56132 
Основной причиной, по которой многие застройщики отдают предпочтение монолитным горизонтальным несущим конструкциям при строительстве дома, является возможность перекрытия пролетов любой конфигурации. Однако нужно учитывать, что в этом случае нагрузка на фундамент будет значительно больше по сравнению с применением пустотных ЖБИ и придется выполнять расчет плиты перекрытия. Вычисление параметров – довольно сложная процедура для самостоятельного выполнения, но мы все же объяснить вам основные аспекты.
Для чего нужен расчет монолитного перекрытия?
Надежность и долговечность строения зависит не только от прочности стен. Не менее важным конструктивным элементом зданий является перекрытие, которое воспринимает и передает все нагрузки от вышерасположенных конструкций на «коробку» и фундамент. В связи с этим важно правильно выполнить расчет железобетонной плиты перекрытия.
Рисунок 1. Конструкция монолитной плиты перекрытия с опалубкой и вертикальными опорами
Любая горизонтальная несущая конструкция рассчитана на восприятие определенных нагрузок. При сооружении монолитной плиты без предварительных расчетов высока вероятность превышения максимально допустимого веса, который будет воздействовать на нее. Это может стать причиной образования трещин в структуре бетонного основания, его ослабления и полного разрушения.
Расчет производится с целью обеспечения необходимого запаса прочности. Для этого надо определить габаритные размеры, предполагаемые нагрузки на монолитную конструкцию и правильно подобрать сечение арматуры для армирующего каркаса
На чем основывается расчет железобетонных конструкций?
Для определения материалоемкости и расчета плиты перекрытия на дом можно воспользоваться калькулятором, но лучше поручить эту работу квалифицированным специалистам. Правильно рассчитать все необходимые параметры конструкции и воздействующие на нее нагрузки без наличия профессиональных навыков и знаний очень сложно.
Рисунок 2. Конструктивная схема монолитного перекрытия
При расчетах нужно выполнить следующее:
- определить геометрические параметры монолитной плиты, марку бетона и класс арматуры;
- высчитать нагрузки на конструкцию;
- вычислить предельный изгибающий момент;
- подобрать сечение арматуры.
Расчет пошагово
В автоматическом режиме выполнить расчет плиты перекрытия для жилого здания поможет онлайн-калькулятор – нужно только ввести геометрические размеры конструкции и марку используемого бетона. Вычисление производится на основании нормативных параметров и нагрузок, которые регламентированы СНиП 2.01.07-85.
Методику самостоятельного определения параметров рассмотрим ниже.
Определение расчетной длины плиты
Основными понятиями при проектировании геометрии монолитной плиты являются проектная и физическая длина. Под понятием «расчетная длина» следует понимать минимальное расстояние между наиболее удаленными стенами. Из этого можно сделать вывод, что физическая длина будет всегда больше проектной.
Монолитная плита перекрытия может быть однопролетной (опираться по длине только на 2 несущие стены) и многопролетной (опираться на 3 и более стеновые конструкции). Опирание на стены может быть выполнено жестко (с защемлением) и шарнирно.
Рисунок 3. Схема жесткого опирания
Рисунок 4. Схема шарнирного опирания
Рисунок 5. Схема многопролетного монолитного перекрытия
Толщину плиты можно рассчитать по соотношению 1:30 к расчетной площади перекрытия. Обычно она составляет не менее 200 мм.
Предварительное определение класса арматуры и марки бетона
Расчет междуэтажного (межэтажного) перекрытия начинается с определения класса арматуры. Это можно выполнить вручную или выбрать из таблицы на рис. 6.
Рисунок 6. Формула и таблица для выбора класса арматуры
Класс арматуры без расчетов подбирается по значению aR, обозначающему расстояние от центра поперечного сечения прутка до нижнего уровня плиты. С увеличением данного расстояния (его минимальное значение должно быть не меньше диаметра самой арматуры, но и не менее 10 мм) повышается прочность сцепления прутка с бетоном. Также его можно принять по коэффициенту ξR, который высчитывается по формуле, приведенной на рис. 6.
При выборе марки бетона нужно учитывать, что этот материал является неоднородным, поэтому его физико-механические свойства (даже при условии изготовления образцов из одного замеса) характеризуются значительным разбросом.
Важно знать, что при расчетах нужно учитывать и марку бетона, и класс арматуры. При этом сопротивление бетона на сжатие не допускается принимать большим, чем сопротивление арматуры – т.е. в сущности, на растяжение будет работать именно армирующий каркас.
Как правило, при сооружении перекрытий в жилых зданиях применяются бетонные смеси марок М250-М350 (В20-В25). Для армирующего каркаса обычно применяется арматура А400 или А500.
Определение нагрузки на плиту
Расчет бетонной плиты перекрытия всегда направлен на определение распределенной нагрузки. Для этого нужно просуммировать собственный вес горизонтальной конструкции и вертикальные нагрузки.
Масса будущей плиты толщиной 200 мм определяется с учетом плотности бетона и, как правило, составляет в пределах 500 кг/м2. Согласно строительным нормам нормативные нагрузки от вышерасположенных строительных конструкций на перекрытие в зданиях жилого типа принимаются равными от 200 до 800 кг/м2 – берем среднее значение в 500 кг/м2. В результате получаем общую распределенную нагрузку 1000 кг/м2.
Основные принципы того, как рассчитать плиту перекрытия, рассмотрены в следующем видео:
Определение максимального изгибающего момента, действующего на поперечное нормальное сечение балки
Максимальное изгибающее напряжение всегда приходится на центр монолитного перекрытия, которое опирается на стены по контуру. Для расчета изгибающего момента нужно воспользоваться формулой, приведенной на рис. 7.
Рисунок 7. Воздействие изгибающего момента и формула для его расчета
Пример расчета изгибающего момента, воздействующего на монолитную плиту перекрытия при пролете длиной 6 м:
Ммах=(1000×62)/8=4500 кг/м
Подбор сечения арматуры
Для создания армирующего каркаса применяется рифленая арматура. Согласно строительным нормам диаметр прутков выбирается не менее 10 мм для двухрядной и 12 мм для однорядной вязки в зависимости от длины перекрытия. Размер ячеек сетки подбирается 200х200 мм или меньше, но в этом случае увеличится общий вес монолитной конструкции.
Фото 8. Внешний вид армирующего каркаса
При соединении опалубки с каменной стеной армирующий каркас применяется несколько способов, показанных на рис. 9
Рисунок 9. Способы соединения опалубки с каменной стеной
Вывод
Напоследок хотим отметить – если вы не имеете представления о принципах расчета, лучше откажитесь от идеи самостоятельного определения нагрузок и геометрических параметров перекрытия. От надежности горизонтальной несущей конструкции зависит безопасность ваша и близких вам людей.
Пример расчета плиты перекрытия более детально рассмотрен в следующем видео:
