Сбор нагрузок на плиту перекрытия школы

Обновлено: 05.07.2024

Перегородка — это внутренняя, не несущая нагрузку вертикальная конструкция, которая разделяет помещение (п.5.2.47 ГОСТ Р 58033-2017).

Требования по назначению нагрузок действующих на плиты перекрытия от перегородок приведены в следующих нормативных документах:

СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (обязательный к применению);
Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)

Выделим основные пункты данных нормативных документов, которые касаются непосредственно сбора нагрузок от перегородок на плиту перекрытия.

Согласно СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия

Согласно п 5.4 СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия вес временных перегородок относится к длительным нагрузкам (P_l).

В соответствии с п.8.2.2 СП 20.13330.2016 нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены . Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. Коэффициент надежности (γ_f) , согласно п.8.2.7, для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;
1,2 — при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с 7.2 СП 20.13330.2016.

п.7.2 СП 20.13330.2016. Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 СП 20.13330.2016

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности по нагрузке γ_f

Конструкции

Металлические, за исключением случаев, указанных в 7.3

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м 3 ), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м 3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

Примечание: п.7.3 СП 20.13330.2016 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γ_f =0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

Согласно пособию по проектированию к СНиП 2.03.01-84

Согласно п.1.20 пособия при расчете перекрытая по всем предельным состояниям вес перегородок, расположенных вдоль пролета плит, учитывается следующим образом:

а) нагрузка от веса глухой жесткой перегородки (например, железобетонной сборной, выполняемой из горизонтальных элементов, железобетонной или бетонной монолитной, каменной и т. п.) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/12 длины перегородки от ее краев;

б) при наличии в жесткой перегородке одного проема, целиком расположенного в пределах одной половины перегородки, нагрузка от веса меньшего простенка (включая вес половины надпроемной части перегородки) прикладывается сосредоточенно на расстоянии 1/3 ширины этого простенка от края перегородки, а нагрузка от веса остальной части перегородки — на расстоянии 1/12 длины этой части перегородки от краев проема и перегородки; при ином расположении проема нагрузка прикладывается на расстоянии 1/18 длины соответствующих частей перегородки от их краев;

в) при наличии в жесткой перегородке двух проемов и более нагрузка от веса перегородки прикладывается сосредоточенно по центрам участков, опирающихся на перекрытие;

В соответствии с п.1.21 пособия распределение местной нагрузки между элементами сборных перекрытий, выполняемых из многопустотных или сплошных плит, при условии обеспечения качественной заливки швов между плитами производится с учетом рекомендаций:

а) при расчете по всем предельным состояниям принимается следующее распределение нагрузки от веса перегородок, расположенных вдоль пролета равных по ширине плит:

если перегородка расположена в пределах одной плиты, на эту плиту передается 50% веса перегородки, а по 25% ее веса передается на две смежные плиты;
если перегородка опирается на две соседние плиты, вес перегородки распределяется поровну между ними;

б) при расчете по предельным состояниям второй группы местные сосредоточенные нагрузки, расположенные в пределах средней трети пролета плиты, распределяются на ширину, не превышающую длины пролета; при расчете по прочности такое распределение сосредоточенных нагрузок может быть допущено лишь при условии соединения смежных плит по длине шпонками, проверяемыми расчетом (см. п. 3.115 пособия).

Примечание. Если перекрытие образовано двумя плитами, опертыми по трем сторонам, при расположении перегородки в пределах одной плиты на эту плиту передается 75 % веса перегородки; в этом случае нагрузка от веса перегородки на перекрытие передается, согласно п. 1.20 пособия , при расположении перегородки как вдоль, так и поперек плиты.

Использованные термины в статье:

Нагрузки длительные — это нагрузки, изменения расчетных значений которых в течение расчетного срока службы строительного объекта пренебрежимо мало по сравнению с их средними значениями (п.3.5 СП 20.13330.2016).

Длительные нагрузки входят в состав временных нагрузок (п.5.1 СП 20.13330.2016).

Нормативные (базовое) значение нагрузок — это основная базовая характеристика, устанавливаемая соответствующими нормами проектирования, техническими условиями или заданием на проектирование (п.3.7 СП 20.13330.2016).

Расчетное значение нагрузки — это предельное (максимальное или минимальное) значение нагрузки в течение срока эксплуатации объекта (п.3.9 СП 20.13330.2016).

Согласно п.4.2 СП 20.13330.2016 расчетное значение нагрузки определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γ_f, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию. Минимальные значения коэффициента надежности в основных и особых сочетаниях нагрузок определяются следующим образом:

Требуется собрать нагрузки на монолитную плиту перекрытия жилого дома. Толщина плиты 200 мм. Состав пола представлен на рис. 1.

Решение

Определим нормативные значения действующих нагрузок. Для удобства восприятия материала постоянные нагрузки будем обозначать индексом q, кратковременные — индексом ν, длительные — индексом p.

Жилые здания относятся ко II уровню ответственности, следовательно, коэффициент надежности по ответственности γн = 1,0. На этот коэффициент будем умножать значения всех нагрузок. (Для выбора коэффициента см. статью Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений )

Сначала рассмотрим нагрузки от плиты перекрытия и конструкции пола. Эти нагрузки являются постоянными, т.к. действуют на всем протяжении эксплуатации здания.

1. Объемный вес железобетона равен 2500 кг/м3 (25 кН/м3). Толщина плиты δ1 = 200 мм = 0,2 м, тогда нормативное значение нагрузки от собственного веса плиты перекрытия составляет:

q1 = 25*δ1*γн = 25*0,2*1,0 = 5,0 кН/м2.

2. Нормативная нагрузка от звукоизоляционного слоя из экструдированного пенополистирола плотностью ρ2 = 35 кг/м3 (0,35 кН/м3) и толщиной δ2 = 30 мм = 0,03 м:

q2 = ρ2*δ2*γн = 0,35*0,03*1,0 = 0,01 кН/м2.

3. Нормативная нагрузка от цементно-песчаной стяжки плотностью ρ3 = 1800 кг/м3 (18 кН/м3) и толщиной δ3 = 40 мм = 0,04 м:

q3 = ρ3*δ3*γн = 18*0,04*1,0 = 0,72 кН/м2.

4. Нормативная нагрузка от плиты ДВП плотностью ρ4 = 800 кг/м3 (8 кН/м3) и толщиной δ4 = 5 мм = 0,005 м:

q4 = ρ4*δ4*γн = 8*0,005*1,0 = 0,04 кН/м2.

5. Нормативная нагрузка от паркетной доски плотностью ρ5 = 600 кг/м3 (6 кН/м3) и толщиной δ5 = 20 мм = 0,02 м:

q5 = ρ5*δ5*γн = 6*0,02*1,0 = 0,12 кН/м2.

Суммарная нормативная постоянная нагрузка составляет

q = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 5 + 0,01 + 0,72 + 0,04 + 0,12 +5,89 кН/м2.

Расчетное значение нагрузки получаем путем умножения ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке γt.

Теперь определим временные (кратковременные и длительные) нагрузки. Полное (кратковременное) нормативное значение нагрузки от людей и мебели (так называемая полезная нагрузка) для квартир жилых зданий составляет 1,5 кПа (1,5 кН/м2). Учитывая коэффициент надежности по ответственности здания γн = 1,0, итоговая кратковременная нагрузка от людей составляет:

ν1p = ν1*γt = 1,5*1,3 = 1,95 кН/м2.

Длительную нагрузку от людей и мебели получаем путем умножения ее полного значения на коэффициент 0,35, указанный в табл. 6, т.е:

р1 = 0,35*ν1 = 0,35*1,5 = 0,53 кН/м2;

р1р = р1*γt =0,53*1,3 = 0,69 кН/м2.

Полученные данные запишем в таблицу 1.

Помимо нагрузки от людей необходимо учесть нагрузки от перегородок. Поскольку мы проектируем современное здание со свободной планировкой и заранее не знаем расположение перегородок (нам известно лишь то, что они будут кирпичными толщиной 120 мм при высоте этажа 3,3 м), принимаем эквивалентную равномерно распределенную нагрузку с нормативным значением 0,5 кН/м2. С учетом коэффициента γн = 1,0 окончательное значение составит:

р2 = 0,5*γн = 0,5*1,9 =0,5 кН/м2.

При соответствующем обосновании в случае необходимости нормативная нагрузка от перегородок может приниматься и большего значения.

Коэффициент надежности по нагрузке γt = 1,3, поскольку перегородки выполняются на строительной площадке. Тогда расчетное значение нагрузки от перегородок составит:

р2р = р2*γt = 0,5*1,3 = 0,65 кН/м2.

(Для выбора плотности основных строй материалов см. статьи:

Для удобства все найденные значения запишем в таблицу сбора нагрузок (табл.1).

Постоянная нагрузка на плиты перекрытий состоит из веса пола и веса плиты, на плиту покрытия из веса кровли и веса плиты.

Временную нагрузку на плиту покрытия создает вес снегового покрова, на плиты перекрытий временную нагрузку принимают в соответствии с требованиями [СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия]. Величину снеговой нагрузки определяют в соответствии с требованиями [СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия]. Постоянная нагрузка на 1 м 2 поверхности плиты покрытия приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Сбор нагрузок на плиту перекрытия и покрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка,

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная нагрузка, Н/м 2

Постоянная на плиту покрытия:

δ=6мм, ρ=600кг/м 3

δ=40мм ρ=1800кг/м 3

Керамзит от 20 до 320мм

1 слой рубероида

δ=2мм, ρ=600кг/м 3

δ=200мм, ρ=250кг/м 3

1 слой рубероида

δ=2мм, ρ=600кг/м 3

Монолитная железобетонная плита

δ=160мм, ρ=2500кг/м 3

Постоянная на плиту перекрытия:

δ=4мм, ρ=1800кг/м 3

δ=40мм ρ=1800кг/м 3

Монолитная железобетонная плита

δ=160мм, ρ=2500кг/м 3

Снеговая нагрузка

Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле

где S_g - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с [СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия] для IV снегового района; .

Временные нагрузки

Кратковременная нагрузка на перекрытие 0,2 т/м 2 .

Ветровая нагрузка

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки q_ветр. следует определять по формуле:

, где w₀ – нормативное значение ветрового давления, принимается в соответствии со [СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия], для II ветрового района ;

Н – высота этажа;

– коэффициент надёжности по нагрузке принимаем равным 1,4;

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, условно принимаем равным 1;

с – аэродинамический коэффициент, принимаем по [СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия] равным 1,4.

2.2 Монолитная железобетонная плита перекрытия

Рисунок 1 - Схема монолитного перекрытия

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер м, в другом направлении м. Отношение пролетов – плиту рассчитываем, как работающую по короткому направлению.

Для расчета многопролетной плиты выделяем полосу шириной 1п.м. Изгибающий момент:

2.2.1 Подбор сечения продольной арматуры

Бетон тяжелый класса В25; коэффициент условий работы бетона

= 0,9; призменная прочность . Арматура класса А–III, расчетное сопротивление .

Нагрузки, действующие на перекрытие и покрытие здания разделяют на постоянные и временные. Вид нагрузки зависит от времени, которое действует на конструкцию

К постоянным нагрузкам относятся:

собственный вес плиты, балки, вес элементов пола, перегородки;

К временным нагрузкам относятся:

длительная нагрузка (полезная нагрузка, зависит от назначения здания);
кратковременная нагрузка (снеговая, которая берется по климатическим картам из СНиП "Нагрузки и воздействия");
особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д.);

Нагрузки бывают двух типов: нормативные и расчетные.

Нормативные нагрузки берутся из СНиП "Нагрузки и воздействия" с учетом возможного отклонения в большую сторону от фактического значения.

Расчетные нагрузки получают путем умножения нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузки. Этот коэффициент учитывает неточности монтажа конструкций, погрешности при производстве на стройке, а также человеческий фактор. Своего рода этот коэффициент является по своей сути коэффициентам запаса. Таким образом, для конструкций, произведенных в заводских условиях коэффициент запаса будет равен 1.1, а для конструкции, производимые на строительной площадке, например стяжка для пола, коэффициент запаса будет равен 1,3.

Как правильно собрать нагрузку на балку и плиту для дальнейшего расчета:

Для балки. Чтобы правильно собрать нагрузку на балку - нужно представить, сколько из общей равномерно распределенной нагрузки q(кг/м2) на себя будет брать балка. Логично предположить, что нагрузка с плиты передается на балки, потом с балки нагрузка передается на колонны и дальше, через колонны, нагрузка передаётся на фундамент. Поэтому нагрузка распределяется поровну на соседние балки, таким образом ширина действия нагрузки на балку 'В' равна l2/2 + l2/2 или проще В=l2 - для средних балок и l2/2 для крайних балок перекрытия, где l2 равен шагу балок. Поэтому допускается делать крайние балки меньшего сечения, но для унифицирования делают такого же сечения или бывает, что в крайних балках могут возникнуть дополнительные усилия, например от кручения или продольные усилия от ветра. Таким образом погонная нагрузка (q1), именуемая в литературе "грузовая полоса", действующая на балку равна q1=q*B(кг/м), где q=равномерно распределенная нагрузка.

Для плиты. Чтобы проще было рассчитать плиту перекрытия, опертую на балки - мысленно "вырезают" из распределенной нагрузки q(кг/м2) площадку шириной 1м и умножают на ширину вырезанной площадки, то есть на 1м. Соответственно плиту считают как многопролетную неразрезную балку шириной 1м, на которую действует погонная нагрузка q1(кг/м), а балки, на которую опирается плиты - являются для плиты шарнирными опорами. Например, если получили распределенную нагрузку на плиту q=0,5т/м2. То погонная нагрузка на плиту будет составлять q1=0,5т/м2*1м=0,5т/м.

Калькулятор нагрузок на перекрытие, балку перекрытия

Данный калькулятор позволяет в табличной форме посчитать суммарную равномерно-распределенную нормативную и расчетную нагрузку на перекрытие, покрытие, плиту, балку.

Читайте также: