному разрушению.

Если изначально правильно рассчитать плиту перекрытия, то получится предусмотреть некоторый запас прочности, который позволит предотвратить ее преждевременное ослабление и разрушение. В процессе расчета определяются габариты ЖБИ, сечение армирующих элементов в зависимости от усилия, которое будет восприниматься смонтированной бетонной конструкцией.

На чем основывается расчет ЖБИ конструкций?

Если надо рассчитать плиту перекрытия, можно воспользоваться калькулятором. Это позволит получить ориентировочные значения, которые могут несколько отличаться от реальных. Чтобы конструкция была рассчитана по всем правилам, проектные работы должны выполняться специалистами, имеющими подходящую квалификацию. В противном случае при определении искомых параметров могут возникнуть некоторые сложности.

При проведении расчетов:

• Определяются геометрические параметры формируемой горизонтальной поверхности. Зависят напрямую от конструктивных особенностей и дизайна возводимого строения.
• Выбирается марка бетона, который будет использоваться при заливке, и класс арматуры для армирования.
• Вычисляется сила, которой будет подвергаться горизонтальное основание в процессе эксплуатации. От этого напрямую зависит, удастся или нет рассчитать плиту перекрытия.
• Рассчитывается изгибающий момент, действующий в поперечном сечении.
• Подбирается арматура. Поперечные размеры должны быть подходящими, чтобы выдержать прикладываемую силу. В некоторых случаях предусматривается дополнительный запас для достижения желаемого результата.

Пошаговая инструкция расчета

Для тех, кто занимается строительством своими силами, надо узнать, как рассчитать толщину плиты перекрытия для дома. Для этого составляется схема будущего перекрытия. Оно представляет из себя монолитное ЖБИ, опирающееся на четыре несущие стены. Другими словами, опорные элементы располагаются по всему периметру.

Сам элемент достаточно редко имеет правильную форму. Многие строения отличаются вычурной конфигурацией, что создает трудности при составлении схемы. Многие не знают, как рассчитать плиту перекрытия, из-за сложностей при определении площади.

Для удобства расчета определяется нагрузка на метр плиты, а затем с использованием математических формул площадей высчитывается общая. Чтобы рассчитать монолитную плиту перекрытия, можно:

• Разделить цельную фигуру на простые.
• Рассчитать нагрузку для каждого полученного фрагмента.
• Сложить полученные значения для нахождения общего значения.

На втором этапе определяются геометрические параметры рассчитываемой конструкции. При этом оперируют двумя понятиями: физическая и проектная длина. Первая может иметь различное значение. Проектная соответствует расчетной длине балки. Она численно соответствует максимальному расстоянию между противоположными стенами. Фактически проектная длина меньше физической.

Чтобы рассчитать плиту перекрытия, в качестве несущего элемента при расчетах используют шарнирную безконсольную балку либо имеющую жесткую фиксацию на порах. Выбор схемы зависит от конструктивных особенностей возводимого строения. При этом безконсольный вариант встречается намного чаще, и, как правило, при выполнении расчетов предпочтение отдается именно ему.

Сначала рассчитывается один метр конструкции. Для этой цели используется специальная формула, в которой ширину обозначаются символом b, а толщину – h. В качестве примера можно взять фрагмент, у которого b=100 см, h=10 см.

На третьем этапе, чтобы рассчитать плиту перекрытия, надо определить нагрузку. Процедура существенно упрощается, если плита имеет квадратную форму либо известна нагрузка, которая будет действовать на конструкцию. Последняя делится на:

• Длительную. Она воздействует длительное время. Зависит от количества этажей в доме, установленной бытовой техники и мебели.
• Кратковременную. Носит периодический характер. Сюда относится строительной оборудование, которым пользуются в период возведения строения, временные предметы, устанавливаемые в комнатах.

Кроме периодичности действия нагрузка делится по характеру воздействия. Она может быть статической и динамической. Значение первой остается неизменной на протяжении длительного периода времени. Вторая меняет свое значение в большом диапазоне.

Чтобы рассчитать плиту перекрытия, надо знать характер прикладываемой нагрузки. Сосредоточенная в одном месте сила выражается в ньютонах или килограммах. Примером такого нагружения является тяжелый предмет, устанавливаемый на пол в помещении. Это может быть отопительный котел или холодильник. Распределенная сила измеряется в кг/м2. Но она концентрируется не в одной точке, а считается равномерно распределенной по поверхности. Для получения точно результата во внимание берется второй вариант с равномерным распределением приложенной силы.

При проведении расчетов учитывается, на какую стену опирается элемент. Опора может быть из кирпича, камня, бетона, пено-, газобетона либо шлакоблоков. Каждый вариант предполагает индивидуальный подход. Необходимо рассчитать плиту перекрытия не только с точки зрения ее нагружения, но и ее собственного веса. Особенно, если опорная система не имеет достаточную прочность. В таком случае само ЖБИ может выдержать прикладываемую нагрузку, но под ее весом разрушится опорная конструкция. Пристальное внимание должно уделяться стенам из пенобетона, газобетона, шлакоблоков, керамзитобетона. В таком случае надо убедиться, что не только горизонтальная опора сможет сохранить целостность под воздействием прикладываемой нагрузки, а вертикальные опоры останутся неизменным под весом ЖБИ и того, что на нем находится. Для жилого дома распределительная нагрузка равна q1=400 кг/м². Дополнительно прибавляется вес самой плиты и заливаемой стяжки. В сумме этого около 350 кг/м². Итоговое значение составляет 750 кг/м².

Обязательно находится изгибающее напряжение, зависящее от длины пролета и сконцентрированное в центре ЖБИ. Так, если длина пролета составляет 4 метра, изгибающая нагрузка достигнет 750 * (4)2 / 8 = 1500 кг/м. Данное значение свидетельствует о том, что на один метр приходится нагрузка около 1500 кг.

Далее, чтобы рассчитать плиту перекрытия, подбирают класс бетона, который будет использоваться при ее формовании. Отличительной особенностью монолитных конструкций из бетона по сравнению с изделиями из металла и дерева является порядок расчета. Он производится по поперечному сечению.

При этом следует учитывать, что бетон является неоднородным материалом. Его физико-механические свойства могут существенно отличаться. При одинаковых условиях изготовления образцов из одной и той же смеси предел текучести, прочности и ряд других характеристик могут существенно отличаться. Определенное влияние оказывает плотность конкретного замеса, количество добавленных компонентов, загрязненность, используемый способ уплотнения и ряд дополнительных технологических факторов. Это оказывает влияние на конечный результат, на активность получаемого цемента.

Чтобы рассчитать плиту перекрытия, учитывают класс бетона и арматуры. Сопротивление бетона на сжатие может выбираться больше сопротивления арматуры. При таком подходе на растяжение работает именно армирующий пояс. Наибольшее распространение при заливки горизонтальных поверхностей в частных домах получили бетонные смеси М250-М350 (В20-В25). Для изготовления усиливающего каркаса используется арматура А400 или А500, имеющая оптимальный уровень технических характеристик.

На следующем шаге подбирается арматура. Этап заслуживает особо пристального внимания, так как разрушение горизонтального элемента начинается в тот момент, когда прикладываемая нагрузка достигнет предела текучести материала, из которого изготовлена арматура, либо прочности на растяжение. Решив рассчитать плиту перекрытия, следует учесть, что в большинстве случаев долговечность горизонтальной площадки зависит именно от нее. Если вдвое уменьшить прочность используемой в процессе формования смеси, несущая способность снизится до 82%. Подобное соотношение несложно найти, подставив значение в соответствующие формулы. Для обеспечения достаточной степени упрочнения ЖБИ в процессе формования армируются путем обвязки арматуры.

Чтобы рассчитать плиту перекрытия, надо определить, какой процент должен приходиться на продольные стержни, используемые для армирования поперечного профиля. При этом надо знать, какова площадь поперечного сечения каждого усиливающего элемента.

Для достижения желаемого результата используется преимущественно ребристая арматура. У нее поперечное сечение имеет форму какой-то геометрической фигуры: трапеции, прямоугольника, круга. В процессе расчета учитывается длина диагонали, а также возможность дополнительного армирования.

Возможно выполнения вычисления по контуру. В этом случае выбирается локальная область и производится ее последовательный расчет. На самом объекте рассчитать плиту перекрытия намного проще. Для этого берется замкнутый объект в форме круга, эллипса или прямоугольника. Расчет производят, с формированием двух контуров: внешнего и внутреннего.

Так, если выбранная область прямоугольной формы, отмечается первая точка в вершине угла, затем отмечается вторая и определяется вся площадь. В нормативных документах представлена информация о сопротивлении растяжению различной арматуры. Так, для А400 Rs=3600 кгс/см², что в переводе означает 355 МПа. Для бетона класса B20 оно составляет Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа. После подстановки соответствующих значений в формулы можно получить, что для усиления погонного метра надо подготовить пять стержней, у которых поперечное сечение равно 14 мм, а ячейка 200 мм. У такого сечения площадь составляет 7,69 см².

Для обеспечения надежности горизонтальной площадки и повышения ее сопротивляемости прогибу высоту элемента увеличивают до 130 – 140 мм. В таком случае поперечные размеры стержней будут составлять 16 мм, а количество останется неизменным.

Сумев рассчитать плиту перекрытия по выше представленному алгоритму, можно получить все сведения, необходимые для создания строительной конструкции. последняя будет не только отвечать все требованиям по геометрическим параметрам, но и сможет выдержать значительную эксплуатационную нагрузку. Возведенный с ее помощью дом сможет прослужить достаточно долго, сохраняя целостность под воздействием самых неблагоприятных антропогенных и природных факторов.