Допустимые нагрузки на пустотные плиты перекрытия

Перекрытие здания – это несущая конструкция, которая разделяет строение по этажам, принимает на себя нагрузки, распределяя их на стены и фундаменты. Поэтому такой показатель как нагрузка на плиту перекрытия пустотную – характеристика, отвечающая за прочность всего сооружения.

Что собой представляет пустотная плита перекрытия

Это железобетонное изделие пришло на смену монолитным сборным перекрытиям, которые имели большой вес и себестоимость. Снизить оба показателя без снижения прочности – главная задача, стоявшая перед создателями новой детали. Она была решена, что в последствии привело к появлению плит перекрытия ПБ и ПК, которые производятся по безопалубочной технологии согласно ГОСТа под номером 9561-2016.

Главное преимущество пустотных плит – снижение массы до 20%. Это произошло по двум причинам – уменьшился объем используемого бетона и устанавливаемой в изделие арматуры. При этом прочность не изменилась, потому что в конструкции образуются ребра жесткости в виде перегородок, сформированных сквозными отверстиями.

Маркировка плит пустотных

Маркировка строго прописана в государственном стандарте. В ней указываются размеры: ширина и длина, а также максимальная нагрузка на пустотную плиту перекрытия из расчета на 1 м2 площади изделия. Поэтому, когда подбирается плита для объекта, проектировщики и строители обращают внимание именно на маркировку. Например, марка ПК-30-12-8, где:

30 – это длина в дециметрах, то есть 3 м;
12 – ширина в дециметрах, соответственно 1,2 м;
8 – максимальная нагрузка в килограммах на 1 дм2, при переводе в метры получается 800 кг/м2.

В последний показатель включена и масса самой строительной детали, которая составляет 1080 кг. Размерные значения не являются точными, а прописаны с округлением. Например, та же ширина 1,2 м имеет фактическое значение – 1,19 м.

Характеристики плит пустотных

Главная характеристика – допустимая нагрузка на плиту перекрытия пустотную. Потому что железобетонное изделие под нагрузками и собственным весом будет прогибаться, если ее положить по краям на две оборы. И чем больше длина, тем сильнее прогиб.

Вторая характеристика – несущая способность. Это соотношение прочности бетонной пустотелой плиты к нагрузке, действующей на нее с учетом своего веса. При этом изделие должно оставаться целым, а размерные показатели не изменятся.

Уложенная на опоры деталь подвергается двум силам:

в точках опоры происходит сжатие, которое формируют стены верхних этажей;
посередине происходит деформация конструкции за счет растяжения от прогиба.

С первыми нагрузками бетон справляется прекрасно. Со вторыми возникают проблемы, то есть в местах перегруза появляются трещины, сколы и другие дефекты, которые снижают эксплуатационные и технические качества конструкции. Поэтому бетонные изделия, работающие на изгиб, перекручивание или растяжения, армируют. Арматура марки А1-А3 равномерно распределяет усилия по всей пустотелой конструкции, что помогает выдерживать серьезные равнонаправленные нагрузки.

Классификация нагрузок на перекрытия

Нагрузки, действующие на перекрытия, делятся на семь классов.

Сжимающие. Это те, которые возникают под действием веса конструкций, расположенных над плитой.
Изгибающие. Это собственный вес пустотелой плиты и предметов, на ней расположенных: мебель, бытовая техника и прочее.
Перекручивающие. Возникают, если перекрытие было уложено не горизонтально – с наклоном – обычно по ширине. Появляются при ошибках проектирования.
Динамические. Они появляются при перемещении по перекрытиям людей, техники и прочего.
Динамические конструкционные. Это влияние внешних факторов на всю конструкцию здания: ветер, усадка, вибрация, землетрясения и прочее.
Статические постоянные. Например, на перекрытие давит установленная на него перегородка.
Статические временные. Идентичны изгибающим усилиям, кроме веса самой плиты. То есть возникают при установке на поверхность конструкции предметов мебели, оборудования, приспособлений и прочего.

Допустимая нагрузка на плиту перекрытия пустотную 220 мм может меняться в зависимости от конструктивных особенностей здания и его назначения. Поэтому несущую способность пустотелых плит перекрытия рассчитывают с учетом четырех факторов.

На что опирается: стены, балки, колоны или комбинация этих элементов.
Из каких материалов были возведены несущие конструкции, на которые уложено перекрытие: кирпич, блоки, бетонная панель. Каждый вариант по-особому себя ведет в конструкции здания.
Количество этажей и высота, на которой формируется каждое перекрытие.
Расчетные допуски, которые допустимы по подвижки плитных деталей.

Размеры плиты пустотной и ее несущая способность

Размеры пустотелой плиты перекрытия и ее несущая способность между собой связаны соотношением – чем длиннее железобетонное изделие, тем больше оно прогибается под нагрузками. Особенно это касается статических нагрузок, возникающих еще на стадии строительства: установленное на плиту строительное оборудование, складированные стройматериалы.

Поэтому фактическая несущая способность выше паспортной на 30%. То есть создается запас, который не даст перекрытию прогнуться и сломаться под высокими статическими нагрузками. Например, марочное значение ПК-30-12-8 – 800 кг/м2. Фактическое значение:

800х1,3=1040 кг/м2.

Этот показатель также называют точечным или локальным, потому что оборудование или стройматериалы располагают на каком-то определенном участке, а не на всем элементе перекрытия. Для зданий, где нет особых точечных нагрузок, а это многоквартирные дома или частные строения в несколько этажей, это значение можно брать как основное. Для производственных придется проводить дополнительные расчеты с учетом веса технологического оборудования, перемещающегося по цехам транспорта и других факторов.

Инструкция, как рассчитывать плиту пустотную на допустимую нагрузку

Для примера, как рассчитывается нагрузка на плиту перекрытия пустотную 6 метров длиной и 1,5 шириной. Марочное значение ее несущей прочности 800 кг/м2.

Необходимо определить несущую способность всей пустотелой плиты. Для этого нужно рассчитать площадь железобетонного изделия: 6х1,5=9 м2. Полученное число умножается на точечную несущую способность: 9х800=7200 кг.

Из полученного показателя вычитается вес бетонной детали: 7200-2850=4350 кг. Так как поверх будут укладываться и другие строительные материалы: стяжечный раствор, утеплитель, коммуникационные материалы и облицовка, то их вес также надо минусовать. Подсчитывать каждый материал из расчета на 1 м2 площади с учетом укладываемой толщины – дело сложное и неточное. Поэтому в расчетах используют общий показатель: от 150 до 250 кг/м2. Для примера берем 250.

Тогда общая масса уложенных поверх перекрытия материалов будет составлять: 9х250=2250 кг. Минусуем и ее: 4350-2250=2100 кг. Это нагрузку, которую может выдержать плитная конструкция. Можно перевести с учетом на 1 м2: 2100:9=233 кг.

Полученное значение показывает, что, если точечно поставить на плиту перекрытия пустотную нагрузку на м2 весом не более 233 кг, она это выдержит без деформации.

Почему выгодны плиты пустотные железобетонные для сооружения перекрытий

Перекрытия до появления пустотных плит заливались монолитным способом. На это уходило много времени не только на формирование, но и на выдерживание в течение 28 дней, когда бетон набирал свою марочную прочность. Такие перекрытия были тяжелыми и дорогими за счет большего количества бетона.

Пустотные плиты – изделия готовые, которые поставляются на стройплощадку и подъемными механизмами устанавливаются по месту расположения перекрытий. Это ускорило строительство.

И другие преимущества использования пустотных плит перекрытия:

снижение массы конструкции, что дало возможность снизить требования к фундаментам в плане несущей способности и массивности;
повышенные характеристики теплопроводности и шумоизоляции за счет пустот в железобетонном изделии;
повышенная прочность и надежность за счет установленного внутри армирующего каркаса;
использование плит пустотных экономически выгодно как с финансовой позиции, потому что они дешевле монолитно заливаемых конструкций, так и с позиции скорости сооружения;
сквозные каналы могут быть использованы для прокладки электропроводов, нередко их заполняют теплоизоляционными материалами;
широкий ассортимент, позволяющий возводить здания по унифицированным и индивидуальным проектам;
изготовление под заказ дает возможность получить нестандартные изделия, например, срезанные под углом;
в зависимости от марки плиты пустотные можно укладывать на свои две, три или четыре стороны, что позволяет их использовать в строительстве зданий разной архитектурной формы;
цена доступная, если сравнивать с заливаемым монолитом;
высокие противопожарные качества: бетонные изделия не горят и не распространяют огонь.