Несущая способность плит перекрытия

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.

Как определить оптимальное значение толщины стяжки

Оптимальный размер зависит от многих параметров:

• технология формирования – мокрая, сухая, полусухая;
• тип раствора: цементно-песчаная смесь, наливной состав, бетон;
• тип финишного покрытия;
• заливка производится по утеплителю, такая конструкция называется плавающий пол.

Это не все факторы. Каждый отдельный случай надо рассматривать индивидуально.

Минимальная толщина стяжки в зависимости от вида смеси

Наливные полимерные полы заливаются по минимуму – 2 см. Но это лишь при условии, что нагрузка на пол в помещении будет небольшой. К примеру, в спальне или в кабинете.

Те же наливные полы можно заливать и более толстым слоем – до 4 см. Тогда для увеличения прочности и надежности внутрь укладывают полимерную сетку, выполняющую функции армированного каркаса.

Классические цементно-песчаные растворы сегодня применяются редко, потому что в строительных магазинах давно реализуют сухие смеси, где пропорции компонентов строго выдержаны по ГОСТам. Такие материалы более пластичные, с ними проще работать. Но даже здесь есть требования относительно высоты стяжечного слоя. Она не должна быть меньше 4 см.

С бетоном проще, потому что его используют только тогда, когда стоит задача сформировать толстый слой – не менее 10 см. В него можно уложить и армокаркас, и инженерные сети.

Внимание! Минимальный слой стяжки на цементной основе выбирается также с учетом марки цемента, добавленного в смесь. Чем марка выше, тем тоньше слой.

Максимальная

В квартирах вопрос о максимальном значении обычно не стоит. Потолки низкие, поэтому все стараются минимизировать высоту выравнивающего напольного основания.

В домах другое дело. Но и здесь нет смысла делать стяжку толстой. Чем толще, тем затратнее, уходит больше строительного материала. Поэтому максимум – 17 см. И это с учетом, что в выравнивающий слой будет заложена арматура. Именно такие конструкции заливают в гаражах, где нагрузки на напольное основание большие.

Такого же размера формируется стяжка по грунтам, если последние относятся к категории «проблемных».

Плотность стяжки и удельный вес из цемента и песка

Для устройства цементно-песчаной стяжки (ЦПС) в зависимости от заданных условиями эксплуатации критериев могут использоваться различные виды материала, различающиеся по составу, показателям плотности и прочности:

• бетон с тяжелым наполнителем;
• бетон с легким наполнителем;
• цементно-песчаный раствор;
• сухие строительные смеси.

С тяжелым наполнителем — гранитный отсев

Наполнитель на основе отсева гранитного щебня является конечным продуктом производства товарного щебня с фракцией до 10 мм. Бетонная стяжка с гранитным наполнителем отличается высокой прочностью, морозостойкостью и применяется в промышленном строительстве. В гражданском и жилищном строительстве ее используют для помещений с высокими эксплуатационными нагрузками — для подвальных и цокольных этажей, гаражей, хозяйственных и складских пространств.

Плотность приготовленного с использованием гранитного отсева бетона составляет 1400-2200 кг/м³, что относит его к серии тяжелых. Объемный вес стяжки толщиной 5 см для указанного диапазона плотности составляет от 70 до 110 килограммов на на 1м2, что является весомой дополнительной нагрузкой на межэтажные перекрытия, полы с грунтовым или деревянным основанием.

Легкие типы растворов — перлит, полистирол, гранулы

Во многих случаях более эффективным будет использование легкой стяжки. Ее применяют в случаях, когда выравниванием устраняется большой перепад высот, при прокладке в полу трубопроводов и коммуникаций, а также когда стяжкой необходимо получить дополнительные тепло-, звукоизолирующие свойства пола.

Плотность легких растворов для стяжки составляет от 500 до 1800 кг/м³ в зависимости от типа заполнителя и наполнителя, их пропорции в составе смеси. По прочности легкая стяжка уступает смесям с тяжелым наполнителем, поэтому иногда ее используют в качестве промежуточного слоя с окончательным выравниванием более прочными растворами.

В качестве наполнителя для легкой стяжки применяется несколько материалов, добавление которых в массу смеси позволяет получить различные технические характеристики:

1. Перлит — пористая горная порода, обладает хорошей тепло- и звукоизоляцией, высокой впитывающей способностью, огнестойкостью, химической инертностью. Для приготовления строительных бетонов и растворов используют полученный при термической обработке исходного сырья вспученный перлит с плотностью около 100 кг/м³, плотность смеси в зависимости от состава других компонентов составляет от 400 до 1000 кг/м³.
2. Вермикулит — природный минерал со слоистой структурой, в строительстве применяют вспученную породу. В качестве наполнителя для растворов и бетонов обладает аналогичными перлиту свойствами и характеристиками.
3. Керамзит с объемным весом от 150 до 800 кг/м³, получаемый обжигом глины или глинистого сланца. Его характеристиками являются высокая прочность, морозоустойчивость, химическая стойкость, негорючесть, экологичность. Керамзитовый щебень с фракцией до 10 мм применяется в качестве наполнителя или служит сырьем для приготовления керамзитового песка.
4. Гранулированный пенополистирол (из полимерного сырья). Плотность ЦПС на его основе составляет от 150 до 600 кг/м³, они обладают высокой степенью звуко- и теплопоглощения, морозостойкости, но малой по сравнению с другими легкими растворами прочностью.

Расшифровка маркировок

Маркировка ЖБИ включает в себя обозначение из букв и цифр, позволяющее определить разновидность плиты, ее габариты, а также несущую способность. В некоторых случаях марка включает в себя информацию о применяемом для изготовления бетоне, наличии монтажных петель, особенностях армирующего каркаса. Требования к маркировке регламентируются государственным стандартом.

В качестве примера рассмотрим расшифровку плит марки ПК 63-12-8:

• ПК – круглопустотная плита с толщиной 220 мм, произведенная по технологии опалубочного формования.
• 63 – длина в дециметрах (6300 мм).
• 12 – ширина в дециметрах (1200 мм).
• 8 – предельно возможная нагрузка в кПа (800 кг/м 2 ).

Что учитывать и от чего зависит?

Физико-механические свойства находятся под тесным воздействием бетонной структуры, зависящие от смешанности раствора и разнящиеся способами изготовления. А также крепость обусловливается следующими факторами:

• интенсивность бетонно-цементного раствора;
• содержимое компонентов в процентном количестве;
• водоцементные пропорции в составе смеси;
• промышленные характеристики;
• свойства наполнителей;
• уровень перемешивания ингредиентов состава;
• часы, потраченные на приобретение раствором твердости;
• температурные показатели в атмосфере;
• сырость в окружающей среде.

Распределение по маркам и классам

Марка обозначается буквой М, а сопутствующая цифра возле нее определяет среднее примерное значение прочности при сжатии, выражается в кгс/см2. Таблица по показателям прочности:

Марка бетона полностью зависит от количественного соотношения цемента в составе раствора. При этом принято считать, что чем больше количество, тем выше марка и, в обратном порядке.

Грамотно вычислить количество ингредиентов материала можно с помощью специального калькулятора.

Определяют крепость еще и по цементным классам. Их разделяют для легких и тяжелых составов, а также по уровням крупности. Для расчета составов и пропорций применяют формулы, а для быстроты подсчета есть автоматические калькуляторы. Средняя прочность с коэффициентом крепости n = 0,136 и обеспеченностью t = 0,96 зависит от класса и формула для вычисления: Вb = Rb х0,778 или Rb = Вb / 0,778.

Нормативные данные

Прочность бетона на растяжение при изгибе, на сжатие и др. определяется ГОСТом 10180—90. К основным контрольным характеристикам состава относят:

• Нормативные данные сопротивления (Rbn) с вероятностью 95% и обеспеченностью 0,95 или растяжению (Rbtn).
• Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (смятию). Имеет следующее соотношение, что для первой конечной характеристики обеспеченности Rb составляет — 0,997, а для второй граничное значение Rbser — 0,96.

Как рассчитывается расход арматуры на куб бетона

Согласно СП 52-101-2003 конструкцию можно назвать железобетонной, если площадь сечения продольных стальных стержней равна минимум 0,1 %, от площади сечения бетона. Максимальный процент содержания стальных стержней в бетоне равен 5, в местах стыковки, например колонн, этот показатель может доходить до 10. Рекомендуемый диапазон, это 0,5-3 % арматуры, от площади сечения бетона.

Исходя из конструктивных требований СП 52-101-2003, норма расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций, находится в пределах от 20 до 430 кг на 1 м 3 бетона.

Таблица расхода арматуры

В данной таблице, рассчитан вес арматуры, необходимый для армирования железобетонных конструкций, в зависимости её количества в процентах от площади сечения бетона.

Технологии заливки стяжки

Базовое основание обрабатывается по всем описанным ранее рекомендациям. Затем необходимо обработать поверхность грунтовками. После того, как грунтующий состав достаточно полимеризировался, приготавливается цементный раствор в соотношении 1:3, где 1 часть- это цемент, и 3 части песка.

Если используются звуко- или теплоизолирующие материалы, то по периметру помещения устанавливают демпферную ленту толщиной от 10 до 25 мм. Также на полу устанавливают маяковые рейки, а затем заливают стяжку.

Пол будет готов не раньше, чем через 24 часа. Не стоит ходить по основанию ногами. При большом количестве времени лучше дать стяжке 30 дней. Затем можно приступить к шлифовке и укладке финишного покрытия.