Расчет нагрузок на перекрытие: Сбор нагрузок на перекрытие и балки онлайн

Содержание

Расчет нагрузки плит перекрытий

Железобетонные монолитные плиты перекрытия являются популярными и по сей день. И определенную сложность для тех, кто затеял бетонирование перекрытия, представляет проведение расчетов, определяющих, какой заказать бетон и какую арматуру. Такие расчеты состоят из нескольких этапов. Их суть – подобрать класс арматуры, класс бетона и такие геометрические параметры, которые бы исключили разрушение плиты при воздействии на неё максимально допустимых нагрузок.

Рассмотрим основные этапы расчетов:

  1. Определяем расчетную длину плиты. Расчетная длина – это расстояние между несущими стенами. Таким образом, для определения необходимых параметров, вам необходимо измерить расстояние от стены до стены, что несложно сделать при помощи рулетки. Проще всего рассчитать однопролетную плиту перекрытия, опирающуюся на две несущих стены. 
  2. Определение класса бетона, арматуры и геометрических параметров плиты. Здесь нужно произвести расчет, учитывая размеры здания и допустимую нагрузку, оказываемую на плиту. Например, для жилых зданий средних размеров принимаются такие значения: высота – 10 см ширина – 100 см, класс арматуры – А400, а бетона – В20.
  3. Определяем нагрузку на плиту. Нагрузки на плиту могут иметь самый разнообразный характер. Если говорить о строительной механике, то все, что установлено на балке неподвижно, подвешено или приклеено на ней, относится к постоянным нагрузкам. А все, что ходит, ездит или как-то двигается создает нагрузку динамическую. И динамические нагрузки, как правило – явление временное, но его также следует учитывать при проектировании.

Чаще всего, перекрытия, установленные в жилых домах, рассчитываются на нагрузку, равную 400 кг/м2. Если плита имеет высоту в 10 см, то её собственный вес добавит к данной нагрузке ещё 250 кг/м2, а стяжка с уложенной на неё керамической плиткой могут добавить ещё порядка 100 кг/м2.

Таким образом, чтобы рассчитать максимально допустимую нагрузку на перекрытие, необходимо умножить полученные значения на коэффициент надежности, равный 1.2. Таким образом, допустимая нагрузка на плиту составляет: q = 1.2 (400 + 100 + 250) = 900 кг/м2.

Это лишь основные расчеты, проводимые профессиональными проектировщиками. Но они дают возможность понять саму суть процесса проектирования перекрытий.

Расчет нагрузки на перекрытие калькулятор. Расчет плиты перекрытия по формулам

Комментариев:

  • Основные характеризующие моменты
  • Как рассчитать нагрузку правильно
  • Расчет точечной нагрузки
  • Несколько дополнительных сведений
  • Несколько полезных рекомендаций

Отделочный материал выбирается по принципу, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия. Этот показатель будет влиять на обустройство крыши здания. В основном, когда строится любое здание или объект, в первую очередь соблюдается жесткость каркаса, его устойчивость. Все эти характеристики напрямую зависят от прочности создаваемого перекрытия.

Основные характеризующие моменты

Установка плиты перекрытия на несущую конструкцию кровли позволяет заниматься возведением многоэтажных домов. Чтобы правильно выполнить проект здания, необходимо точно знать, какое давление выдержит выбранная плита перекрытия. Необходимо хорошо разбираться в разнообразии плит.

Прежде чем приступать к возведению многоэтажного здания, необходимо провести расчет нагрузки. От будущего веса будет зависеть подбор конструкции здания, от нагрузки зависит, какую нужно устанавливать плиту.

На производстве выпускается два вида плит:

  • полнотелые;
  • пустотные.

Полнотелые системы отличаются большой массой, они стоят очень дорого. Такая конструкция применяется в строительстве серьезных объектов, которые относятся к социально значимым.

При строительстве жилых домов в основном используется пустотная плита.

Надо сказать, что основные технические параметры такой плиты соответствуют всем стандартам строительства жилого помещения:

Плиту отличает:

  • высокая надежность;
  • малый вес.

Важнейшим преимуществом этих изделий можно назвать низкую стоимость. Это дало возможность применять такую систему намного чаще, если сравнивать ее с другими.

Для расчета перекрытия учитывается местонахождение пустот. Они располагаются таким образом, чтобы несущие характеристики изделия не были нарушены. Пустоты влияют также на звукоизоляцию помещения, его теплоизоляционные свойства.

Плита изготавливается самых разных размеров. Ее длина может достигать максимально 9,7 м при максимальной ширине – 3,5 м.

При строительстве зданий чаще всего применяются конструкции с габаритами 6 х1,5 м. Этот размер считается стандартным и наиболее востребованным. Данную систему применяют для возведения:

  • высотных зданий;
  • многоэтажек;
  • коттеджей.

Так как вес данных плит не очень высок, их легко монтировать, для чего применяется пятитонный кран.

Вернуться к оглавлению

Как рассчитать нагрузку правильно

Строительство любого дома не может обойтись без правильного расчета нагрузки, которую способна удержать плита перекрытия. От нее зависит жесткость всего здания. Поэтому данные расчеты – это залог безопасного строительства, это гарантия безопасности жизни людей.

В каждом доме перекрытия имеют две конструктивные части:

  • верхняя;
  • нижняя.

Верхняя часть передает нагрузку нижней конструкции. Поэтому очень важно точно рассчитать допустимую величину.

В основном расчет любой строительной конструкции просто необходим, чтобы впоследствии не произошло разрушение здания. В случае ошибочного расчета стены очень быстро начнут трескаться. Здание быстро развалится.

  • динамический;
  • статический.

Статический расчет учитывает все предметы, которые осуществляют нагрузку на плиту. Все движущиеся объекты несут динамическую величину.

Чтобы выполнить расчет, необходимо иметь:

  • калькулятор;
  • рулетку;
  • уровень.

От размера плиты зависит ее устойчивость к различным нагрузкам.

Для определения нагрузки, которую способна выдержать будущая плита перекрытия, предварительно делается подробный чертеж. Учитывается площадь дома и все, что может создавать нагрузку. К данным элементам относятся:

  • перегородки;
  • утепления;
  • цементные стяжки;
  • напольное покрытие.

Основная опорная система кровли находится в торцах плиты. Когда изготавливаются плиты, армирование располагается так, чтобы максимальная нагрузка приходилась именно на торцы.

Центр плиты не должен воспринимать нагрузку, она не закладывается при расчете конструкции.

Поэтому середина конструкции не выдержит, даже если она будет усилена капитальными стенами.

Чтобы понять, как делается расчет, возьмем для примера конструкцию типа «ПК-50-15-8». Согласно ГОСТу 9561-91, масса данной системы равна 2850 кг.

  1. Сначала рассчитывается площадь всей несущей поверхности: 5 м × 1,5 м = 7,5 кв.м.
  2. Затем рассчитывается вес, который может удержать плита: 7,5 кв. м × 800 кг/кв.см= 6000 кг.
  3. После этого определяется масса: 6000 кг – 2850 кг = 3150 кг.

На последнем шаге подсчитывается, сколько останется от нагрузки после проведения утепления, укладки стяжки и обшивки полов. Профессионалы стараются брать напольное покрытие, чтобы оно и стяжка не превышали 150 кг/кв.см.

Затем 7,5 кв. м умножается на значение 150 кг/кв.см, в результате получается 1125 кг. От массы плиты, равной 3150 кг, отнимается 1125 кг, получается 3000 кг. Таким образом, 1 кв. м может выдержать 300 кг/кв. см.

Вернуться к оглавлению

Расчет точечной нагрузки

Данный параметр должен выполняться очень грамотно и расчетливо. Если нагрузка будет приходиться в одну точку, то это будет сильно влиять на срок службы перекрытия.

Справочники по строительству приводят формулу:

800 кг/кв.см × 2 = 1600 кг.

Следовательно, одна индивидуальная точка способна выдержать 1600 кг.

Однако при более точном расчете необходимо учесть коэффициент надежности. Его значение для жилого здания берется 1,3. В результате:

800 кг/кв.см × 1,3 = 1040 кг.

Но, даже имея данный безопасный размер, желательно точечную нагрузку располагать рядом с несущей конструкцией.

Вернуться к оглавлению

Несколько дополнительных сведений

Конечно, если известны все технические параметры перекрытия, ориентировочная масса, которая будет основной нагрузкой, выполнить нужные расчеты достаточно легко. При этом необходимо учесть существование нескольких разновидностей нагрузок.

В первую очередь, это продолжительность нагрузки. Она может существовать в виде:

  • постоянной;
  • временной.

Постоянную нагрузку создают:

  • мебель;
  • люди;
  • бытовая техника;
  • вещи, постоянно расположенные в помещении.

Кроме того, постоянно давит масса несущей конструкции, оказывает влияние горное давление.

Под временными нагрузками понимаются те, которые появляются при строительстве самых разных конструкций.

К особым нагрузкам относится сейсмическое воздействие, возможное изменение свойств грунта.

Кратковременные нагрузки возникают от оборудования, применяемого при строительстве здания, при атмосферном воздействии. Когда делается расчет самой большой нагрузки, необходимо учесть и длительные нагрузки. Они составляют большую группу, к ним можно отнести:

  • замерзание воды;
  • появление льда;
  • возникновение трещин;
  • линию жесткости;
  • кирпичную стенку:
  • цементную стяжку;
  • покрытие напольной поверхности;
  • массу перегородок;
  • массу оборудования для выполнения стационарной работы, это могут быть конвейерные установки, различные аппараты, твердые или жидкообразные тела;
  • вес стеллажей, находящихся на складе или в другом помещении;
  • массу скопившейся пыли, этот фактор часто игнорируют, однако его необходимо обязательно принимать к сведению, это также лишний вес;
  • атмосферные осадки.
  • Виды и достоинства данного изделия
  • Материалы и конструкционные находки
  • Различные виды нагрузок
  • Маркировка железобетонных изделий
  • Расчет предельно допустимых нагрузок
  • Способ пересчета нагрузок на квадратный м
  • Нагрузки при ремонтах старых квартир

Кто не мечтает завести домик в деревне или отремонтировать с размахом квартиру в городе? Всякий, кто занимается частным строительством или ремонтом, должен задуматься о том, сколько выдерживает плита перекрытия. Сколько нагрузки, полезной или декоративной, она вынесет и не прогнется? Чтобы ответить на все эти вопросы, нужно сначала разобраться в конструкции плит и их маркировке.

Перед постройкой многоэтажного здания, нужно обязательно рассчитать, сколько может выдержать плита перекрытия.

Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

Чтобы правильно произвести расчеты по уточнению толщины плиты фундамента, следует знать, из каких основных элементов состоит такая монолитная конструкция. К ним относятся:

  • подушка, размеры которой уточняются с учетом данных глубины промерзания почвы в зимний сезон, уровня нахождения грунтовой влаги. Если последняя находится ниже уровня двух метров, то сначала насыпается слой песка (около сорока сантиметров), затем – щебень либо гравий. В противном случае засыпают щебенку (гравий), чтобы минимизировать впитывание влаги, после этого подушку выравнивают речным песком. Каждый очередной слой тщательно утрамбовывается, между ними закладывается геотекстиль, исключающий взаимопроникновение насыпных материалов;

  • укладывается гидроизоляционный материал, для которого вполне подходит полиэтиленовая пленка;
  • подбетонка – слой выравнивающего тощего бетона от пяти до десяти сантиметров, без армирования;
  • основная гидроизоляционная прослойка – рулонные материалы, уложенные в два слоя с нахлестом и обработкой стыковочных участков газовой горелкой;
  • утеплитель – часто используют экструдированный пенополистирол;
  • фундаментная плита, минимальная толщина которой составляет десять сантиметров, а максимальная – тридцать – тридцать пять;
  • армирующий каркас в один или в два яруса (зависит от толщины плитного фундамента).

Виды и достоинства данного изделия

Плиты перекрытия, изготовленные в заводских условиях с соблюдением температурного режима и времени затвердения, отличаются высоким качеством. Сегодня они выпускаются в двух модификациях: полнотелые и пустотные.

Полнотелые плиты, имеющие не только большой вес, но и большую стоимость, используют лишь при строительстве особо важных объектов. Для жилых домов традиционно берут пустотные плиты. В числе их достоинств – более легкий вес и меньшая цена, совмещенные с высоким уровнем надежности.

Надо отметить, что количество пустот рассчитано так, чтобы не нарушить несущие свойства. Пустоты также играют важную роль в обеспечении звуко- и теплоизоляции строения.

Размеры плит колеблются по длине от 1,18 до 9,7 м, по ширине – от 0,99 до 3,5 м. Но чаще всего при строительстве используются изделия длиной 6 м и шириной 1,2-1,5 м. Это излюбленный формат для строительства не только высотных домов, но и частных коттеджей. Для их установки требуется монтажный кран мощностью не более 3-5 тонн.

Вернуться к оглавлению

Материалы и конструкционные находки

Вес, который может выдержать плита перекрытия напрямую зависит от марки цемента, из которого она сделана.

Изготавливаются плиты перекрытия из бетона на основе цемента марки М300 или М400. Маркировка в строительстве – это не просто буквы и цифры. Это закодированная информация. К примеру, цемент марки М400 способен выдержать нагрузку до 400 кг на 1 куб.см в секунду.

Но не следует путать понятия «способен выдержать» и «будет выдерживать всегда». Эти самые 400 кг/куб.см/сек – нагрузка, которую изделие из цемента М400 выдержит какое-то время, а не постоянно.

Цемент М300 представляет из себя смесь на основе М400. Изделия из него выносят меньшие одномоментные нагрузки, зато они более пластичны и выдерживают прогибы, не проламываясь.

Армирование придает бетону высокую несущую способность. Пустотная плита армируется нержавеющей сталью класса АIII или АIV. У этой стали высокие антикоррозийные свойства и устойчивость к температурным перепадам от – 40˚ до + 50˚, что очень важно для нашей страны.

При производстве современных железобетонных изделий применяется натяжное армирование. Часть арматуры предварительно натягивают в форме, затем устанавливают арматурную сетку, которая передает напряжение от натянутых элементов на все тело пустотной плиты. После этого в форму заливают бетон. Как только он затвердеет и обретет нужную прочность, натяжные элементы обрезают.

Такое армирование позволяет железобетонным плитам выдержать большие нагрузки, не провисая и не прогибаясь. На торцах, которые опираются на несущие стены, используется двойное армирование. Благодаря этому торцы не «проминаются» под собственным весом и легко выдерживают нагрузку от верхних несущих стен.

Вернуться к оглавлению

Схема конструкции плитного фундамента

Представляется собой «слоистый пирог». Первый слой – это песчано-гравийная подушка, которая будет защищать будущий фундамент от проседаний и морозного пучения. Следующим слоем является геотекстиль. Он, в свою очередь защищает песчано-гравийную подушку от размывания грунтовыми водами. Часто им пренебрегают, в целях экономии, но также часто именно от него зависит прочность всей конструкции. Далее, укладывается бетонная подготовка, которая исполняет роль выравнивания геометрии плиты. Следующий слой – гидроизоляция. Это обязательный элемент, которым никто не пренебрегает и который требует качественного материала для выполнения для обеспечения надёжной защиты от влаги. Затем, возводится армирующая сетка, которая представляет собой каркас з арматуры. Она поддерживает прочность конструкцию и принимает на себя часть нагрузок. Затем, заливается сама бетонная плита.

Различные виды нагрузок

Всякое перекрытие состоит из трех частей:

  • верхняя часть, куда входят напольное покрытие, стяжки и утепление, если сверху расположен жилой этаж;
  • нижняя часть, состоящая из отделки потолка и подвесных элементов, если снизу тоже жилое помещение;
  • конструкционная часть, которая все это держит в воздухе.

Плиты перекрытия весят очень много, поэтому их нужно устанавливать только с помощью крана.

Плита перекрытия является конструкционной частью. Верхняя и нижняя часть, то есть отделка пола и потолка создает нагрузку, которую называют постоянной статической. К этой нагрузке относятся все подвешенные к перекрытию элементы – подвесные потолки, люстры, боксерские груши, качели. Сюда же относится то, что встанет на перекрытии – перегородки, колонны, ванны и джакузи.

Есть еще так называемая динамическая нагрузка, то есть нагрузка от перемещающихся по перекрытию объектов. Это не только люди, но и их питомцы, ведь сегодня некоторые люди обзаводятся экзотическими домашними любимцами, например, хряками, рысями или даже оленями. Поэтому вопрос о динамической нагрузке важен как никогда.

Помимо этого, нагрузки бывают распределенные и точечные. Например, если к перекрытию подвесить боксерскую грушу в 200 кг, то это будет точечная нагрузка. А если смонтировать подвесной потолок, каркас которого через каждые 50 см крепится подвесами к перекрытию, то это уже распределенная нагрузка.

При расчете точечной и распределенной нагрузки встречаются и более сложные случаи. К примеру, при установке ванны емкостью 500 л нужно учитывать не только распределенную нагрузку, которую создаст вес наполненной ванны на всю площадь опоры (то есть площадь между ножками ванны), но и точечную нагрузку, которую создаст каждая ножка на перекрытие.

Вернуться к оглавлению

Расчет арматуры


Расчет арматуры для плитного фундамента – это задача, к решению которой следует подходить основательно. Чтобы правильно рассчитать, какое количество стальных прутков, имеющих определенный диаметр, потребуется для плитного фундамента, следует учитывать не только размер здания и его параметры, но и тип грунта.

В первую очередь придется определиться с тем, какой диаметр арматурного прута необходим в конкретном случае. Для относительно легкого здания или сооружения, возводимого на устойчивом и непучинистом грунте, достаточно остановить выбор на стержнях, диаметр которых варьируется от 10 до 20 см. Если же планируется строительство тяжеловесного дома на сыпучем либо пучинистом грунте, лучше выбрать больший диаметр – от 14 до 16.

Что касается плитного фундамента, для него обычно производится укладка арматуры большого диаметра. Чаще всего речь идет о прутьях сечением 14 мм.

Маркировка железобетонных изделий

Нарезанные плиты перекрытия обладают такой же стойкостью к нагрузкам как и обычные.

Что означают эти 333 кг? Поскольку вес самой плиты и напольных покрытий уже вычтен, 333 кг на 1 кв.м – это та полезная нагрузка, которую можно на ней разместить. Согласно СНиП от 1962 года, не менее 150 кг/кв. м из этих 333 кг/кв.м должно быть отведено под будущие привнесенные нагрузки: статическую (мебель и бытовые приборы), и динамическую (люди, их питомцы).

Оставшиеся 183 кг/кв.м могут быть использованы для установки перегородок или каких-либо декоративных элементов. Если вес перегородок превышает рассчитанное значение, следует выбрать более легкое напольное покрытие.

Сначала о нагрузках. По таблице 3.3 СНиП 2.01.07-85* временная нагрузка на перекрытие считается равной 150 кг/м². То есть на каждом квадратном метре перекрытия можно будет разместить 150 кг дополнительного веса сверх постоянных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят вес самого перекрытия с напольными конструкциями и вес межкомнатных перегородок. Мебель, санитарно-техническое оборудование и вес людей относят к временным нагрузкам.

Какую величину нагрузки выбрать для устройства деревянного перекрытия? Проще всего провести аналогию с чем-то хорошо знакомым. Например, в наших квартирах используются железобетонные перекрытия с несущей способностью от 400 до 800 кг/м². В последнее время применяются в основном плиты перекрытия с несущей способностью 800 кг/м². Стоит ли принимать к расчету деревянного перекрытия такую нагрузку? Наверное, нет. Как показывает практика, нагрузка на перекрытие чаще всего, не превышает 350–400 кг/м². Однако это не исключает того, что вы, проектируя перекрытие под свои конкретные нужды, примите другую величину нагрузки. В любом случае, все возможные нагрузки лучше учесть заранее и спроектировать перекрытие с небольшим (не более 40%) запасом прочности, чем потом, при возникшей необходимости, заниматься его упрочнением.

Для подбора сечений балок перекрытия, нагрузку исчисляемую в килограммах на квадратный метр нужно перевести в нагрузку, на погонный метр длины балки. Мы легко можем представить себе, например, квадратный лист железа со сторонами длинной в 1 м. Если мы надавим на этот лист весом в 400 кг и подложим под его середину деревянную балку, то на один метр длинны этой балки будет давить сила 400 кг. Это очевидно. А если мы подложим под лист две балки и распределим их под серединами половин листа, то на метр длины балок будет давить вес по 200 кг. Это тоже очевидно. Положив под лист три балки и равномерно раздвинув их, получим нагрузку на каждую балку уже по 133 кг. Таким образом, изменяя количество балок расположенных под одним квадратным метром, мы можем изменять давящую на них нагрузку и тем самым уменьшать сечение балок. Либо наоборот, разместить под двумя (тремя, четырьмя и т.д.) квадратными метрами одну балку и увеличить ее сечение.

Балки перекрытия рассчитываются не только по несущей способности, но еще и на прогиб. Жить в доме, в котором над головой прогнулось перекрытие, будь оно хоть трижды прочным — неприятно. Нормативная величина прогиба балки не должна превышать 1/250 ее длины.

Несущая способность древесины известна, сечения и длины балок то же не составляют тайны — их тысячи раз просчитывали до нас. Поэтому для определения сечения балок при известном пролете (длине от опоры до опоры) можно применить график изображенный на рисунке 37. При использовании графика нужно задать нагрузку и ширину балки и по ним определить ее высоту, для данного пролета балки. Либо зная длину пролета балки и размеры ее сечения, определить какую нагрузку она может выдержать. Изменяя шаг установки балок добиться требуемой величине нагрузки.

Рис. 37. График для определения сечений деревянных балок

График предназначен для расчета однопролетных балок, т. е. балок лежащих на двух опорах. Также можно использовать калькулятор для расчета деревянных балок. Если будут применены двухпролетные балки (на трех опорах) или балки нестандартной длины, то можно попробовать

  • Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия
  • Первый этап: определение расчетной длины плиты
  • Определение геометрических параметров железобетонного монолитного перекрытия
  • Существующие виды нагрузок, сбор которых следует выполнить
  • Определения максимального изгибающего момента для нормального (поперечного) сечения балки
  • Некоторые нюансы
  • Подбор сечения арматуры
  • Количество стержней для армирования монолитной железобетонной плиты перекрытия
  • Сбор нагрузок — некоторый дополнительный расчет

Расчет щебня для фундамента

Вначале определим необходимое количество щебня  на один кубометр. Например, толщина слоя должна быть  20 см. Далее – объем получаем по формуле: ширину умножаем на длину и высоту, то есть в данном случае 1 м x 1 м x 0,2 м = 0,2 м3.

Полученное число  умножить на удельный вес щебня и  коэффициент уплотнения. В данном случае 0,2 м3 х 1,47 т (для гранитного щебня) x 1,3 = 0,382 м3. Это расход материала на один кубометр фундамента. Умножайте это число на общую площадь фундамента – и  узнаете точное количество щебня, которое понадобится для создания всей конструкции.

Бетон для фундамента должен быть не ниже М300 или класса В25

Состав такого бетона в пропорциях следующий:

  • – Цемент М 400 -380кг
  • – Щебень- 1080 кг
  • – Песок- 705 кг
  • – Вода 220л.

Это расход на 1 м3

Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия

Железобетонные монолитные плиты перекрытия, несмотря на то, что имеется достаточно большое количество готовых плит, по-прежнему востребованы. Особенно если это собственный частный дом с неповторимой планировкой, в котором абсолютно все комнаты имеют разные размеры либо процесс строительства ведется без использования подъемных кранов.

Монолитные плиты достаточно востребованы, особенно в строительстве загородных домов с индивидуальным дизайном.

В подобном случае устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия дает возможность значительно сократить затраты денежных средств на приобретение всех необходимых материалов, их доставку либо монтаж. Однако в данном случае большее количество времени может уйти на выполнение подготовительных работ, в числе которых будет и устройство опалубки. Стоит знать, что людей, которые затевают бетонирование перекрытия, отпугивает вовсе не это.

Заказать арматуру, бетон и сделать опалубку на сегодняшний день несложно. Проблема заключается в том, что не каждый человек может определить, какая именно арматура и бетон понадобятся для того, чтобы выполнить подобные работы.

Данный материал не является руководством к действию, а несет чисто информационный характер и содержит исключительно пример расчета. Все тонкости расчетов конструкций из железобетона строго нормированы в СНиП 52-01-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения”, а также в своде правил СП 52-1001-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры”.

Монолитная плита перекрытия представляет собой армированную по всей площади опалубку, которая заливается бетоном.

Касательно всех вопросов, которые могут возникать в процессе расчета железобетонных конструкций, следует обращаться именно к данным документам. В данном материале будет содержаться пример расчета монолитного железобетонного перекрытия согласно тем рекомендациям, которые содержатся в данных правилах и нормах.

Пример расчета железобетонной плиты и любой строительной конструкции в целом будет состоять из нескольких этапов. Их суть – подбор геометрических параметров нормального (поперечного) сечения, класса арматуры и класса бетона, чтобы плита, которая проектируется, не разрушилась под воздействием максимально возможной нагрузки.

Пример расчета будет производиться для сечения, которое перпендикулярно оси х. На местное сжатие, на действие поперечных сил, продавливание, на кручение (предельные состояния 1 группы), на раскрытие трещин и расчет по деформациям (предельные состояния 2 группы) производиться не будут. Заранее стоит предположить, что для обыкновенной плоской плиты перекрытия в жилом частном доме подобных расчетов не требуется. Как правило, так оно и есть на самом деле.

Следует ограничиться лишь расчетом нормального (поперечного) сечения на действия изгибающего момента. Те люди, которым не нужно давать пояснения касательно определения геометрических параметров, выбора расчетных схем, сбор нагрузок и расчетных предпосылок, могут сразу перейти к разделу, в котором содержится пример расчета.

Вернуться к оглавлению

Первый этап: определение расчетной длины плиты

Плита перекрытия может быть абсолютно любой длины, а вот длину пролета балки уже необходимо высчитывать отдельно.

Реальная длина может быть абсолютно любой, а вот расчетная длина, выражаясь другими словами, пролет балки (в данном случае плиты перекрытия) – совсем другое дело. Пролетом является расстояние между несущими стенами в свету. Это длина и ширина помещения от стенки до стенки, следовательно, определить пролет довольно просто. Следует измерить рулеткой либо другими подручными средствами данное расстояние. Реальная длина во всех случаях будет большей.

Железобетонная монолитная плита перекрытия может опираться на несущие стенки, которые выкладываются из кирпича, камня, шлакоблоков, керамзитобетона, пено- либо газобетона. В подобном случае это не очень важно, однако в случае, если несущие стенки выкладываются из материалов, которые имеют недостаточную прочность (газобетон, пенобетон, шлакоблок, керамзитобетон), также необходимо будет выполнить сбор некоторых дополнительных нагрузок.

Данный пример содержит расчет для однопролетной плиты перекрытия, которая опирается на 2 несущих стенки. Расчет плиты из железобетона, которая опирается по контуру, то есть на 4 несущих стенки, или для многопролетных плит рассматриваться в данном материале не будет.

Чтобы то, что было сказано выше, усваивалось лучше, следует принять значение расчетной длины плиты l = 4 м.

Вернуться к оглавлению

Определение толщины монолитной плиты основания

Как правило, при частной застройке принимаются усредненные величины. Для наиболее распространенных видов конструкций они указаны ниже

Этажность и материал стен зданияТолщина фундаментной плиты (мм)Армация
Легкие постройки: веранды, хозяйственные помещения, гаражи150один ряд сетки
Двухэтажные легкие дома (пено- или газобетон, каркасные)250объемно в два уровня
Двухэтажные дома из кирпича и бетона с тяжелыми перекрытиями300объемно в два уровня


При этом данные значения справедливы:

  • для грунтов с нормальной несущей способностью;
  • диаметр прутка армирования для легких строений 10 мм;
  • диаметр горизонтального стержня для двухэтажных строений 12-16 мм;
  • размер стороны ячейки сетки армирования 0,1 м;
  • вертикальный прут берется размером 8 мм.

Если здание не подходит под типовые данные, можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Армирующую сетку в монолитных плитах фундамента не принято сваривать. Чаще её вяжут специальной проволокой, что дает дополнительную гибкость основанию.

Определение геометрических параметров железобетонного монолитного перекрытия

Расчет нагрузок на плиту перекрытия считается отдельно для каждого конкретного случая строительства.

Данные параметры пока не известны, однако есть смысл их задать для того, чтобы была возможность произвести расчет.

Высота плиты задается как h = 10 см, условная ширина – b = 100 см. Условность в подобном случае означает то, что плита бетонного перекрытия будет рассматриваться как балка, которая имеет высоту 10 см и ширину 100 см. Следовательно, результаты, которые будут получены, могут применяться для всех оставшихся сантиметров ширины плиты. То есть, если планируется изготавливать плиту перекрытия, которая имеет расчетную длину 4 м и ширину 6 м, для каждого из данных 6 м необходимо применять параметры, определенные для расчетного 1 м.

Класс бетона будет принят B20, а класс арматуры – A400.

Далее происходит определение опор. В зависимости от ширины на стенки, от материала и веса несущих стенок плита перекрытия может рассматриваться как шарнирно опертая бесконсольная балка. Это является наиболее распространенным случаем.

Далее происходит сбор нагрузки на плиту. Они могут быть самыми разнообразными. Если смотреть с точки зрения строительной механики, все, что будет неподвижно лежать на балке, приклеено, прибито либо подвешено на плиту перекрытия – это статистическая и достаточно часто постоянная нагрузка. Все что ползает, ходит, ездит, бегает и падает на балку – динамические нагрузки. Подобные нагрузки чаще всего являются временными. Однако в рассматриваемом примере никакой разницы между постоянными и временными нагрузками делаться не будет.

Вернуться к оглавлению

Плитный фундамент своими руками пошаговая инструкция

Подготовительный этап. Он включает в себя очистку территории от мусора и прочих посторонних элементов, в том числе и от растительности. В некоторых случаях для этого потребуется снять небольшой слой грунта, обычно это 5-10 сантиметров. Затем, производится разметка фундамента, в соответствии с планом застройки дома. Разметка должна быть на 5 сантиметров шире с каждой стороны. Разметку можно сделать, используя прочную нить и колышки из кусочков деревянных брусьев. Важно, чтобы углы разметки были идеально прямыми, а нить была натянута на одной высоте. Для этого может понадобиться строительный уровень: водный или лазерный. Лучше всего для этих целей подходит лазерный уровень. Если сделать идеально ровные прямые углы не получается, можно воспользоваться очень старым способом. Древние египтяне использовали треугольник, со следующими пропорциями: 3:4:5. Это позволяло создать идеально ровный прямой угол. В качестве катетов и гипотенузы подойдут прутья арматуры или металлические прутья, любые ровные длинные элементы строительства, которые есть под рукой.

Разметка котлована. Делается с учётом теплоизоляции и дренажной системы, чаще всего, выступы по бокам берутся не меньше, чем толщина фундамента, иногда эти выступы превышают 1 метр. Всё зависит от планов, которые вы собираетесь осуществить после заливки фундамента.

Земляные работы. Копание котлована вручную – это очень трудоёмкий процесс. Даже при небольшой глубине залегания и площади, это может занять неделю работ, поэтому, гораздо эффективнее будет, если Вы закажете специальную технику. Если же не хотите переплачивать, то будьте готовы к длительному труду. Глубина рассчитывается с учётом песчаной подушки, которая является обязательной для такого фундамента. Если Вы планируете прокладку теплоизоляции, то глубина также будет больше. Выемка верхнего грунта, даже с учётом того, что плита будет располагаться почти на поверхности, является обязательной. Многие представители флоры могут навредить конструкции или ещё хуже: проникать в дом через пол.

Этап ручной работы. Представляет собой работы по выравниванию поверхности. Это делается при помощи геодезического нивелира или лазерного строительного уровня. Иногда, проще засыпать неровность землёй, нежели выравнивать поверхность методом выкапывания ненужного. Важно, чтобы эта поверхность была идеально ровной и утрамбованной сверху, то есть не имела рыхлости. Помимо дна, выравниваются также и вертикальные стенки. Эти работы могут занять от 3 до 5-ти дней, в зависимости от погодных условий и количества свободных рук.

Разметка плиты. Осуществляется при помощи нити и металлических прутьев. Края должны быть идеально ровными, а все углы под 90 градусов. Также, на этом этапе можно сделать разметку дренажной системы и коммуникаций.

Прокладка канализации. Очень важный этап, поскольку к нему уже не удастся вернуться так просто. На данном этапе, прокладка канализационных труб является наиболее выгодной.

Настилка геотекстиля. Этот слой позволяет защитить песчано-гравийную подушку от размыва и проседаниий, вызванных грунтовыми водами.

Настилка и утрамбовка песчано-гравийной подушки. Этот этап очень трудоёмкий, поскольку должен быть выполнен с предельной точностью. Подушка должна быть как минимум двуслойной.

Сначала засыпается песок, а затем гравий. Это не позволяет воде просачиваться капиллярным путём вверх.

Установка опалубки и гидроизоляции. Опалубка выполняется из деревянных брусков, которые ставятся на расстоянии 50-100 сантиметров друг от друга. Гидроизоляция настилается поверх песчано-гравийной подушки, равномерно по всей площади. Важно, чтобы она выходила далеко за края подушки.

Армирование фундамента. Проводится при помощи арматуры, методом построения каркаса.

Места переплетений можно укрепить сваркой или специальными элементами для переплёта металлических прутьев.

Заливка бетона. Должна осуществляться заливка сразу всей плиты. Здесь понадобиться несколько рабочих рук для того, чтобы процесс продвигался быстро. Также, понадобиться нанять необходимую технику.

Расчёт размеров плиты

Расчёт размеров плиты производится исходя из физических характеристик грунтов. Лучше всего, если для этого будет приглашён специалист, с учётом того, что перед этим выполнены все инженерно-геологические работы. Плитный фундамент расчёт толщины осуществляется при помощи специального калькулятора, которые учитывает цифровые характеристики сопротивления грунта и предполагаемых нагрузок. При желании, Вы можете сделать это самостоятельно.

Существующие виды нагрузок, сбор которых следует выполнить

Сбор нагрузок сосредоточен на том, что нагрузка может быть равномерно распределенной, сосредоточенной, неравномерно распределенной и другой. Однако нет смысла так сильно углубляться во все существующие варианты сочетания нагрузки, сбор которой производится. В данном примере будет равномерно распределенная нагрузка, потому как подобный случай загрузки для плит перекрытия в жилых частных домах является наиболее распространенным.

Сосредоточенная нагрузка должна измеряться в кг-силах (КГС) или в Ньютонах. Распределенная же нагрузка – в кгс/м.

Нагрузки на плиту перекрытия могут быть самыми разными, сосредоточенными, равномерно распределенными, неравномерно распределенными и т. д.

Вернуться к оглавлению

Пояснения к вычислительным действиям

Представленный калькулятор осуществляет расчеты на базе линейных габаритов основания, то есть предполагается ввод общей протяженности, ширины железобетонной полосы и толщины укладываемого слоя. Перечисленные параметры должны вводиться в программу.

Для оснований, закладывающихся на небольшую глубину, обычно насыпается слой сухой смеси толщиной 7-10 см. Если возводится массивный фундамент, то этот показатель, как правило, увеличивается до 15-20 см. Толщина укладываемой смеси должна измеряться только в утрамбованном виде. Плотность насыпного слоя до его прессования гораздо меньше. Данное обстоятельство учитывается представленной программой расчетов для определения количества приобретаемой смеси. Ответ выводится как в тоннах, так и в кубических метрах.

Что касается состава песчано-гравийных смесей, предназначенных для проведения строительных работ, то он регламентируется пунктами ГОСТ 23735-2014. В данном стандарте также отражены дополнительные сведения о прослойке.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Нагрузка на плиты перекрытия: примеры расчета, максимально допустимые

Для обустройства перекрытий между этажами, а также при строительстве частных объектов применяются железобетонные панели с полостями. Они являются связующим элементом в сборных и сборно-монолитных строениях, обеспечивая их устойчивость. Главная характеристика – нагрузка на плиту перекрытия. Она определяется на этапе проектирования здания. До начала строительных работ следует выполнить расчеты и оценить нагрузочную способность основы. Ошибка в расчетах отрицательно повлияет на прочностные характеристики строения.

Нагрузка на пустотную пелиту перекрытия

Виды пустотных панелей перекрытия

Панели с продольными полостями применяют при сооружении перекрытий в жилых зданиях, а также строениях промышленного назначения.

Железобетонные панели отличаются по следующим признакам:

  • размерам пустот;
  • форме полостей;
  • наружным габаритам.

В зависимости от размера поперечного сечения пустот железобетонная продукция классифицируется следующим образом:

  • изделия с каналами цилиндрической формы диаметром 15,9 см. Панели маркируются обозначением 1ПК, 1 ПКТ, 1 ПКК, 4ПК, ПБ;
  • продукция с кругами полостями диаметром 14 см, произведенная из тяжелых марок бетонной смеси, обозначается 2ПК, 2ПКТ, 2ПКК;
  • пустотелые панели с каналами диаметром 12,7 см. Они маркируются обозначением 3ПК, 3ПКТ и 3ПКК;
  • круглопустотные панели с уменьшенным до 11,4 см диаметром полости. Применяются для малоэтажного строительства и обозначаются 7ПК.
Виды плит и конструкция перекрытия

Панели для межэтажных оснований отличаются формой продольных отверстий, которая может быть выполнены в виде различных фигур:

  • круга;
  • эллипса;
  • восьмигранника.

По согласованию с заказчиком стандарт допускает выпуск продукции с отверстиями, форма которых отличается от указанных. Каналы могут иметь вытянутую или грушеобразную форму.

Круглопустотная продукция отличается также габаритами:

  • длиной, которая составляет 2,4–12 м;
  • шириной, находящейся в интервале 1м3,6 м;
  • толщиной, составляющей 16–30 см.

По требованию потребителя предприятие-изготовитель может выпускать нестандартную продукцию, отличающуюся размерами.

Основные характеристики пустотных панелей перекрытий

Плиты с полостями пользуются популярностью в строительной отрасли благодаря своим эксплуатационным характеристикам.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия

Главные моменты:

  • расширенный типоразмерный ряд продукции. Габариты могут подбираться для каждого объекта индивидуально, в зависимости от расстояния между стенами;
  • уменьшенная масса облегченной продукции (от 0,8 до 8,6 т). Масса варьируется в зависимости от плотности бетона и размеров;
  • допустимая нагрузка на плиту перекрытия, равная 3–12,5 кПа. Это главный эксплуатационный параметр, определяющий несущую способность изделий;
  • марка бетонного раствора, который применялся для заливки панелей. Для изготовления подойдут бетонные составы с маркировкой от М200 до М400;
  • стандартный интервал между продольными осями полостей, составляющий 13,9-23,3 см. Расстояние определяется типоразмером и толщиной продукции;
  • марка и тип применяемой арматуры. В зависимости от типоразмера изделия, используются стальные прутки в напряженном или ненапряженном состоянии.

Подбирая изделия, нужно учитывать их вес, который должен соответствовать прочностным характеристикам фундамента.

Как маркируются плиты пустотные

Государственный стандарт регламентирует требования по маркировке продукции. Маркировка содержит буквенно-цифровое обозначение.

Маркировка пустотных плит перекрытия

По нему определяется следующая информация:

  • типоразмер панели;
  • габариты;
  • предельная нагрузка на плиту перекрытия.

Маркировка также может содержать информацию по типу применяемого бетона.

На примере изделия, которое обозначается аббревиатурой ПК 38-10-8, рассмотрим расшифровку:

  • ПК – эта аббревиатура обозначает межэтажную панель с круглыми полостями, изготовленную опалубочным методом;
  • 38 – длина изделия, составляющая 3780 мм и округленная до 38 дециметров;
  • 10 – указанная в дециметрах округленная ширина, фактический размер составляет 990 мм;
  • 8 – цифра, указывающая, сколько выдерживает плита перекрытия килопаскалей. Это изделие способно выдерживать 800 кг на квадратный метр поверхности.

При выполнении проектных работ следует обращать внимание на индекс в маркировке изделий, чтобы избежать ошибок. Подбирать изделия необходимо по размеру, уровню максимальной нагрузки и конструктивным особенностям.

Преимущества и слабые стороны плит с полостями

Плиты перекрытия с полостями

Пустотелые плиты популярны благодаря комплексу достоинств:

  • небольшому весу. При равных размерах они обладают высокой прочностью и успешно конкурируют с цельными панелями, которые имеют большой вес, соответственно увеличивая воздействие на стены и фундамент строения;
  • уменьшенной цене. По сравнению с цельными аналогами, для изготовления пустотелых изделий требуется уменьшенное количество бетонного раствора, что позволяет обеспечить снижение сметной стоимости строительных работ;
  • способности поглощать шумы и теплоизолировать помещение. Это достигается за счет конструктивных особенностей, связанных с наличием в бетонном массиве продольных каналов;
  • повышенному качеству промышленно изготовленной продукции. Особенности конструкции, размеры и вес не позволяют кустарно изготавливать панели;
  • возможности ускоренного монтажа. Установка выполняется намного быстрее, чем сооружение цельной железобетонной конструкции;
  • многообразию габаритов. Это позволяет использовать стандартизированную продукцию для строительства сложных перекрытий.

К преимуществам изделий также относятся:

  • возможность использования внутреннего пространства для прокладки различных инженерных сетей;
  • повышенный запас прочности продукции, выпущенной на специализированных предприятиях;
  • стойкость к вибрационному воздействию, перепадам температур и повышенной влажности;
  • возможность использования в районах с повышенной до 9 баллов сейсмической активностью;
  • ровная поверхность, благодаря которой уменьшается трудоемкость отделочных мероприятий.

Изделия не подвержены усадке, имеют минимальные отклонения размеров и устойчивы к воздействию коррозии.

Пустотные плиты перекрытия

Имеются также и недостатки:

  • потребность в использовании грузоподъемного оборудования для выполнения работ по их установке. Это повышает общий объем затрат, а также требует наличия свободной площадки для установки подъемного крана;
  • необходимость выполнения прочностных расчетов. Важно правильно рассчитать значения статической и динамической нагрузки. Массивные бетонные покрытия не стоит устанавливать на стены старых зданий.

Для установки перекрытия необходимо сформировать армопояс по верхнему уровню стен.

Расчет нагрузки на плиту перекрытия

Расчетным путем несложно определить, какую нагрузку выдерживают плиты перекрытия. Для этого необходимо:

  • начертить пространственную схему здания;
  • рассчитать вес, действующий на несущую основу;
  • вычислить нагрузки, разделив общее усилие на количество плит.

Определяя массу, необходимо просуммировать вес стяжки, перегородок, утеплителя, а также находящейся в помещении мебели.

Рассмотрим методику расчета на примере панели с обозначением ПК 60.15-8, которая весит 2,85 т:

  1. Рассчитаем несущую площадь – 6х15=9 м2.
  2. Вычислим нагрузку на единицу площади – 2,85:9=0,316 т.
  3. Отнимем от нормативного значения собственный вес 0,8-0,316=0,484 т.
  4. Вычислим вес мебели, стяжки, полов и перегородок на единицу площади – 0,3 т.
  5. Сопоставимый результат с расчетным значением 0,484-0,3=0,184 т.
Многопустотная плита перекрытия ПК 60.15-8

Полученная разница, равная 184 кг, подтверждает наличие запаса прочности.

Плита перекрытия – нагрузка на м

2

Методика расчета позволяет определить нагрузочную способность изделия.

Рассмотрим алгоритм вычисления на примере панели ПК 23.15-8 весом 1,18 т:

  1. Рассчитаем площадь, умножив длину на ширину – 2,3х1,5=3,45 м2.
  2. Определим максимальную загрузочную способность – 3,45х0,8=2,76т.
  3. Отнимем массу изделия – 2,76-1,18=1,58 т.
  4. Рассчитаем вес покрытия и стяжки, который составит, например, 0,2 т на 1 м2.
  5. Вычислим нагрузку на поверхность от веса пола – 3,45х0,2=0,69 т.
  6. Определим запас прочности – 1,58-0,69=0,89 т.

Фактическая нагрузка на квадратный метр определяется путем деления полученного значения на площадь 890 кг:3,45 м2= 257 кг. Это меньше расчетного показателя, составляющего 800 кг/м2.

Максимальная нагрузка на плиту перекрытия в точке приложения усилий

Предельное значение статической нагрузки, которое может прилагаться в одной точке, определяется с коэффициентом запаса, равным 1,3. Для этого необходимо нормативный показатель 0,8 т/м2 умножить на коэффициент запаса. Полученное значение составляет – 0,8х1,3=1,04 т. При динамической нагрузке, действующей в одной точке, коэффициент запаса следует увеличить до 1,5.

Нагрузка на плиту перекрытия в панельном доме старой постройки

Определяя, какой вес выдерживает плита перекрытия в квартире старого дома, следует учитывать ряд факторов:

  • нагрузочную способность стен;
  • состояние строительных конструкций;
  • целостность арматуры.

При размещении в зданиях старой застройки тяжелой мебели и ванн увеличенного объема, необходимо рассчитать, какое предельное усилие могут выдержать плиты и стены строения. Воспользуйтесь услугами специалистов. Они выполнят расчеты и определят величину предельно допустимых и постоянно действующих усилий. Профессионально выполненные расчеты позволят избежать проблемных ситуаций.

Расчет нагрузок на перекрытие - услуги инженера-конструктора в Москве

Расчет нагрузок на перекрытие - это комплекс работ, выполняемый для выявления допустимой статистической и динамической нагрузки, которую способна выдержать конструкция без ухудшения технических параметров. К примеру, установка нового оборудования в промышленных зданиях или торговых центрах утяжеляет несущие конструкции и приводит к их последующим деформациям. Если вес такой техники превышает допустимую нагрузку, то необходимо разработать специальный проект усиления элементов. Только после расчета нагрузок на плиты и балки можно устанавливать объекты со сверхнормативным весом.

Расчеты по нагрузкам производит инженер-конструктор.

Для чего требуются расчеты нагрузок?

Данная процедура актуальна для любых помещений – жилых домов, офисных, административных и общественных зданий. Она позволяет:

  • Установить остаточную несущую способность конструкции при реставрации или капитальном ремонте здания;
  • Не допустить разрушения объекта;
  • Выявить запас прочности несущих конструкций;
  • Установить размеры конструкций, которые необходимо заложить при проектировании;
  • Создать проект усиления устаревших элементов.

Расчет актуален при изменении назначения объекта или перепланировке, а также при увеличении нагрузок на железобетонную монолитную плиту или деревянную балку перекрытия.

Существуют разные формулы расчета нагрузок в торговых центрах, складах, панельных домах, многоэтажных паркингах и различных металлоконструкциях. Научно-Производственное Предприятие «Альянс Строителей и Инженеров» имеет многолетний опыт в проведении любой сложной экспертизы. Наши квалифицированные специалисты рассчитают точную нагрузку перекрытий на балкон, чердак, от сухой стяжки полов, перегородок и других элементов. Они учитывают все мельчайшие детали, предоставляя точный и объективный результат в минимальные сроки. Такая комплексная экспертиза незаменима на этапе проектирования, строительно-монтажных работ и может помочь при покупке объекта недвижимости или решении споров между заказчиком и исполнителем.

Почему стоит выбрать именно нашу компанию?

ООО «НПП АСИ» ставит своим приоритетом интересы клиента, выполняя поставленные задачи на высоком уровне. Индивидуальный подход, оперативная работа, доступные расценки и гарантии на выполняемые процедуры - далеко не единственные наши преимущества. При заказе расчета нагрузок на фундаменты, монолитные конструкции, швеллер, балку из бруса/досок или плиту согласовываются все сроки и особенности будущих мероприятий. Мы гарантируем своевременное получение результатов в виде детального отчета с профессиональными рекомендациями по устранению рисков, нарушений и дефектов строительства. Официальное заключение обладает юридической силой и может использоваться в суде для решения спорных вопросов и конфликтов между двумя сторонами.

Если вам требуется качественная проверка строительных работ или вы сами занимаетесь строительством объектов, позвоните специалистам Научно-Производственного Предприятия «Альянс Строителей и Инженеров» или оставьте заявку на сайте. Мы обладаем всеми необходимыми допусками и лицензиями для выполнения экспертизы любой сложности. Компания завоевала репутацию надежного и добросовестного партнера, а наши услуги высоко ценятся среди клиентов в Москве. Мы работаем с разными заказчиками и готовы предложить выгодные условия сотрудничества!

Расчет полезной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Бетонные пустотные плиты уже много лет используют для обустройства межэтажных перекрытий при строительстве зданий из любых строительных материалов: железобетонных панелей, стеновых блоков (газобетонных, пенобетонных, газосиликатных), а также при возведении монолитных или кирпичных сооружений. Нагрузка на пустотную плиту перекрытия – одна из основных характеристик таких изделий, которую необходимо учитывать уже на этапе проектирования будущего строения. Неправильный расчет этого параметра негативно скажется на прочности и долговечности всего строения.

Разновидности пустотных плит перекрытия

Пустотные плиты наиболее широко применяют при обустройстве перекрытий при строительстве жилых домов, общественных и промышленных сооружений. Толщина таких панелей составляет 160, 220, 260 или 300 мм. По типу отверстий (пустот) изделия бывают:

  • с круглыми отверстиями;
  • с пустотами овальной формы;
  • с отверстиями грушевидной формы;
  • с формой и размерами пустот, которые регламентируются техусловиями и специальными стандартами.

Самые востребованные на современном строительном рынке – изделия с толщиной 220 мм и отверстиями цилиндрической формы, так как они рассчитаны на значительные нагрузки на каждую пустотную плиту перекрытия, а ГОСТ предусматривает их применение для обустройства перекрытий практически всех типов зданий. Различают три типа таких конструкционных изделий:

  • Плиты с цилиндрическими пустотами Ø=159 мм (маркируют символами 1ПК).
  • Изделия с круглыми отверстиями Ø=140 мм (2ПК), которые изготавливают только из тяжелых видов бетона.
  • Панели с пустотами Ø=127 мм (3ПК).

На заметку! Для малоэтажного индивидуального строительства допустимо применение панелей толщиной 16 см и отверстиями Ø=114 мм. Важный момент, который надо учитывать, выбирая изделие такого типа, уже на этапе проектирования сооружения – максимальная нагрузка, которую выдержит плита.

Характеристики пустотных плит перекрытий

К основным техническим характеристикам пустотных плит относятся:

  • Геометрические размеры (стандартные: длина – от 2,4 до 12 м; ширина – от 1,0 до 3,6 м; толщина – от 160 до 300 мм). По желанию заказчика производитель может изготовить нестандартные панели (но только при строгом соблюдении всех требований ГОСТа).
  • Масса (от 800 до 8600 кг в зависимости от размеров панели и плотности бетона).
  • Допустимая нагрузка на плиту перекрытия (от 3 до 12,5 кПа).
  • Тип бетона, который использовали при изготовлении (тяжелый, легкий, плотный силикатный).
  • Нормированное расстояние между центрами отверстий от 139 до 233 мм (зависит от типа и толщины изделия).
  • Минимальное количество сторон, на которые должна опираться панель перекрытия (2, 3 или 4).
  • Расположение пустот в плите (параллельно длине либо ширине). Для панелей, предназначенных для опоры на 2 или 3 стороны, пустоты необходимо обустраивать только параллельно длине изделия. Для плит, опирающихся на 4 стороны, возможно расположение отверстий параллельно как длине, так и ширине.
  • Арматура, использованная при изготовлении (напрягаемая или ненапрягаемая).
  • Технологические выпуски арматуры (если таковые предусмотрены проектным заданием).

Маркировка пустотных плит

Марка панели состоит из нескольких групп букв и цифр, разделенных дефисами. Первая часть – тип плиты, ее геометрические размеры в дециметрах (округленные до целого числа), количество сторон опоры, на которое рассчитана панель. Вторая часть – расчетная нагрузка на плиту в кПа (1 кПа = 100 кг/м²).

Внимание! В маркировке указана расчетная, равномерно распределенная нагрузка на бетонное перекрытие (без учета собственной массы изделия).

Дополнительно в маркировке указывают тип бетона, примененного для изготовления (Л – легкий; С – плотный силикатный; тяжелый бетон индексом не обозначают), а также дополнительные характеристики (например, сейсмологическую устойчивость).

Например, если на плиту нанесена маркировка 1ПК66.15-8, то это расшифровывается следующим образом:

1ПК – толщина панели – 220 мм, пустоты Ø=159 мм и она предназначена для установки с опорой на две стороны.

66.15 – длина составляет 6600 мм, ширина – 1500 мм.

8 – нагрузка на плиту перекрытия, которая составляет 8 кПа (800 кг/м²).

Отсутствие в конце маркировки буквенного индекса указывает на то, что для изготовления был применен тяжелый бетон.

Еще один пример маркировки: 2ПКТ90.12-6-С7. Итак, по порядку:

2ПКТ – панель толщиной 220 мм с пустотами Ø=140 мм, предназначенная для установки с упором на три стороны (ПКК означает необходимость установки панели на четыре стороны опоры).

90.12 – длина – 9 м, ширина – 1,2 м.

6 – расчетная нагрузка 6 кПа (600 кг/м²).

С – означает, что она изготовлена из силикатного (плотного) бетона.

7 – панель может быть использована в регионах с сейсмологической активностью до 7 баллов.

Достоинства и недостатки пустотных плит

По сравнению со сплошными аналогами пустотные панели обладают рядом несомненных преимуществ:

  • Меньшей массой по сравнению со сплошными аналогами, причем без потери надежности и прочности. Это значительно уменьшает нагрузки на фундамент и несущие стены. При монтаже можно использовать технику меньшей грузоподъемности.
  • Меньшей стоимостью, так как для их изготовления необходимо значительно меньшее количество строительного материала.
  • Более высокой тепло- и звукоизоляцией (за счет пустот в «теле» изделия).
  • Отверстия могут быть использованы для прокладки различных инженерных коммуникаций.
  • Изготовление плит осуществляют только на крупных заводах, оснащенных современным высокотехнологичным оборудованием (производство их в кустарных условиях, практически, невозможно). Поэтому можно быть уверенным в соответствии изделия заявленным техническим характеристикам (согласно ГОСТ).
  • Многообразие стандартных типоразмеров позволяет осуществлять строительство сооружений самых различных конфигураций (доборные элементы перекрытий можно изготовить из стандартных панелей или заказать у производителя).
  • Быстрый монтаж перекрытия по сравнению с обустройством монолитной железобетонной конструкции.

К недостаткам таких плит можно отнести:

  • Возможность монтажа только с применением грузоподъемной техники, что приводит к удорожанию постройки при индивидуальном строительстве жилого дома. Необходимость свободного места на частном участке для маневрирования подъемного крана при монтаже перекрытий.

На заметку! Деревянные перекрытия, которые очень популярны в индивидуальном строительстве, устанавливают на балки, для монтажа которых также необходимо применение техники достаточной грузоподъемности.

  • При использовании стеновых блоков необходимо обустройство железобетонного армопояса.
  • Невозможность изготовления своими руками.

Примерный расчет предельной нагрузки на пустотную плиту перекрытия

Для того чтобы самостоятельно рассчитать, какую максимальную нагрузку могут выдерживать плиты перекрытия, которые вы планируете использовать при строительстве, необходимо учесть все моменты. Допустим, что для обустройства перекрытий вы хотите использовать панели 1ПК63.12-8 (то есть, величина расчетной нагрузки, которую выдерживает одно изделие, составляет 800 кг/м²: для дальнейших расчетов обозначим ее буквой Q₀). Рассчитав сумму всех динамических, статических и распределенных нагрузок (от веса самой плиты; от людей и животных, мебели и бытовой техники; от стяжки, утеплителя, финишного напольного покрытия и перегородок), которую обозначаем QΣ, можно определить, какую нагрузку выдерживает ваша конкретная плита. Основной момент, на который надо обратить внимание: в результате всех расчетов (разумеется, с учетом повышающего коэффициента прочности) должно получиться, что QΣ ≤ Q₀.

Для того чтобы определить равномерно распределенную нагрузку от собственного веса плиты, необходимо знать ее массу (M). Можно воспользоваться либо величиной массы, указанной в сертификате завода-изготовителя (если его предоставили в месте продажи), либо справочной величиной из таблицы ГОСТ-а, которая составлена для изделий, изготовленных из тяжелых видов бетона со средней плотностью 2500 кг/м³. В нашем случае справочный вес плиты составляет 2400 кг.

Сначала вычисляем площадь плиты: S = L⨯H = 6,3⨯1,2 = 7,56 м². Тогда нагрузка от собственного веса (Q₁) составит: Q₁ = M:S = 2400:7,56 = 317,46 ≈ 318 кг/м².

В некоторых строительных справочниках рекомендуют при расчетах использовать суммарное усредненное значение полезной нагрузки на перекрытие жилых помещений – Q₂=400 кг/м².

Тогда суммарная нагрузка, которую необходимо выдерживать плите перекрытия, составит:

QΣ = Q₁ + Q₂ = 318 + 400 = 718 кг/м² ˂ 800 кг/м², то есть основной момент QΣ ≤ Q₀ соблюден и выбранная плита пригодна для обустройства перекрытий жилых помещений.

Для точных расчетов будут необходимы значения удельной плотности (стяжки, теплоизолятора, финишного покрытия), значение нагрузки от перегородок, вес мебели и бытовой техники и так далее. Нормативные показатели нагрузок (Qн) и коэффициенты надежности (Үн) указаны в соответствующих СНИП-ах.

В заключении

На современном строительном рынке представлены пустотелые плиты с расчетными нагрузками от 300 до 1250 кг/м². Если подойти к моменту расчета необходимой предельной нагрузки ответственно, то можно выбрать изделие, удовлетворяющее именно вашим требованиям, не переплачивая за излишнюю прочность.

Пример 1.1 Сбор нагрузок на плиту перекрытия жилого здания

 

 

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:

  1. Классификация нагрузок по продолжительности действия.
  2. Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79

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

 Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Вид нагрузки 
 Норм. кН/м2
Коэф. γt
Расч. кН/м2
   Постоянная нагрузка
 1. Ж.б. плита
5,0
1,1
5,5
 2. Пенополистирол
 0,01
1,3
0,013
 3. Цем — песч. стяжка
 0,72
1,3
0,94
 4. Плита ДВП
0,04
1,1
0,044
 5. Паркетная доска
0,12
1,1
0,132
 Всего:
 5,89
 
 6,63
    Временная нагрузка
 1. Полезная нагрузка  
 кратковременная ν1
 1,5
1,3
1,95
  длительная р1
 0,53
1,3
0,69
 2. Перегородки (длительная) р2
 0,5
1,3
0,65

 

В нашем примере сейсмические, взрывные и т.п. воздействия (т.е. особые нагрузки) отсутствуют. Следовательно, будем рассматривать основные сочетания нагрузок.

I сочетание: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная).

При учете основных сочетаний, включающих постоянные нагрузки и одну временную нагрузку (длительную или кратковременную), коэффициенты Ψl, Ψt вводить не следует.

Тогда qI = q + ν1 = 5,89 + 1,5 = 7,39, кН/м2;

qIр = qp + ν1p = 6,63 + 1,95 = 8,58 кН/м2.

II вариант: постоянная нагрузка (собственный вес перекрытия и пола) + полезная (кратковременная) + нагрузка от перегородок (длительная).

Для основных сочетаний коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψl принимается: для первой (по степени влияния) длительной нагрузки — 1,0, для остальных — 0,95. Коэффициент Ψt для кратковременных нагрузок принимается: для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,9, для остальных — 0,7.

Поскольку во II сочетании присутствует одна кратковременная и одна длительная нагрузка, то коэффициенты Ψl и Ψt = 1,0.

qII = q + ν1 + p2 = 5,89 + 1,5 + 0,5 =7,89 кН/м2;

qIIр = qр + ν1р + p2р = 6,63+ 1,95 + 0,65 =9,23 кН/м2.

Совершенно очевидно, что II основное сочетание дает наибольшие значения нормативной и расчетной нагрузки.

Смотрите также:

 

Примеры:

 

Расчет нагрузок на плиту перекрытия

Строительство, ремонт, перепланировка, переоборудование помещений всегда сопровождается необходимостью расчета допустимых нагрузок. Особенно часто этой услугой пользуются владельцы недвижимости при смене собственника или арендатора. Невозможно превратить торговые площади в производственные цеха, не производя предварительно расчет нагрузок на плиту перекрытия.

Установка нового оборудования, утяжеляющего несущие конструкции, может реально создавать опасность образования деформаций, угрожающих здоровью и жизни людей. В лучшем случае может потребоваться косметический ремонт, а при плохом сценарии переоборудование может закончиться катастрофой.

Особенности расчета нагрузок при смене назначения здания

Расчетные нагрузки на несущие конструкции, в том числе и на перекрытия, заложены в проекте. Далеко не всегда есть в наличии такая информация. Особенно это касается зданий советского периода, в технической документации которых кроме поэтажного и БТИ плана больше ничего нет.

Для размещения на плите перекрытия промышленного оборудования, считать только плиту не достаточно. Следует собирать все нагрузки и воздействия, в том числе их сочетания. Можно сказать, пересчитывать здание заново. А для этого требуется информация по геологии и конструкциям всего здания. Предстоит выполнить:

  • Геологические изыскания;
  • Определение несущей способности грунта;
  • Детальное обследование несущих и ограждающих конструкций;
  • Сбор всех нагрузок, поверочный расчет.

Только после поверочных расчетов допускается возможность установки в помещениях объекты со сверхнормативным весом. Если вес оборудования превышает расчетную нагрузку, то для этого разрабатывается специальный проект усиления несущих конструкций, в том числе разрабатывается схема расположения объекта на перекрытии и проектируется под него разгрузочная рама для перераспределения сосредоточенной нагрузки. Если же объект издает повышенную механическую вибрацию, то разрабатываются мероприятия по ее гашению.

Нормативная нагрузка на плиты перекрытий в жилых зданиях.

В современном строительстве надежность зданий играет второстепенную роль. Застройщик, в целях экономии, вряд ли будет проектировать жилой дом с превышением нормы силовой нагрузки на перекрытие. Это обусловлено, установленным законом, небольшим сроком гарантии на строительные конструкции от застройщика всего 5 (пять) лет, а уж пять лет дом простоит. Так, что ответственность за надежность конструкций жилых зданий, через пять лет эксплуатации, находится на балансе его жильцов (собственников) и управляющей компании. Следует отдавать себе отчет, стоит ли загружать полы сверх нормы, в том числе вырубать проемы в несущей стене без усиления. Это чревато серьезными последствиями, в том числе грозит приличными штрафами, вплоть до лишения прав собственности на недвижимость в судебном порядке.

Какие же нормы нагрузок на перекрытия в жилых домах?

Любые расчетные нагрузки определяются произведением их нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.

Коэффициент надежности для жилых зданий равен единице — 1, так как здание по назначению жилое относятся ко (II) второму уровню ответственности (см. СП 20.13330.2011 п.4.2)

В этом же своде правил в п. 8.2.1 указано, что на плиты перекрытий в помещениях жилых зданий установлены нормативные значения равномерно распределенных нагрузок не менее 1,5 кПа, что равняется 150 кгс на 1м². Для тех, кто не знает кгс — это килограмм-силы. В общем 150 кг/м² предельно допустимая распределенная нагрузка на перекрытия в жилых зданиях.

Расчеты нагрузки на перекрытие позволяют принимать более обоснованные решения по установке стеллажей

Расчет нагрузки на перекрытие помогает принимать правильные решения при установке стеллажа

На каждом этаже склада есть ограничение - максимальное количество фунтов на квадратный фут. К сожалению, слишком часто компании превышают эту максимальную нагрузку на пол, что приводит к разрушению складских полов. Расчеты нагрузки на пол помогут вам принять более правильные решения по установке стеллажа. А если неправильно посчитать, на руках будет дорогостоящий ремонт.

Оценка нагрузки на пол - это оценка бетонного основания, а не фальшпола. Однако при расчете нагрузки на пол следует учитывать вес фальшпола.

Формула нагрузки на пол

Нагрузка на перекрытие составляет: (вес машины + (15 фунтов / фут2 x 0,5 svc чистый) + (10 фунтов / фут2 x общая площадь) / общая площадь

Нагрузка на пол не должна превышать 240 кг / м2 (50 фунтов / фут2) с припуском на перегородку 100 кг / м2 (20 фунтов / фут2) при общей номинальной нагрузке на пол 340 кг / м2 (70 фунтов / фут2).

При внедрении платформы промышленного оборудования (антресоли) многие неопытные поставщики сосредотачиваются на продаже оборудования, не гарантируя, что владельцы складов не перегружают пол здания. Слишком большой вес приводит к растрескиванию пола или возникновению опасных нарушений OSHA, вплоть до травм или смерти сотрудников. Наши партнеры по складированию в HOJ Innovations являются экспертами в области погрузочно-разгрузочных работ и складских решений. Они видели катастрофы, когда пол был построен неправильно, когда не учитывались вес платформы и ее груза.

Если вы хотите, чтобы кто-то помог или дважды проверил грузоподъемность вашего пола, позвоните им.

Они рады помочь!

801-266-8881

Типичный пол часто состоит из бетона толщиной в полфута и выдерживает нагрузку 25 000 фунтов. При загрузке пола тоннами оборудования необходимо заранее знать фактическую вместимость на квадратный фут. Не устанавливайте антресоли или другое тяжелое оборудование в вашем распределительном центре или на складе, не зная точных характеристик пола и пола объекта.В противном случае вам может грозить дорогой и опасный ремонт.

Вместимость этажа

Вместимость перекрытия зависит от толщины бетона, а также от степени сжатия почвы под плитой. Знание грузоподъемности платформы и расстояния между колоннами платформы - два критических показателя. Внутренние колонны платформы всегда будут нести наибольший вес, поскольку они поддерживают большую часть площади платформы в квадратных футах. Если плита может выдерживать внутренние нагрузки на колонны, то внешние колонны должны быть достаточно прочными.

На складах и в распределительных центрах плита первого этажа имеет решающее значение для эффективного функционирования объекта. Тем не менее, остается значительное недоразумение относительно спецификации, дизайна и конструкции. Спецификации по-прежнему часто слишком расплывчаты и обременительны для надлежащего рентабельного строительства с противоречивыми требованиями. Это приводит к плохой работе пола, поэтому обязательно поговорите с со специалистом в Hoj.

Хотя качество строительства в последние годы несколько улучшилось с появлением новых технологий и материалов, пол часто по-прежнему считается частью фундамента.Строители пола находятся в заведомо низкоквалифицированном и высококонкурентном секторе промышленности. Сами новые методы привели к некоторым трудностям, плохому планированию и непониманию конкретных характеристик.

Перед тем, как определить точную вместимость стеллажа для поддонов, обсуждение возможностей загрузки пола всегда начинается. Консультации с квалифицированной командой инженеров важны для правильного выбора конструкции и обращения с материалами.

Узнайте, как WarehouseOS может улучшить ваши складские операции

Сравнение стеллажа для трубок и обычного стеллажа

Одним из недавних решений, решающих ряд проблем, связанных с транспортировкой материалов, является система Tube Rack. Такой подход обеспечивает более прочную, безопасную и разумную альтернативу обычным стеллажным системам. Это улучшение инженерного, что приводит к столько, сколько 50 процентного уменьшения в поднятии на подножку для расчета плиты. Это значительно снижает требования к конструкции подъема перекрытий на всех объектах, включая общественные. Используйте Tube Racking для всех решений для хранения, таких как системы AS / RS. Ваш пол будет вам благодарен.

Resources - Соображения по нагрузке на перекрытия | TEUPEN Северная Америка - новый взгляд на доступ | Подъемники типа «паук» - Гусеничные подъемники - Уличные подъемники - Шарнирно-сочлененные подъемники

Живая нагрузка. Давление на грунт. Фунтов на квадратный фут. Арбористы могут столкнуться с определенными ситуациями, когда вес оборудования и номинальная нагрузка могут повлиять на конструкцию, которую они используют и на которой они едут на своей рабочей площадке, например, бассейны, патио и подъездные пути.Не нужно паниковать, будто пришло время промежуточных экзаменов. Вам помогут во всем разобраться.

Teupen здесь, чтобы предложить комплексные решения для ваших проблем доступа на высоту. Наши компактные гусеничные подъемники могут достигать высоты 92 фута, но они достаточно легкие, чтобы безопасно перемещаться практически по любой коммерческой поверхности. Прежде чем выбрать подходящее оборудование для работы, важно рассчитать требования к нагрузке на пол для любой поверхности, от бетонных плит до бетонной брусчатки.

Что именно мы рассчитываем? Вот несколько основных определений, которые могут прояснить распространенные заблуждения.

  • Force Impact Воздействие компактного подъемника на сам материал поверхности земли (плитка, бетон, дерево и т. Д.). Это измерение, которое определяет точку прокола материала поверхности и самой конструкции. Другой термин для этого понятия - «точечная нагрузка», и его следует учитывать при определении прочности материала поверхности при работе на нем оборудования, особенно в случае плитки. Сила обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).
  • Нагрузка на поверхность Влияние веса машины на материал поверхности. Это измерение отражает вес или массу машины в зоне контакта с полом. Здесь возникает вопрос: может ли материал поверхности выдержать общий переходный вес оборудования во время движения? В случае подъемника Teupen площадь поверхности гусениц, контактирующих с полом, намного больше, чем у колесной машины с аналогичными характеристиками.
  • Live Load Любые временные или переходные силы, действующие на здание или конструктивный элемент.К живым нагрузкам обычно относятся люди, мебель, автомобили и практически все остальное, что можно перемещать по зданию. Мы измеряем равномерные временные нагрузки в фунтах на квадратный фут (psf). Допустимая временная нагрузка будет значительно варьироваться в зависимости от занятости и ожидаемого использования конструкции или элемента конструкции. соображения Текущие нагрузки важны как во время транспортировки и эксплуатации оборудования на поверхности пола и несущей конструкции.
Приведенные выше определения важно понимать при расчете давления на грунт или нагрузки на пол для конкретной работы.Давление на грунт определяется как «давление, оказываемое объектом на землю, рассчитанное путем деления веса объекта на площадь его контакта с землей». Даже при таком точном определении существует несколько распространенных заблуждений относительно давления на грунт.
Несколько вещей, которые следует запомнить:
  • Обратитесь за помощью. Производитель или поставщик оборудования должен быть в состоянии предоставить все применимые измерения, необходимые для расчета воздействия оборудования на поверхность пола.
  • Знайте свои варианты. Подъемные рабочие платформы на гусеничном ходу имеют легкий вес и распределяют вес по гораздо большей площади, чем традиционное оборудование на колесной основе. Стандартный 60-футовый подъемник со стрелой весит приблизительно 24 000 фунтов по сравнению с моделью компактного подъемника Teupen TC69A весом 6600 фунтов.
  • Используйте под пластинами или опорными опорами . Использование подкладок, матов или подкладки обеспечит больший разброс веса и снизит как точечные, так и временные нагрузки на поверхность.
Хотя требования к нагрузке на пол поначалу могут показаться сложными, существует формула для определения правильных характеристик для каждой работы. С надежным партнером, оказывающим квалифицированную помощь в расчетах и ​​внедрении, вы можете быть уверены в бесперебойной работе на каждом этапе.

Расчет нагрузки на колонну, балку, стену и перекрытие

Самый важный момент в этой статье

Что такое столбец?

Элемент сжатия, т.е.е., колонна, является важным элементом каждой железобетонной конструкции . Они используются для безопасной передачи нагрузки надстройки на фундамент.

В основном колонны, стойки и опоры используются в качестве элементов сжатия в зданиях, мостах, опорных системах резервуаров, заводов и многих других подобных конструкций.

Колонна определяется как вертикальный сжимающий элемент, который в основном подвергается действующей длине и осевым нагрузкам, превышающей в три раза ее наименьший поперечный размер.

Элемент сжатия, эффективная длина которого меньше чем в три раза меньше его наименьшего поперечного размера, называется опорой.

Сжимающий элемент, который является наклонным или горизонтальным и подвергается осевым нагрузкам, называется распоркой. В фермах используются подкосы.

Функция колонн заключается в передаче нагрузки конструкции вертикально вниз для передачи ее на фундамент. Помимо стены выполняет также следующие функции:

(a) Он разделяет строительные зоны на разные отсеки и обеспечивает конфиденциальность.
(b) Обеспечивает защиту от взлома и насекомых.
(c) Сохраняет тепло в здании летом и зимой.

Также прочтите: Что такое Pier Foundation | Типы пробуренных опор | Преимущества и недостатки фундаментов пробуренных опор

Что такое луч?

Балка - это конструктивный элемент, устойчивый к изгибу. В основном балка несет на себе вертикальные силы тяжести, но также тянет на нее горизонтальные нагрузки.

Балка называется стеновой плитой или порогом , которая переносит передачи и нагружает их на балки, колонны или стены.Он прикреплен с помощью.

В ранние века древесина была наиболее предпочтительным материалом для использования в качестве балки для этой структурной опоры, теперь она выдерживает силу вместе с вертикальной гравитационной силой, теперь они сделаны из алюминия, стали или других подобных материалов. .

Фактически балки - это конструкционные материалы, которые выдерживают поперечную силу нагрузки и изгибающий момент.

Для того, чтобы выдерживать большее напряжение и нагрузку, предварительно напряженные бетонные балки широко используются в настоящее время в фундаменте мостов и других подобных громоздких конструкций.

Несколько известных балок, используемых в настоящее время, поддерживаются балкой, фиксированной балкой, консольной балкой, неразрезной балкой, нависающей балкой.

Что такое стена?

Стена - структурный элемент, который разделяет пространство (комнату) на два пространства (комнаты), а также обеспечивает безопасность и укрытие. Как правило, стены подразделяются на два типа: внешнюю и внутреннюю.

Наружные стены служат ограждением для дома для укрытия, а внутренние стены помогают разделить ограждение на необходимое количество комнат.Внутренние стены также называются перегородками.

Стены делят жилую зону на разные части. Они обеспечивают конфиденциальность и защиту от температуры, дождя и кражи.

Также прочтите: Что такое гипс | Тип штукатурки | Дефекты штукатурки

Что такое плита?

Плита предназначена для обеспечения плоских поверхностей, обычно горизонтальных, на крышах зданий, перекрытиях, мостах и ​​других типах конструкций .Плита могла поддерживаться стенами , железобетонными балками, обычно монолитными с плитой , конструкционными стальными балками, либо колоннами , либо из земли.

Плита - это пластинчатый элемент, имеющий глубину (D), очень маленькую по сравнению с его длиной и шириной. Плита используется в качестве перекрытия или крыши в зданиях, равномерно переносит распределительную нагрузку.

Плита может быть

  • Просто поддерживается.
  • Continuos.
  • Консоль.

Расчет различных нагрузок на колонну, балку, стену и перекрытие

  1. Столбец = Собственный вес x Количество этажей
  2. Балки = Собственная масса на погонный метр
  3. Нагрузка на стену на погонный метр
  4. Общая нагрузка на плиту (постоянная нагрузка + динамическая нагрузка + ветровая нагрузка + собственный вес)

Помимо указанной выше нагрузки, на колонны также действуют изгибающие моменты, которые необходимо учитывать при окончательном проектировании.

Эти инструменты представляют собой упрощенный и трудоемкий метод ручных расчетов для проектирования конструкций, который в настоящее время настоятельно рекомендуется в полевых условиях.

Наиболее эффективным методом проектирования конструкций является использование передового программного обеспечения для проектирования конструкций, такого как STAAD Pro или ETABS.

для профессионального проектирования конструкций, есть несколько основных допущений, которые мы используем для расчетов нагрузок на конструкции.

Также прочтите: Введение в портальную балку | Нагрузка на портальный желоб | Тип нагрузки на портальный желоб

Как загрузить расчет в столбец:

, мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг / м 3 , , что эквивалентно 24.54 кн / м 3 , а собственный вес стали составляет около 7850 кг / м 3 . (Примечание: 1 килоньютон равен 101,9716 килограмму)

Итак, если мы примем размер колонны 300 мм x 600 мм с 1% стали и 2,55 (, почему 2,55 так, высота колонны 3 м - размер балки ) метров Стандартная высота , собственный вес колонны около 1000 кг на пол , что id равно 10 кН.

  1. Объем бетона = 0.30 x 0,60 x 2,55 = 0,459 м³
  2. Вес бетона = 0,459 x 2400 = 1101,60 кг
  3. Вес стали (1%) в бетоне = 0,459 x 1% x 7850 = 36,03 кг
  4. Общий вес колонны = 1101,60 + 36,03 = 1137,63 кг = 11,12 кН

При проведении расчетов мы предполагаем, что собственный вес колонн составляет от от 10 до 12 кН на этаж.

Расчет балочной нагрузки:

Мы применяем тот же метод расчета для балки.

мы предполагаем, что каждый метр балки имеет размеры 300 мм x 600 мм. без учета толщины плиты.

Предположим, что каждый (1 м) метр балки имеет размер

  1. Шаг 1. 300 мм x 600 мм без плиты.
  2. Шаг 2. Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 1 = 0,18 м³
  3. Шаг 3. Вес бетона = 0,18 x 2400 = 432 кг
  4. Шаг 4. Вес стали (2%) в бетоне = 0,18 x 2% x 7850 = 28.26 кг
  5. Шаг 5. Общий вес колонны = 432 + 28,26 = 460,26 кг / м = 4,51 кН / м

Таким образом, собственный вес будет около 4,51 кН на погонный метр.

Также прочтите: Разница между битумом и гудроном | Что такое битум | Что такое смола

Расчет нагрузки на стену :

мы знаем, что плотность кирпича варьируется от 1800 до 2000 кг / м 3 .

Для кирпичной стены толщиной 9 дюймов (230 мм), высотой 2,55 метра и длиной 1 метр ,

Нагрузка на погонный метр должна быть равна 0,230 x 1 x 2,55 x 2000 = 1173 кг / метр,

, что эквивалентно 11,50 кН / м.

Этот метод можно использовать для расчета нагрузки кирпича на погонный метр для любого типа кирпича с использованием этого метода.

Для блоков из газобетона и блоков из автобетона (ACC), таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр составляет от 550 до 650 кг. на кубический метр.

Нагрузка / погонный метр равняется 0,230 x 1 x 2,55 x 650 = 381,23 кг

, если вы используете эти блоки для строительства, нагрузка на стену на погонный метр может составлять всего 3,74 кН / метр , использование этого блока может значительно снизить стоимость проекта.

Расчет нагрузки на перекрытие :

Пусть, Предположим, плита имеет толщину 150 мм.

Таким образом, собственный вес каждого квадратного метра плиты будет

.

Расчет нагрузки на перекрытие = 0.150 x 1 x 2400 = 360 кг, что эквивалентно 3,53 кН.

Теперь, если мы рассмотрим нагрузку на чистовую отделку пола равной 1 кН на метр , добавленная временная нагрузка составит 2 кН на метр, а ветровая нагрузка согласно Is 875 Около 2 кН на метр .

Итак, исходя из приведенных выше данных, мы можем оценить нагрузку на плиту примерно в от 8 до 9 кН на квадратный метр.

Как рассчитать нагрузку на перекрытие стены балки колонны | कॉलम बीम दीवार स्लैब को कैसे गणना लोड करें

Часто задаваемые вопросы

Расчет нагрузки на колонну:

мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг / м3, , что эквивалентно 240 кН, а собственный вес стали составляет около 8000 кг / м3.

Итак, если мы предположим размер колонны 230 мм x 600 мм с 1% стали и стандартной высотой 3 метра, собственный вес колонны составит около 1000 кг на пол, что id равно 10 кН.

  • Шаг 1. Объем бетона = 0,23 x 0,60 x 3 = 0,414 м³
  • Шаг 2. Вес бетона = 0,414 x 2400 = 993,6 кг
  • Шаг 3. Вес стали (1%) в бетоне = 0,414x 0,01 x 8000 = 33 кг
  • Шаг 4.Общий вес колонны = 994 + 33 = 1026 кг = 10KN

Расчет нагрузки на стену

Известно, что плотность кирпича колеблется от 1500 до 2000 кг на кубический метр.

Для стены из кирпича толщиной 6 дюймов высотой 2,7 метра и длиной 1 метр,

Нагрузка / погонный метр должна быть равна 0,150 м (6 дюймов) x 1 x 2,7 x 2000 = 810 кг,

, что эквивалентно 7,943 кН / м .( 1 килограмм равен 0,00980665 килоньютон)

Расчет балочной нагрузки

  • Шаг 1. 300 мм x 600 мм без плиты.
  • Шаг 2. Объем бетона = 0,30 x 0,60 x 1 = 0,18 м³
  • Шаг 3. Вес бетона = 0,18 x 2400 = 432 кг
  • Шаг 4. Вес стали (2%) в бетоне = 0,18 x 2% x 7850 = 28,26 кг
  • Шаг 5. Общий вес столбца = 432 + 28,26 = 460.26 кг / м = 4,51 кН / м

Нагрузка на колонну:

Колонна является важным структурным элементом конструкции RCC, который помогает передавать нагрузку надстройки на фундамент. Это вертикальный сжимающий элемент, подверженный прямой осевой нагрузке , и его эффективная длина в три раза больше, чем его наименьший поперечный размер.

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение -

Живые нагрузки на полы библиотек и зданий газетных архивов

Для оценки длительных нагрузок книжных полок на единицу площади использовались два платформенных весы, каждая вместимостью 4 человека.9 кН (1,1 тысячи фунтов). При этом книги по инженерному делу, рисованию и архитектуре были выбраны в качестве типичных загрузок библиотечной зоны. И журналы по инженерным и общественным наукам были выбраны для области газетного архива. Затем типичная полка была взвешена (рис. 4c), а затем публикации были тщательно взвешены на каждом выступе до полного набора книжных полок (рис. 5). В этом процессе был проведен строгий контроль веса выступов и полок, чтобы выполнить статистический анализ фактических нагрузок, как описано ниже.

Рис.5

Полевые работы (процесс взвешивания)

Типичные результаты двусторонних книжных стопок (полки и публикации) показаны на рис. 6. Стоит отметить, что некоторые книжные полки прикладывают более 4,50 кН (9,92 тысячи фунтов) к плите, что может соответствовать расчетным условиям. Фактически, согласно ASCE 7–16, перекрытия штабелей в библиотеках должны быть спроектированы таким образом, чтобы безопасно выдерживать сосредоточенную нагрузку, равную 4,45 кН (9,81 тысячи фунтов), в наиболее неблагоприятном положении. Эта рекомендация согласуется с результатами на полу библиотеки (рис.6a), но необходимо увеличить это значение на 20 процентов (5,3 кН; 11,7 тысяч фунтов), чтобы добиться лучшего представления реальных эффектов на полу газетного архива (рис. 6b).

Рис.6

Расположение измеренных нагрузок (0,5 кН / м 2 = 10,44 фунт / кв. Дюйм)

Влияние площади

Расчетные временные нагрузки - это максимальные нагрузки, ожидаемые от предполагаемого использования или занятости, и не должны быть меньше минимальных равномерно распределенных удельных нагрузок, установленных в кодексах (e.г., ASCE 7–16; MCBC-17). Разброс усредненной нагрузки (временные нагрузки, разделенные на площадь, на которую они действуют) становится меньше по мере увеличения площади. Это связано с тем, что временные нагрузки усредняются по площади. Поэтому интенсивность основной временной нагрузки следует определять с учетом влияния площади.

Для вышеупомянутого, при вычислении статистических значений, обследованные данные были разделены на квадратные единицы площади, такие как 1 м 2 , 4 м 2 (2 м × 2 м) и 9 м 2 (3 м × 3 м) до 100 м 2 (10 м × 10 м), и для каждого случая рассчитывались усредненные нагрузки.В кодах эта тенденция оценивается коэффициентом уменьшения площади k a , рассмотренным выше. Полученные результаты для библиотеки и газетного архива представлены на рис. 7, который также включает нормативный коэффициент уменьшения площади жилых квартир и офисных зданий согласно MCBC-17 (уравнение 4).

Рис.7

Интенсивность динамической нагрузки на единицу площади (1,0 кН / м 2 = 20,89 фунт / фут)

Результаты на рис. 6 называются анализом усредненной интенсивности динамической нагрузки для единичных квадратных площадей.Модели нагрузки зависят от площади (Чой, 1991). В целом ожидается, что значения нагрузки будут небольшими для больших площадей и будут расти для небольших площадей. Однако изменение временных нагрузок на полы библиотек и газетных архивов менее чувствительно к зоне воздействия по сравнению с фактором для жилых квартир или офисных зданий. Фактически, временные нагрузки практически постоянны от 25 м 2 , равны 2,6 кН / м 2 (54,3 фунта на квадратный дюйм) для библиотеки и 3,0 кН / м 2 (62.7 psf) для газетного архива. Это означает, что величина может быть установлена ​​независимо от области воздействия на практике, потому что нагрузка, создаваемая книжными полками, состоит из нагрузок, которые переносятся и распределяются по областям с небольшими и плавными колебаниями. Эта тенденция поддерживает рекомендацию ASCE 7-16 и MCBC-17, в которых снижение равномерных динамических нагрузок в областях штабеля в зависимости от площади, поддерживаемой элементом или площадью притока, ни при каких условиях не допускается.

Выборка людей

Равномерно распределенные временные нагрузки, установленные в кодах, также включают вес обычно присутствующих пользователей.Соотношение величин нагрузки, создаваемой людьми в обычных ситуациях нагрузки, и нагрузки, вызываемой мебелью, может значительно варьироваться в зависимости от типа конструкции и загруженности в течение дня.

Например, в жилых квартирах и офисных зданиях ожидается, что только небольшая часть временной нагрузки будет присутствовать во время чрезвычайного события по сравнению с статической нагрузкой; тем не менее, такое восприятие может не подходить для штабельных помещений.Имея это в виду, параллельно с взвешиванием книжных полок, выборка людей была проведена в читальном зале (рис. 8а) и в коридорах кладовых в библиотеке (рис. 8б). Выборка людей в архиве газеты не рассматривалась, так как это зона ограниченного доступа. Вес людей здесь считался постоянным во времени (точно так же, как колеблющаяся часть веса книжных полок).

Рис.8

Районы отбора людей

Выборка пользователей проводилась с 7:00 до 21:00 в рабочие дни на площадях от примерно 100 м 2 .В читальном зале измерения проводились в течение 32 рабочих дней (почти 2 месяца), а отбор проб - в течение 66 рабочих дней в проходах кладовых (более 3 месяцев). Учебный год в этом университете делится на триместр. Триместр состоит из 12 недель интенсивного обучения, включая несколько периодов экзаменов. По этой причине отбор проб в проходах штабельных комнат проводился в течение 13,2 недель (66 дней), чтобы охватить обычные учебные недели, сезоны экзаменов и недели перерывов.Количество пользователей в зависимости от времени суток показано на рис. 9.

рис. 9

Согласно результатам, максимальное количество пользователей в читальном зале произошло около полудня и составило не более 35 человек (рис. 9a). Напротив, шесть были максимальным количеством пользователей в проходах штабельных комнат (рис. 9b). Предполагая, что 0,70 кН (0,16 тысячи фунтов) на человека, основанное на аналогичных исследованиях (Руис и Сориано, 1997; Руис и Сампайо-Трухильо, 1997), вес на единицу площади, привязанной к пользователям, будет 0,042 кН / м 2 в худшем случае. случайный сценарий (6 × 0.7 кН / 100 м 2 ). Это означает, что большая часть динамической нагрузки в штабелях тесно связана с весом полок и публикаций. А ведь в газетных архивах живая нагрузка зависит только от мебели, так как количество пользователей стремится к нулю.

Этот результат актуален в отношении учета динамических нагрузок в сейсмическом анализе, поскольку во время землетрясения в библиотеках или газетных архивах не будет уменьшена или удалена нагрузка. В других случаях использования в зданиях нормативные проценты обычно не ставятся под сомнение, поскольку временные нагрузки могут быть не столь значительными.В хранилищах динамическое усиление динамических нагрузок было ранее выявлено и исследовано в гаражах для автомобилей (Wen and Yeo, 2001) или штабелях контейнеров (Smith-Pardo et al. 2015). Согласно полученным результатам для штабельных помещений, временные нагрузки (1) могут превышать статическую нагрузку (рис. 6), а (2) практически постоянны для практических целей (рис. 9). По этой причине некоторые нормы требуют рассмотрения 25 процентов временной нагрузки как инерции в перекрытиях хранилищ (например, ASCE / SEI 7-10), но могут быть недостаточно консервативными и требуют дальнейшего изучения для разработки нормативного предложения. .

Несмотря на эту негативную панораму, во время землетрясения плиты хранения могут скользить или раскачиваться, и это действие влияет на то, как здание реагирует на возбуждение. Поскольку такое движение сопровождается диссипацией энергии, связанной с трением или ударами, только часть динамической нагрузки эффективно способствует действию сил инерции на конструкцию (Smith-Pardo et al. 2015). В любом случае желательны дальнейшие анализы для оценки рассеяния энергии при боковых сейсмических нагрузках, чтобы откалибровать снижение временной нагрузки в кодах.

Напротив, ситуация может быть совершенно иной для читальных залов, где вес пользователей составляет большую часть общей временной нагрузки. Таким образом, ожидается снижение гравитационной нагрузки во время сильного землетрясения, как установлено в действующих нормах (рис. 1b).

Наконец, учитывая временную концентрацию, людей и мебель следует оценивать отдельно из-за их различного расположения. По этой причине и с учетом того, что вес пользователей невелик, нижеследующее обсуждение, которое претендует на лучшее понимание живых нагрузок в библиотеках, сосредотачивает внимание в основном на загрузке книжных полок.

Расчет нагрузки на силомер / плавающий пол - Gearslutz

Цитата:

Сообщение от jhbrandt ➡️ Jai,

В зависимости от того, какой пол вы собираетесь положить поверх этой «системы», вы, вероятно, не захотите ставить стены на , «плавающий» пол. Отдельно следует изолировать стены.

Тогда ваши статические и временные нагрузки на пол будут разумными, а общая нагрузка будет «распределяться» по полу, так что вы можете безопасно проложить «предсказуемую» сетку.

Мы никогда не изолируем стены и пол отдельно. Они всегда находятся наверху плавающего пола. Мы никогда не видели никаких преимуществ в том, чтобы не класть их на пол, только неудобства и проблемы с устойчивостью конструкции. Мы строим бункеры, и сразу все это сплавляем.

Но я понимаю, что при регулярном использовании небольших подушечек, распределенных по всей поверхности, возникнут некоторые проблемы несоответствия нагрузки; но ничего, что нельзя было бы вычислить - что затем показало бы, как нужно переставить контактные площадки.

Я не понимаю, как отсутствие стен на полу помогает перераспределить нагрузку. Я бы сказал, что их расположение на полу действительно помогает с перераспределением нагрузки, поскольку вы можете распределить нагрузки на кромки и секции на более широкую поверхность (мы только что сделали это в Нидерландах со зданием, в котором были проблемы с несущей способностью. Инженер-строитель распределял нагрузку на довольно большой площади и избежали необходимости усиливать все это локально)

Но мы все равно не работаем с системами развязки, подобными контактным площадкам.Обычно мы работаем с длинными скамейками. Перераспределение нагрузки всегда точно рассчитывается, а пружины Sylomer / BSW Regufoam / пружины располагаются в стратегических точках.

Полы, которые мы используем, очень жесткие и прочные (с использованием стальных настилов и т. Д.). И я могу только порекомендовать сделать пол максимально жестким ... И сделать его тоже тяжелым.

@ Jai: важным моментом, который слишком часто игнорируется, является также расчет резонансной частоты конструкции пола, чтобы убедиться, что это не будет проблемой относительно собственной частоты Sylomer при расчетной нагрузке.

Если у вас нет программного обеспечения для этого, вы можете сделать это таким образом, используя оценку, основанную на работе Рэлея.

Допустим, у вас есть заданная стальная секция настила + тяжелый бетон со стальным армированным полом размером 16 м на 1,25 м, который лежит на концах на 2 скамьях Sylomer и промежуточной скамье посередине со стальным настилом, ориентированным по длине. Механически система стального настила распределяет нагрузку в направлении, параллельном волнам (ориентация настила), что позволяет нам моделировать поведение пола, рассматривая его целые балочные элементы из 1.Ширина 25м на 16м.

(В качестве примечания, для частот ниже 8 Гц максимальное ускорение не может превышать:
- 0,125 м / с2: заметны колебания пола
- 0,40 м / с2: колебания пола проблематичны)
восприятие увеличивается с частотой.)

Мы используем статическую нагрузку (собственный вес конструкции + другие постоянные нагрузки) для расчета резонансной частоты пола. К этой нагрузке можно безопасно добавить маржу от 10 до 15%.

Если у нас есть средняя нагрузка на пол, например: 4,4 кН / м2

, мы имеем:

Линейные общие нагрузки на элементы настила: 4,4 × 1,25 = 5,5 кН / мл
Нагрузка на основные балки (здесь скамьи Sylomer): 4,4 × 1,25 × 0,5 = 2,75 кН / мл
Нагрузка на промежуточную балку (здесь скамья Sylomer): 4,4 × 1,25 = 5,5 кН / мл

Таким образом, для пола с локально сосредоточенными нагрузками, подобными этому (на скамьях), расчетный основной период T определяется как:

T = 2π * sqrt ((Σ | Pi | δi) / ( gΣPiδi))

Pi - нагрузка в точке i
δi - деформация под нагрузкой i;
g - ускорение

Например, если T = 0,1659, тогда резонансная частота пола будет 1 / T = 1 / 0,1659 = 6,0 Гц

Быстрая и грубая оценка, которую вы можете использовать, чтобы получить резонансная частота для стендовых систем + бетонный пол со стальным настилом без промежуточного уступа составляет 18,07 / δ.

Еще один момент, о котором часто забывают: под полом не может быть воздуха, иначе воздух будет сжиматься и, вероятно, влиять (и даже влиять!) На собственную частоту системы. Так что выпустите все это ...

1.2: Структурные нагрузки и система нагружения

2.1.4.1 Дождевые нагрузки

Дождевые нагрузки - это нагрузки из-за скопившейся массы воды на крыше во время ливня или сильных осадков. Этот процесс, называемый пондированием, в основном происходит на плоских крышах и крышах с уклоном менее 0 °.25 дюймов / фут. Заливка крыш возникает, когда сток после атмосферных осадков меньше количества воды, удерживаемой на крыше. Вода, скопившаяся на плоской или малоскатной крыше во время ливня, может создать большую нагрузку на конструкцию. Поэтому это необходимо учитывать при проектировании здания. Совет Международного кодекса требует, чтобы на крышах с парапетами были первичные и вторичные водостоки. Первичный водосток собирает воду с крыши и направляет ее в канализацию, а вторичный сток служит резервным на случай засорения первичного водостока.На рисунке 2.3 изображена крыша и эти дренажные системы. Раздел 8.3 стандарта ASCE7-16 определяет следующее уравнение для расчета дождевых нагрузок на неотклоненную крышу в случае, если основной слив заблокирован:

где

  • R = дождевая нагрузка на неотклоненную крышу в фунтах на кв. Дюйм или кН / м 2 .
  • d s = глубина воды на неотклоненной крыше до входа во вторичную дренажную систему (т.е.е. статический напор) в дюймах или мм.
  • d h = дополнительная глубина воды на неотклоненной крыше над входом во вторичную дренажную систему (т. Е. Гидравлический напор) в дюймах или мм. Это зависит от скорости потока, размера дренажа и площади дренажа каждого дренажа.

Расход Q в галлонах в минуту можно рассчитать следующим образом:

Q (галлонов в минуту) = 0,0104 Ai

где

  • A = площадь крыши в квадратных футах, осушаемая дренажной системой.
  • и = 100 лет, 1 час. интенсивность осадков в дюймах в час для местоположения здания, указанного в правилах водоснабжения.

Рис. 2.3. Водосточная система с крыши (адаптировано из Международного совета по кодам).

2.1.4.2 Ветровые нагрузки

Ветровые нагрузки - это нагрузки, действующие на конструкции ветровым потоком. Ветровые силы были причиной многих структурных нарушений в истории, особенно в прибрежных регионах. Скорость и направление ветрового потока непрерывно меняются, что затрудняет точное прогнозирование давления ветра на существующие конструкции.Это объясняет причину значительных усилий по исследованию влияния и оценки ветровых сил. На рисунке 2.4 показано типичное распределение ветровой нагрузки на конструкцию. Основываясь на принципе Бернулли, взаимосвязь между динамическим давлением ветра и скоростью ветра может быть выражена следующим образом при визуализации потока ветра как потока жидкости:

где

  • q = атмосферное динамическое давление ветра в фунтах на квадратный фут.
  • ρ = массовая плотность воздуха.
  • V = скорость ветра в милях в час.

Базовая скорость ветра для определенных мест в континентальной части США может быть получена из основной контурной карты скорости в ASCE 7-16 .

Предполагая, что удельный вес воздуха для стандартной атмосферы составляет 0,07651 фунт / фут 3 и подставляя это значение в ранее указанное уравнение 2.1, можно использовать следующее уравнение для статического давления ветра:

Для определения величины скорости ветра и его давления на различных высотах над уровнем земли прибор ASCE 7-16 модифицировал уравнение 2.2 путем введения некоторых факторов, учитывающих высоту сооружения над уровнем земли, важность сооружения для жизни и имущества человека, а также топографию его местоположения, а именно:

где

K z = коэффициент скоростного давления, который зависит от высоты конструкции и условий воздействия. Значения K z приведены в таблице 2.4.

K zt = топографический фактор, который учитывает увеличение скорости ветра из-за внезапных изменений топографии там, где есть холмы и откосы.Этот коэффициент равен единице для зданий на ровной местности и увеличивается с высотой.

K d = коэффициент направленности ветра. Он учитывает уменьшенную вероятность максимального ветра, идущего с любого заданного направления, и уменьшенную вероятность развития максимального давления при любом направлении ветра, наиболее неблагоприятном для конструкции. Для конструкций, подверженных только ветровым нагрузкам, K d = 1; для конструкций, подвергающихся другим нагрузкам, помимо ветровой, значения K d приведены в таблице 2.5.

  • K e = коэффициент высоты земли. Согласно разделу 26.9 в ASCE 7-16 , он выражается как K e = 1 для всех отметок.
  • V = скорость ветра, измеренная на высоте z над уровнем земли.

Три условия воздействия, классифицированные как B, C и D в таблице 2.4, определены с точки зрения шероховатости поверхности следующим образом:

Воздействие B: Шероховатость поверхности для этой категории включает городские и пригородные зоны, деревянные участки или другую местность с близко расположенными препятствиями.Эта категория применяется к зданиям со средней высотой крыши ≤ 30 футов (9,1 м), если поверхность простирается против ветра на расстояние более 1500 футов. Для зданий со средней высотой крыши более 30 футов (9,1 м) эта категория будет применяться, если шероховатость поверхности с наветренной стороны превышает 2600 футов (792 м) или в 20 раз превышает высоту здания, в зависимости от того, что больше.

Экспозиция C: Экспозиция C применяется там, где преобладает шероховатость поверхности C. Шероховатость поверхности C включает открытую местность с разбросанными препятствиями высотой менее 30 футов.

Воздействие D: Шероховатость поверхности для этой категории включает квартиры, гладкие илистые отмели, солончаки, сплошной лед, свободные участки и водные поверхности. Воздействие D применяется, когда шероховатость поверхности D простирается против ветра на расстояние более 5000 футов или в 20 раз больше высоты здания, в зависимости от того, что больше. Это также применимо, если шероховатость поверхности с наветренной стороны составляет B или C, и площадка находится в пределах 600 футов (183 м) или 20-кратной высоты здания, в зависимости от того, что больше.

Таблица 2.4. Коэффициент воздействия скоростного давления, K z , как указано в ASCE 7-16 .

Таблица 2.5. Коэффициент направленности ветра, K d , как указано в ASCE 7-16 .

Тип конструкции

К d

Основная система сопротивления ветровой нагрузке (MWFRS)

Комплектующие и облицовка

0.85

0,85

Арочные крыши

0,85

Дымоходы, резервуары и аналогичные конструкции

Площадь

Шестиугольный

Круглый

0.9

0,95

0,95

Сплошные отдельно стоящие стены и сплошные отдельно стоящие и прикрепленные вывески

0,85

Открытые вывески и решетчатый каркас

0,85

Фермерские башни

Треугольная, квадратная, прямоугольная

Все прочие сечения

0.85

0,95

Чтобы получить окончательное внешнее давление для расчета конструкций, уравнение 2.3 дополнительно модифицируется следующим образом:

где

  • P z = расчетное давление ветра на лицевую поверхность конструкции на высоте z над уровнем земли. Он увеличивается с высотой на наветренной стене, но остается постоянным с высотой на подветренной и боковых стенах.
  • G = фактор порыва ветра. G = 0,85 для жестких конструкций с собственной частотой ≥ 1 Гц. Коэффициенты порывов ветра для гибких конструкций рассчитываются с использованием уравнений в ASCE 7-16 .
  • C p = коэффициент внешнего давления. Это часть внешнего давления на наветренные стены, подветренные стены, боковые стены и крышу. Значения C p представлены в таблицах 2.6 и 2.7.

Чтобы вычислить ветровую нагрузку, которая будет использоваться для расчета стержня, объедините внешнее и внутреннее давление ветра следующим образом:

где

GC pi = коэффициент внутреннего давления из ASCE 7-16 .

Рис. 2.4. Типичное распределение ветра на стенах конструкции и крыше.

Таблица 2.6. Коэффициент давления на стенку, C p , как указано в ASCE 7-16 .

Примечания:

1. Положительные и отрицательные знаки указывают на давление ветра, действующее по направлению к поверхностям и от них.

2. L - это размер здания, перпендикулярный направлению ветра, а B - размер, параллельный направлению ветра.

Таблица 2.7. Коэффициенты давления на крышу, C p , для использования с q h , как указано в ASCE 7-16 .

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Двухэтажное здание, показанное на рисунке 2.5 - это начальная школа, расположенная на ровной местности в пригороде, со скоростью ветра 102 миль в час и категорией воздействия B. Какое давление скорости ветра на высоте крыши для основной системы сопротивления ветровой силе (MWFRS)?

Рис. 2.5. Двухэтажное здание.

Решение

Средняя высота крыши ч = 20 футов

В таблице 26.10-1 из ASCE 7-16 указано, что если категория воздействия - B и коэффициент воздействия скоростного давления для h = 20 ′, то K z = 0.7.

Коэффициент топографии из раздела 26.8.2 ASCE 7-16 составляет K zt = 1,0.

Коэффициент направленности ветра для MWFRS, согласно таблице 26.6-1 в ASCE 7-16 , составляет K d = 0,85.

Используя уравнение 2.3, скоростное давление на высоте 20 футов для MWFRS составляет:

В некоторых географических регионах сила, оказываемая скопившимся снегом и льдом на крышах зданий, может быть довольно огромной и может привести к разрушению конструкции, если не будет учтена при проектировании конструкции.

Предлагаемые расчетные значения снеговых нагрузок приведены в нормах и проектных спецификациях. Основой для расчета снеговых нагрузок является так называемая снеговая нагрузка на грунт. Снеговая нагрузка на грунт определяется Международными строительными нормами (IBC) как вес снега на поверхности земли. Снеговые нагрузки на грунт для различных частей США можно получить из контурных карт в ASCE 7-16 . Некоторые типичные значения снеговых нагрузок на грунт из этого стандарта представлены в таблице 2.8. После того, как эти нагрузки для требуемых географических областей установлены, их необходимо изменить для конкретных условий, чтобы получить снеговую нагрузку для проектирования конструкций.

Согласно ASCE 7-16 расчетные снеговые нагрузки для плоских и наклонных крыш можно получить с помощью следующих уравнений:

где

  • р f = расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу.
  • р s = расчетная снеговая нагрузка для скатной крыши.
  • р г = снеговая нагрузка на грунт.
  • I = фактор важности. См. Таблицу 2.9 для значений коэффициента важности в зависимости от категории здания.
  • C e = коэффициент воздействия. См. Таблицу 2.10 для значений коэффициента воздействия в зависимости от категории местности.
  • C t = тепловой коэффициент. См. Таблицу 2.11 для типичных значений.
  • C s = коэффициент наклона.Значения C s приведены в разделах с 7.4.1 по 7.4.4 ASCE 7-16 , в зависимости от различных факторов.

Таблица 2.8. Типичные снеговые нагрузки на грунт, указанные в ASCE 7-16.

Расположение

Нагрузка (PSF)

Ланкастер, Пенсильвания

Якутат, АК

Нью-Йорк, NY

Сан-Франциско, Калифорния

Чикаго, Иллинойс

Таллахасси, Флорида

30

150

30

5

25

0

Таблица 2.9. Коэффициент значимости снеговой нагрузки Is, как указано в ASCE 7-16.

Категория риска конструкции

Фактор важности

Я

II

III

IV

0.8

1,0

1,1

1,2

Таблица 2.10. Коэффициент экспозиции, C e , как указано в ASCE 7-16 .

Таблица 2.11. Температурный коэффициент, C t , как указано в ASCE 7-16 .

Температурные условия

Температурный коэффициент

Все конструкции, кроме указанных ниже

1.0

Конструкции, поддерживаемые чуть выше точки замерзания, и другие конструкции с холодными вентилируемыми крышами, в которых термическое сопротивление (значение R) между вентилируемым и отапливаемым помещениями превышает 25 ° F × h × ft 2 / BTU (4,4 K × м 2 / Вт)

1,1

Неотапливаемые и открытые конструкции

1.2

Сооружения намеренно удерживаются ниже нуля

1,3

Теплицы с постоянным обогревом и крышей, имеющей тепловое сопротивление (значение R) менее 2,0 ° F × в × фут 2 / BTU

0,85

Пример 2.4

Одноэтажный отапливаемый жилой дом, расположенный в пригородной зоне Ланкастера, штат Пенсильвания, считается частично незащищенным. Крыша дома с уклоном 1 на 20, без нависающего карниза. Какова расчетная снеговая нагрузка на крышу?

Решение

Согласно рис. 7.2-1 в ASCE 7-16 , снеговая нагрузка на грунт для Ланкастера, штат Пенсильвания, составляет

р г = 30 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку 30 psf> 20 psf, доплата за дождь на снегу не требуется.

Чтобы найти уклон крыши, используйте θ = arctan

.

Согласно ASCE 7-16 , поскольку 2,86 ° <15 °, крыша считается пологой. В таблице 7.3-2 в ASCE 7-16 указано, что тепловой коэффициент для обогреваемой конструкции составляет ° C t = 1,0 (см. Таблицу 2.11).

Согласно таблице 7.3-1 в ASCE 7-16 , коэффициент воздействия для частично открытой местности категории B составляет C e = 1.0 (см. Таблицу 2.10).

В таблице 1.5-2 в ASCE 7-16 указано, что фактор важности I s = 1,0 для категории риска II (см. Таблицу 2.9).

Согласно уравнению 2.6 снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет:

Так как 21 фунт / фут> 20 I с = (20 фунт / фут) (1) = 20 фунт / кв. Дюйм. Таким образом, расчетная снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 21 фунт / фут.

2.1.4.4 Сейсмические нагрузки

Смещение грунта, вызванное сейсмическими силами во многих географических регионах мира, может быть весьма значительным и часто повреждает конструкции.Это особенно заметно в регионах вблизи активных геологических разломов. Таким образом, большинство строительных норм и правил требуют, чтобы конструкции были спроектированы с учетом сейсмических сил в таких областях, где вероятны землетрясения. Стандарт ASCE 7-16 предоставляет множество аналитических методов для оценки сейсмических сил при проектировании конструкций. Один из этих методов анализа, который будет описан в этом разделе, называется процедурой эквивалентной боковой силы (ELF). Поперечный сдвиг основания V и поперечная сейсмическая сила на любом уровне, вычисленные с помощью ELF, показаны на рисунке 2.6. Согласно процедуре, общий статический поперечный сдвиг основания, V , в определенном направлении для здания определяется следующим выражением:

где

V = боковой сдвиг основания здания. Расчетное значение В должно удовлетворять следующему условию:

Вт = эффективный сейсмический вес здания. Он включает в себя полную статическую нагрузку здания, его постоянного оборудования и перегородок.

T = основной естественный период здания, который зависит от массы и жесткости конструкции. Он рассчитывается по следующей эмпирической формуле:

C t = коэффициент периода строительства. Значение C t = 0,028 для каркасов из конструкционной стали, стойких к моменту, 0,016 для железобетонных жестких рам и 0,02 для большинства других конструкций (см. Таблицу 2.12).

n = высота самого высокого уровня здания, а x = 0.8 для стальных жестких рам, 0,9 для жестких железобетонных рам и 0,75 для других систем.

Таблица 2.12. C t значения для различных структурных систем.

Структурная система

C т

х

Рамы, сопротивляющиеся моменту стальные

Рамы с эксцентриситетом (EBF)

Все прочие конструкционные системы

0.028

0,03

0,02

0,8

0,75

0,75

S DI = расчетное спектральное ускорение. Он рассчитывается с использованием сейсмической карты, которая обеспечивает расчетную интенсивность землетрясения для конструкций в местах с T = 1 секунда.

S DS = расчетное спектральное ускорение.Он оценивается с использованием сейсмической карты, которая обеспечивает расчетную интенсивность землетрясения для конструкций с T = 0,2 секунды.

R = коэффициент модификации отклика. Это объясняет способность структурной системы противостоять сейсмическим силам. Значения R для нескольких распространенных систем представлены в таблице 2.13.

I = фактор важности. Это мера последствий для жизни человека и материального ущерба в случае выхода конструкции из строя.Значение фактора важности равно 1 для офисных зданий, но равняется 1,5 для больниц, полицейских участков и других общественных зданий, где в случае разрушения конструкции ожидается большая гибель людей или повреждение имущества.

Таблица 2.13. Коэффициент модификации ответа, R, как указано в ASCE 7-16.

Система сейсмостойкости

R

Системы несущих стен

Обычные железобетонные стены со сдвигом

Обычные стены, армированные сдвигом по камню

Стены из легкого каркаса (холоднокатаная сталь), обшитые конструкционными панелями, устойчивыми к сдвигу, или стальными листами

4

2

Строительные каркасные системы

Обычные железобетонные стены со сдвигом

Обычные стены, армированные сдвигом по камню

Рамы стальные, ограниченные продольным изгибом

5

2

8

Моментостойкие каркасные системы

Стальные рамы для особых моментов

Стальные обычные моментные рамы

Рамы моментные железобетонные обычные

8

3

После того, как общая сейсмическая статическая поперечная поперечная сила сдвига основания в заданном направлении для конструкции была вычислена, следующим шагом будет определение поперечной сейсмической силы, которая будет приложена к каждому уровню пола, используя следующее уравнение:

где

F x = боковая сейсмическая сила, приложенная к уровню x .

W i и W x = эффективные сейсмические веса на уровнях i и x .

i и x = высота от основания конструкции до этажей на уровнях i и x .

= суммирование произведения W i и по всей структуре.

k = показатель распределения, относящийся к основному собственному периоду конструкции.Для T ≤ 0,5 с, k = 1,0, а для T ≥ 2,5 с, k = 2,0. Для T , лежащего между 0,5 и 2,5 с, k можно вычислить с помощью следующего соотношения:

Рис. 2.6. Процедура эквивалентной боковой силы

Пример 2.5

Пятиэтажное офисное стальное здание, показанное на рис. 2.7, укреплено по бокам стальными каркасами, устойчивыми к особым моментам, и его размеры в плане 75 на 100 футов.Здание находится в Нью-Йорке. Используя процедуру эквивалентной боковой силы ASCE 7-16 , определите поперечную силу, которая будет приложена к четвертому этажу конструкции. Статическая нагрузка на крышу составляет 32 фунта на квадратный фут, статическая нагрузка на перекрытие (включая нагрузку на перегородку) составляет 80 фунтов на квадратный фут, а снеговая нагрузка на плоскую крышу составляет 40 фунтов на квадратный фут. Не обращайте внимания на вес облицовки. Расчетные параметры спектрального ускорения: S DS = 0,28 и S D 1 = 0.11.

Рис. 2.7. Пятиэтажное офисное здание.

Решение

S DS = 0,28 и S D 1 = 0,11 (дано).

R = 8 для стальной рамы со специальным моментом сопротивления (см. Таблицу 2.13).

Офисное здание относится к категории риска занятости II, поэтому I e = 1,0 (см. Таблицу 2.9).

Рассчитайте приблизительный фундаментальный естественный период здания T a .

C t = 0,028 и x = 0,8 (из таблицы 2.12 для стальных силовых рам).

n = Высота крыши = 52,5 фута

Определите статическую нагрузку на каждом уровне. Поскольку снеговая нагрузка на плоскую крышу, указанная для офисного здания, превышает 30 фунтов на квадратный фут, 20% снеговой нагрузки должны быть включены в расчеты сейсмической статической нагрузки.

Вес, присвоенный уровню крыши:

W крыша = (32 фунта на фут) (75 футов) (100 футов) + (20%) (40 фунтов на квадратный фут) (75 футов) (100 футов) = 300000 фунтов

Вес, присвоенный всем остальным уровням, следующий:

Вт i = (80 фунтов на фут) (75 футов) (100 футов) = 600000 фунтов

Общая статическая нагрузка составляет:

Вт Всего = 300000 фунтов + (4) (600000 фунтов) = 2700 кг

Расчет коэффициента сейсмической реакции C s .

Следовательно, C s = 0,021> 0,01

Определите сейсмический сдвиг основания V .

V = C с W = (0,021) (2700 тысяч фунтов) = 56,7 тыс.

Рассчитайте боковую силу, приложенную к четвертому этажу.

2.1.4.5 Гидростатическое давление и давление земли

Подпорные конструкции должны быть спроектированы с учетом опрокидывания и скольжения, вызываемых гидростатическим давлением и давлением грунта, чтобы обеспечить устойчивость их оснований и стен.Примеры подпорных стен включают гравитационные стены, консольные стены, контрфорсированные стены, резервуары, переборки, шпунтовые сваи и другие. Давление, создаваемое удерживаемым материалом, всегда перпендикулярно поверхностям удерживающей конструкции, контактирующим с ними, и изменяется линейно с высотой. Интенсивность нормального давления р и равнодействующей силы P на удерживающую конструкцию рассчитывается следующим образом:

Где

γ = удельный вес удерживаемого материала.

= расстояние от поверхности удерживаемого материала и рассматриваемой точки.

2.1.4.6 Разные нагрузки

Существует множество других нагрузок, которые также можно учитывать при проектировании конструкций, в зависимости от конкретных случаев. Их включение в комбинации нагрузок будет основано на усмотрении проектировщика, если предполагается, что в будущем они окажут значительное влияние на структурную целостность. Эти нагрузки включают тепловые силы, центробежные силы, силы из-за дифференциальной осадки, ледовые нагрузки, нагрузки от затопления, взрывные нагрузки и многое другое.

2.2 Сочетания нагрузок для расчета конструкций

Конструкции

спроектированы с учетом требований как прочности, так и удобства эксплуатации. Требование прочности обеспечивает безопасность жизни и имущества, а требование эксплуатационной пригодности гарантирует удобство использования (людей) и эстетику конструкции. Чтобы соответствовать указанным выше требованиям, конструкции проектируются на критическую или самую большую нагрузку, которая будет действовать на них. Критическая нагрузка для данной конструкции определяется путем объединения всех различных возможных нагрузок, которые конструкция может нести в течение своего срока службы.В разделах 2.3.1 и 2.4.1 документа ASCE 7-16 представлены следующие сочетания нагрузок для использования при проектировании конструкций с использованием методов расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и расчета допустимой прочности (ASD).

Для LRFD комбинации нагрузок следующие:

1.1.4 D

2.1.2 D + 1.6 L + 0,5 ( L r или S или R )

3.1.2 D + 1.6 ( L r или S или R ) + ( L или 0.5 Вт )

4.1.2 D + 1.0 W + L + 0,5 ( L r или S или R )

5.0.9 D + 1.0 W

Для ASD комбинации нагрузок следующие:

1. Д

2. Д + Д

3. D + ( L r или S или R )

4. D + 0,75 L + 0.75 ( L r или S или R )

5. D + (0,6 W )

где

D = статическая нагрузка.

L = временная нагрузка из-за занятости.

L r = постоянная нагрузка на крышу.

S = снеговая нагрузка.

R = номинальная нагрузка из-за начальной дождевой воды или льда, без учета затопления.

Вт = ветровая нагрузка.

E = сейсмическая нагрузка.

Пример 2.6

Система пола, состоящая из деревянных балок, расположенных на расстоянии 6 футов друг от друга по центру, и деревянной обшивки с гребнем и пазом, как показано на рисунке 2.8, выдерживает статическую нагрузку (включая вес балки и обшивки) 20 фунтов на квадратный фут и временную нагрузку. 30 фунтов на квадратный фут. Определите максимальную факторную нагрузку в фунтах / футах, которую должна выдержать каждая балка перекрытия, используя комбинации нагрузок LRFD.

Рис. 2.8. Система полов.

Решение

Собственная нагрузка D = (6) (20) = 120 фунт / фут

Переменная нагрузка L = (6) (30) = 180 фунт / фут

Определение максимальных факторных нагрузок W u с использованием комбинаций нагрузок LRFD и пренебрежением членами, не имеющими значений, дает следующее:

W u = (1,4) (120) = 168 фунтов / фут

W u = (1,2) (120) + (1,6) (180) = 288 фунтов / фут

W u = (1.2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W u = (1,2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W u = (1,2) (120) + (0,5) (180) = 234 фунт / фут

W u = (0,9) (120) = 108 фунт / фут

Регулирующая факторная нагрузка = 288 фунтов / фут

2.3 Ширина и площадь притока

Зона притока - это зона нагрузки, на которую будет воздействовать элемент конструкции. Например, рассмотрим внешнюю балку B1 и внутреннюю балку B2 односторонней системы перекрытий, показанной на рисунке 2.9. Входная ширина для B1 - это расстояние от центральной линии луча до половины расстояния до следующего или соседнего луча, а подчиненная область для луча - это область, ограниченная шириной подчиненного элемента и длиной луча, как заштриховано на рисунке. Для внутренней балки B2-B3 общая ширина W T составляет половину расстояния до соседних балок с обеих сторон.

Рис. 2.9. Площадь притока.

2,4 Области влияния

Зоны влияния - это зоны нагружения, которые влияют на величину нагрузок, переносимых конкретным элементом конструкции.В отличие от притоков, где нагрузка в пределах зоны воспринимается элементом, все нагрузки в зоне влияния не поддерживаются рассматриваемым элементом.

2,5 Снижение динамической нагрузки

Большинство кодексов и стандартов допускают снижение временных нагрузок при проектировании больших систем перекрытий, поскольку очень маловероятно, что такие системы всегда будут поддерживать расчетные максимальные временные нагрузки в каждом случае. Раздел 4.7.3 стандарта ASCE 7-16 позволяет снизить временные нагрузки для элементов, которые имеют зону воздействия A I ≥ 37.2 м 2 (400 футов 2 ). Площадь влияния - это произведение площади притока и коэффициента элемента динамической нагрузки. Уравнения ASCE 7-16 для определения приведенной временной нагрузки на основе зоны воздействия следующие:

где

L = уменьшенная расчетная временная нагрузка на фут 2 (или м 2 ).

≥ 0,50 L o для конструктивных элементов, поддерживающих один пол (например, балок, балок, плит и т. Д.).

≥ 0,40 L o для конструктивных элементов, поддерживающих два или более этажа (например, колонны и т. Д.).

Никакое уменьшение не допускается для динамических нагрузок на пол более 4,79 кН / м 2 (100 фунтов / фут 2 ) или для полов общественных собраний, таких как стадионы, зрительные залы, кинотеатры и т. Д., Поскольку существует большая вероятность того, что такие этажи будут перегружены или использованы как гаражи.

L o = несниженная расчетная временная нагрузка на фут 2 (или 2 м) из таблицы 2.2 (Таблица 4.3-1 в ASCE 7-16 ).

A T = площадь притока элемента в футах 2 (или м 2 ).

K LL = A I / A T = коэффициент элемента динамической нагрузки из таблицы 2.14 (см. Значения, приведенные в таблице 4.7-1 в ASCE 7-16 ).

A I = K LL A T = зона воздействия.

Таблица 2.14. Коэффициент динамической нагрузки элемента.

Строительный элемент

К LL

Внутренние колонны и внешние колонны без консольных плит

4

Наружные колонны с консольными перекрытиями

3

Угловые колонны с консольными перекрытиями

2

Внутренние и краевые балки без консольных плит

2

Все остальные элементы, включая панели в двусторонних плитах

1

Пример 2.7

В четырехэтажном школьном здании, используемом для классных комнат, колонны расположены, как показано на Рисунке 2.10. Нагрузка конструкции на плоскую крышу оценивается в 25 фунтов / фут 2 . Определите уменьшенную временную нагрузку, поддерживаемую внутренней колонной на уровне земли.

Рис. 2.10. Четырехэтажный учебный корпус.

Решение

Любая внутренняя колонна на уровне земли выдерживает нагрузку на крышу и временные нагрузки на втором, третьем и четвертом этажах.

Площадь притока внутренней колонны составляет A T = (30 футов) (30 футов) = 900 футов 2

Временная нагрузка на крышу составляет F R = (25 фунтов / фут 2 ) (900 футов 2 ) = 22500 фунтов = 22,5 к

Для динамических нагрузок на перекрытие используйте уравнения ASCE 7-16 , чтобы проверить возможность уменьшения.

L o = 40 фунтов / фут 2 (из таблицы 4.1 в ASCE 7-16 ).

Если внутренняя колонна K LL = 4, то зона влияния A 1 = K LL A T = (4) (900 футов 2 ) = 3600 футов 2 .

Так как 3600 футов 2 > 400 футов 2 , временная нагрузка может быть уменьшена с помощью уравнения 2.14 следующим образом:

Согласно таблице 4.1 в ASCE 7-16 , приведенная нагрузка как часть неуменьшенной временной нагрузки на пол для классной комнаты равна Таким образом, приведенная временная нагрузка на пол составляет:

F F = (20 фунтов / фут 2 ) (900 футов 2 ) = 18000 фунтов = 18 кг

Общая нагрузка, воспринимаемая внутренней колонной на уровне земли, составляет:

F Итого = 22.5 к + 3 (18 к) = 76,5 к

Краткое содержание главы

Структурные нагрузки и системы нагружения: Конструкционные элементы рассчитаны на наихудшие возможные сочетания нагрузок. Некоторые нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию, кратко описаны ниже.

Постоянные нагрузки : Это нагрузки постоянной величины в конструкции. Они включают в себя вес конструкции и нагрузки, которые постоянно прилагаются к ней.

Динамические нагрузки : Это нагрузки различной величины и положения.К ним относятся подвижные грузы и нагрузки из-за занятости.

Ударные нагрузки : Ударные нагрузки - это внезапные или быстрые нагрузки, прикладываемые к конструкции в течение относительно короткого периода времени по сравнению с другими нагрузками на конструкцию.

Дождевые нагрузки : Это нагрузки из-за скопления воды на крыше после ливня.

Ветровые нагрузки : Это нагрузки из-за давления ветра на конструкции.

Снеговые нагрузки : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию скопившимся снегом на крыше.

Нагрузки при землетрясении : Это нагрузки, оказываемые на конструкцию движением грунта, вызванным сейсмическими силами.

Гидростатическое давление и давление грунта : Это нагрузки на подпорные конструкции из-за давлений, создаваемых удерживаемыми материалами. Они линейно меняются с высотой стен.

Сочетания нагрузок: Два метода проектирования зданий - это метод расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) и метод расчета допустимой прочности (ASD).Некоторые комбинации нагрузок для этих методов показаны ниже.

LRFD:

1.1.4 D

2.1.2 D + 1.6 L + 0,5 ( L r или S или R )

3.1.2 D + 1.6 ( L r или S или R ) + ( L или 0,5 W )

4.1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 ( L r или S или R )

5.0.9 D + 1.0 W

ASD:

1. Д

2. Д + Д

3. D + ( L r или S или R )

4. D + 0,75 L + 0,75 ( L r или S или R )

5. D + (0,6 W )

Список литературы

ACI (2016), Требования строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-14), Американский институт бетона.

ASCE (2016), Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций, ASCE 7-16, ASCE.

ICC (2012), Международные строительные нормы и правила, Международный совет по нормам.

Практические задачи

2.1 Определите максимальный факторный момент для балки крыши, подверженной следующим эксплуатационным нагрузкам:

M D = 40 psf (статический момент нагрузки)

M L r = 36 psf (момент нагрузки на крышу)

M с = 16 psf (момент снеговой нагрузки)

2.2 Определите максимальную факторную нагрузку, которую выдерживает колонна, подверженная следующим эксплуатационным нагрузкам:

P D = 500 тысяч фунтов (статическая нагрузка)

P L = 280 тысяч фунтов (постоянная нагрузка на пол)

P S = 200 тысяч фунтов (снеговая нагрузка)

P E = ± 30 тысяч фунтов (сейсмическая нагрузка)

P w = ± 70 тысяч фунтов (ветровая нагрузка)

2.3 Типичная планировка композитной системы перекрытий из железобетона и бетона в здании библиотеки показана на рисунке P2.1. Определите статическую нагрузку в фунтах / футах, действующую на типичную внутреннюю балку B 1- B 2 на втором этаже. Все лучи имеют размер Вт 12 × 44, расстояние между ними составляет 10 футов. Распределенная нагрузка на второй этаж:

Пескоцементная стяжка толщиной 2 дюйма

= 0.25 фунтов / кв. Дюйм

Железобетонная плита толщиной 6 дюймов

= 50 фунтов / кв. Дюйм

Подвесные потолки из металлических реек и гипсокартона

= 10 фунтов / кв. Дюйм

Электротехнические и механические услуги

= 4 фунта / кв. Дюйм

Типовой план этажа

Рис.P2.1. Композитная система перекрытий из стали и бетона.

2.4 План второго этажа здания начальной школы показан на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3, за исключением того, что потолок выполнен из акустической древесноволокнистой плиты с минимальной расчетной нагрузкой 1 фунт-сила на фут. Все балки имеют размер W, 12 × 75, вес 75 фунтов / фут, а все балки - W, 16 × 44, с собственным весом 44 фунта / фут. Определите статическую нагрузку на типичную внутреннюю балку A 2- B 2.

2.5 План второго этажа офисного помещения показан на рисунке P2.1. Отделка пола аналогична практической задаче 2.3. Определите общую статическую нагрузку, приложенную к внутренней колонне B 2 на втором этаже. Все балки Вт 14 × 75, и все балки Вт 18 × 44.

2.6 Четырехэтажное больничное здание с плоской крышей, показанное на рисунке P2.2, имеет концентрически скрепленные рамы в качестве системы сопротивления поперечной силе. Вес на каждом уровне пола указан на рисунке.Определите сейсмический сдвиг в основании в тысячах фунтов с учетом следующих расчетных данных:

S 1 = 1,5 г

S s = 0,6 г

Класс площадки = D

Рис. P2.2. Четырехэтажное здание с плоской крышей.

2.7 Используйте ASCE 7-16 для определения снеговой нагрузки (psf) для здания, показанного на рисунке P2.3. Следующие данные относятся к зданию:

Снеговая нагрузка на грунт = 30 фунтов / кв. Дюйм

Крыша полностью покрыта битумной черепицей.

Угол наклона крыши = 25 °

Открытая местность

Категория размещения I

Неотапливаемое сооружение

Рис. P2.3. Образец кровли.

2,8. В дополнение к расчетной снеговой нагрузке, рассчитанной в практической задаче 2.7, крыша здания на рисунке P2.3 подвергается статической нагрузке 16 фунтов на квадратный фут (включая вес фермы, кровельной доски и асфальтовой черепицы) по горизонтали. самолет. Определите равномерную нагрузку, действующую на внутреннюю ферму, если фермы имеют 6 футов-0 дюймов в центре.

2.9 Ветер дует со скоростью 90 миль в час на закрытое хранилище, показанное на Рисунке P2.4. Объект расположен на ровной местности с категорией воздействия B. Определите давление скорости ветра в psf на высоте карниза объекта. Топографический коэффициент равен K zt = 1.0.

Рис. P2.4. Закрытая сторга.

Зачем и как рассчитывать потребляемую мощность вашего пола в киловаттах

Когда дело доходит до лучистого теплого пола, нужно знать множество цифр.Мощность, напряжение, сила тока, киловатт-часы (кВтч), квадратные метры (или квадратные метры), стоимость материалов - это лишь некоторые из основных нарушителей. Так зачем добавлять в список «использование киловаттной нагрузки»?

Если у вас есть один из новых термостатов с сенсорным экраном WarmlyYours Radiant Heating, вы уже заметили, что в процессе настройки есть этап, на котором запрашивается нагрузка на пол. Эта информация используется, чтобы помочь программируемому термостату отслеживать статистику использования, которая затем регистрируется во встроенном журнале учета энергии, который поставляется с термостатами nSpire Touch и nSpire Touch WiFi.В конечном итоге это поможет вам отслеживать потребление энергии, что, в свою очередь, поможет вам внести коррективы, чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию. Если вы приобрели систему теплого пола самостоятельно, у вас уже будет этот номер нагрузки на пол в документации по заказу. Но если ваша система подогрева пола поставляется вместе с домом или вы только что приобрели новый термостат и у вас нет под рукой информации об использовании киловаттной нагрузки, вот как узнать, что это такое.

Если ваша система подогрева пола расположена под плиткой или камнем, ее мощность должна составлять 15 Вт на квадратный фут.Следовательно, следует умножить 15 на квадратный метр отапливаемой площади в комнате (а не на всю площадь комнаты). Это дает вам общую мощность комнаты. Разделите это число на 1000, чтобы получить киловатты.

Если ваша система подогрева пола расположена под ковром или ламинатом, ее мощность должна составлять 12 Вт на квадратный фут. В этом случае умножьте 12 на квадратные метры отапливаемой площади в комнате и разделите на 1000, чтобы получить киловаттную нагрузку.

Например, на приведенном выше плане этажа ванной комнаты показана комната площадью 86 квадратных футов с примерно 49 квадратных футов кабеля TempZone ™, проложенного под плиткой или камнем.Используя приведенную выше формулу, потребляемая мощность в киловаттах составит 0,735.

15 x 49 = 735
735 ÷ 1000 = 0,735 киловатт

На этом плане кухни показана комната площадью 169 квадратных футов с примерно 67 квадратных футов Environ ™ Flex Rolls, установленных под ламинатом. Используя приведенную выше формулу, потребление киловаттной нагрузки составит 0,804.

12 x 67 = 804
804 ÷ 1000 = 0,804 киловатт

Если вы только что заказали или получили свою систему теплого пола, вы можете узнать потребление киловаттной нагрузки, а также мощность продукта, силу тока и другие данные на раздел плана этажа вашей индивидуальной установки SmartPlan и план электрооборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *