Допустимая нагрузка на 1 м2 площади пола

Обновлено: 13.05.2024

Как спланировать складские зоны

Площади на товарных складах обычно делят на помещения основного производственного назначения и вспомогательные. Первые служат для выполнения основных технологических операций, в том числе для хранения товаров, экспедиции и переработки. Вспомогательные помещения предназначены для хранения тары, размещения инженерных устройств и коммуникаций, а также различных служб и иных целей. При составлении проекта склада полезно знать функции, которые несут различные зоны, уметь оптимизировать их параметры и место расположения, определять эффективность работы.

Требования к планировке складских помещений

Условно пространство склада можно разделить на две основные части: площади, непосредственно используемые для хранения товара, и площади, не используемые для хранения. При планировании склада рекомендуется поддерживать соотношение этих площадей в пропорции не менее чем 2:1.

Планировка складских помещений должна обеспечивать возможность применения эффективных способов размещения и укладки единиц хранения, использования складского оборудования и условия для полной сохранности товара. Такой принцип внутренней планировки зон склада позволяет поддерживать поточность и непрерывность складского технологического процесса. Для улучшения условий эксплуатации подъемно-транспортных машин и механизмов необходимо стремиться организовать единое пространство склада, без перегородок и с максимально возможным количеством колонн или пролетов. Наилучшим вариантом с этой точки зрения является однопролетный склад (шириной не менее 24 м). Эффективность использования складского объема во многом зависит также от высоты складирования, которая должна учитывать размеры транспортных единиц и максимально приближаться к технологической высоте склада.

На планировку и структуру помещений склада существенным образом влияет само содержание технологического процесса. На стадии проектирования устанавливают состав помещений склада, пропорции между отдельными помещениями и их взаимное расположение. Рассмотрим планировку товарного склада общего пользования как наиболее распространенного вида склада.

Характеристика основных складских зон

Для выполнения технологических операций по приемке, хранению и отправке продукции покупателям на складах выделяют следующие основные зоны:

зона разгрузки транспортных средств, которая может располагаться как внутри, так и вне помещения;
экспедиция приемки товара, в том числе с операциями по приемке продукции по количеству и качеству;
основная зона хранения;
зона комплектования заказов;
экспедиция отправки товара;
зона погрузки транспортных средств, которая располагается вне зоны хранения и комплектования.

Перечисленные операционные зоны склада должны быть связаны между собой проходами и проездами.

Зона разгрузки транспортных средств должна примыкать к экспедиции приемки товара (зоне приемки продукции по количеству и качеству). Под зону хранения продукции отводится основная часть площадей. Она состоит из территории, занятой единицами хранения, и площади проходов. К зоне хранения должна примыкать зона комплектования заказов. Эту зону в свою очередь следует располагать рядом с экспедицией по отправке единиц хранения.

Зона разгрузки товара (на схеме – железнодорожная рампа) используется для механизированной и ручной разгрузки транспортных средств, а также для выемки товара из транспортной тары, приемки по количеству и кратковременного хранения до момента передачи в экспедицию приемки товара.

Экспедиция приемки товара (может размещаться в отдельном помещении склада) служит для приемки товара по количеству и качеству, ведения учета прибывшего товара, его временного хранения до передачи в зону основного хранения склада.

На участке подготовки товара к хранению (размещается в зоне приемки товара или в основном помещении склада) происходит формирование мест хранения. Товар в эту зону может поступать из экспедиции приемки товара и/ или с участка разгрузки.

В зоне хранения (главная часть основного помещения склада) выполняют операции по хранению товара.

В зоне комплектования (может размещаться в основном помещении склада) осуществляется формирование единиц транспортировки потребителям, содержащих подобранный в соответствии с заказами необходимый ассортимент товара.

Экспедиция отправки используется для приемки товара экспедитором (получателем товарной партии), а также для кратковременного хранения подготовленных к отправке грузовых единиц.

В зоне погрузки (на схеме – автомобильная рампа) происходит ручная и/ или механизированная загрузка транспортных средств.

Определение основных параметров склада

Общая площадь склада

S_общ = S_пол + S_всп + S_пр + S_компл + S_сл + S_пэ + S_оэ ,

где S_пол – полезная площадь, т. е. площадь, занятая непосредственно под хранимой продукцией (стеллажами, штабелями и другими приспособлениями для хранения продукции), м 2 ;

S_всп – вспомогательная (оперативная) площадь, т. е. площадь, занятая проездами и проходами, м 2 ;

S_пр – площадь участка приемки, м 2 ;

S_компл – площадь участка комплектования, м 2 ;

S_сл – площадь рабочих мест, т. е. площадь в помещениях складов, отведенная для рабочих мест складских работников, м 2 ;

S_пэ – площадь приемочной экспедиции, м 2 ;

S_оэ – площадь отправочной экспедиции, м 2 .

При приближенных расчетах общую площадь склада S_общ , м 2 , можно определять в зависимости от полезной площади S_пол через коэффициент использования:

S_общ = S_пол /α ,

где α – коэффициент использования площади склада (удельный вес полезной площади склада); в зависимости от вида хранимого товара находится в пределах 0,3. 0,6.

Полезная площадь склада

S_пол = Q_max /q_доп ,

где Q_max – максимальная величина установленного запаса продукции на складе, т;

q_доп – допустимая нагрузка на 1 м 2 площади пола склада, т/м 2 .

Общая формула для расчета полезной площади склада имеет вид

S_гр = QЗК_н /(254С_vК_игоН),

где Q – прогноз годового товарооборота, руб./год;

З – прогноз величины запасов продукции, количество дней оборота;

К_н – коэффициент неравномерности загрузки склада; определяется как отношение грузооборота наиболее напряженного месяца к среднемесячному грузообороту склада. В проектных расчетах К_н принимают равным 1,1. 1,3;

254 – число рабочих дней в году;

С_v – примерная стоимость 1 м 3 упакованной продукции, хранимой на складе, руб./м 3 ; может быть определена на основе стоимости грузовой единицы и ее массы брутто. Массу 1 м 3 хранимой на складе продукции можно определить посредством выборочных замеров, проводимых сотрудниками склада;

К_иго – коэффициент использования грузового объема склада, характеризует плотность и высоту укладки товара (технологический смысл коэффициента использования грузового объема склада К_иго заключается в том, что оборудование, особенно стеллажное, невозможно полностью заполнить хранимой продукцией. Практика показывает, что в случае хранения продукции на поддонах К_иго = 0,64, при хранении продукции без поддонов К_иго = 0,67);

К_иго = V_пол /(S_обН);

V_пол – объем продукции в упаковке, который может быть уложен на данном оборудовании по всей его высоте, м 3 ;

S_об – площадь, которую занимает проекция внешних контуров несущего оборудования на горизонтальную плоскость, м 2 ;

Н – высота укладки продукции, м.

Величины Q и З определяют на основе прогнозных расчетов.

Для продукции, хранящейся в ячейках, полезная площадь склада определяется через необходимое число ячеек и стеллажей по формуле

S_пол = S_стN_ст ,

где S_ст – площадь, занятая под один стеллаж, м 2 ;

Полезную площадь склада S_пол при неравномерном поступлении продукции на склад рассчитывают по формуле минимума суммарных затрат:

S_резS₁ + 365Р_kS₂ → min,

где S_рез – резервная площадь, м 2 ;

S₁ – затраты на содержание 1 м 2 резервной площади, руб./м 2 ;

Р_k – вероятность отказа в приемке продукции;

S₂ – потери за каждый день отказа в приемке продукции, руб.;

365 – число дней в году.

Площади участков приемки и комплектования

Эти площади рассчитывают на основании укрупненных показателей расчетных нагрузок на 1 м 2 площади на участках приемки и комплектования. В общем случае в проектных расчетах исходят из необходимости размещения на каждом квадратном метре участков приемки и комплектования 1 м 3 продукции.

Необходимую длину фронта погрузочно-разгрузочных работ (длина автомобильной и железнодорожной рамп) рассчитывают так:

L_фр = nl + (n – 1)l_i ,

где n – число транспортных единиц, одновременно подаваемых к складу;

l – длина транспортной единицы, м;

l_i – расстояние между транспортными средствами, м.

Площадь зон приемки и комплектования товаров, м 2 , определяют как

S_пр = Q_г K_н A₂ t_пр /(365 q_доп·100) + S_в ; S_компл = Q_г K_н A₃ t_км /(254 q_доп·100),

где Q_г – годовое поступление продукции, т;

K_н – коэффициент неравномерности поступления продукции на склад, K_н = 1,2. 1,5;

A₂ – доля продукции, проходящей через участок приемки склада, %;

t_пр – число дней нахождения продукции на участке приемки;

254 – число рабочих дней в году;

365 – число дней в году;

q_доп – расчетная нагрузка на 1 м 2 площади, принимается равной 0,25 средней нагрузки на 1 м 2 площади склада, т/м 2 ;

S_в – площадь, необходимая для взвешивания, сортировки и т. д., м 2 ; S_в = 5. 10 м 2 ;

A₃ – доля продукции, подлежащей комплектованию на складе, %;

t_км – число дней нахождения продукции на участке комплектования;

На складах с большим объемом работ зоны экспедиций приемки и отправки товара устраивают отдельно, а с малым объемом работ – вместе. Размер отпускной площадки рассчитывается аналогичным образом. При расчетах следует изначально заложить некоторый излишек площади на участке приемки, так как со временем на складе, как правило, появляется необходимость в более интенсивной обработке поступающей продукции. Минимальная площадь зоны приемки должна размещать такое количество продукции, какое может прибыть в течение нерабочих дней.

Минимальный размер площади приемочной экспедиции

S_пэ = Q_г t_пэ K_н /(365 q_э),

где Q_г – годовое поступление продукции, т;

t_пэ – число дней, в течение которых продукция будет находиться в приемочной экспедиции;

K_н – коэффициент неравномерности поступления продукции на склад, K_н = 1,2. 1,5;

q_э – укрупненный показатель расчетных нагрузок на 1 м 2 в экспедиционных помещениях, т/м 2 .

Минимальная площадь отправочной экспедиции должна позволить выполнять работы по комплектованию и хранению усредненного количества отгрузочных партий. Ее определяют как

S_оэ = Q_г t_оэ K_н /(254 q_э),

где t_оэ – число дней, в течение которых продукция будет находиться в отправочной экспедиции.

Размеры проходов и проездов в складских помещениях определяют в зависимости от габаритов хранимой продукции и подъемно-транспортных средств, а также размеров грузооборота. Если ширина рабочего коридора машин, работающих между стеллажами, равна ширине стеллажного оборудования, то площадь проходов и проездов будет равна грузовой площади. Ширина проезда, см,

где B – ширина транспортного средства, см;

C – ширина зазоров между самими транспортными средствами и между ними и стеллажами по обе стороны проезда (принимается равной 15. 20 см).

В абсолютных величинах ширина главных проездов (проходов) принимается от 1,5 до 4,5 м, ширина боковых проездов (проходов) – от 0,7 до 1,5 м. Высота складских помещений от уровня пола до затяжки ферм или стропил обычно составляет от 3,5 до 5,5 м в многоэтажных строениях и до 18 м – в одноэтажных.

Расчет вспомогательной площади

Площадь служебного помещения склада рассчитывается в зависимости от числа работающих. При штате склада до трех работников площадь конторы определяется исходя из того, что на каждого человека приходится по 5 м 2 ; от 3 до 5 человек – по 4 м 2 ; при штате более пяти работников – по 3,25 м 2 . Рабочее место заведующего складом (площадь 12 м 2 ) рекомендуется расположить вблизи участка комплектования так, чтобы была возможность максимального обзора складского помещения. Если на складе планируется проверять качество хранящейся продукции, то рабочие места отвечающего за это персонала рекомендуется оборудовать вблизи участка приемки, но в стороне от основных грузопотоков.

Потребность в стеллажном оборудовании

N_ст = N_т /V_ст ,

где N_т – количество продукции, подлежащей хранению в стеллажах, м 3 ;

V_ст – вместимость одного стеллажа, м 3 .

где F_с – площадь, используемая под непосредственное складирование груза, м 2 ;

q_m – удельная нагрузка, т/м 2 .

Вместимость оборудования для хранения продукции (ячейки, стеллажи, штабеля и т. п.), т, вычисляется как

q_об = V_обγβ,

где V_об – геометрический объем соответствующего оборудования, м 3 ;

γ – удельный вес материала или изделия, т/м 3 ;

β – коэффициент заполнения объема (плотность укладки).

Показатели эффективности использования складской площади и объема

Эти показатели позволяют определить, насколько эффективно используется складское пространство при применении конкретных видов складского оборудования.

Коэффициент полезно используемой площади

K_s = S_пол /S_о.с. ,

где S_пол – полезная площадь склада, м 2 ;

S_о.с. – общая площадь склада, м 2 .

Этот параметр в зависимости от типа складского помещения, его планировки, используемого оборудования и других факторов может иметь значение от 0,25 до 0,6. Чем больше эти цифры, тем эффективнее используются складские площади. Эффективность использования вместимости склада можно определить путем расчета коэффициента использования полезного объема склада K_s . В зависимости от способа хранения товаров и характера груза этот показатель может принимать значения от 0,3 до 0,5 и вычисляется как отношение объема стеллажей и штабелей с товарами к общему складскому объему:

K_s = V_пол /V_о.с. = S_пол h_скл /(S_о.с.h_о.с.),

где V_пол – часть объема склада, занимаемая оборудованием, на котором хранится продукция, м 3 ;

S_пол – полезная площадь склада, м 2 ;

V_о.с. – общий объем склада, м 3 ;

h_скл – высота складского помещения, используемая под хранение продукции, м;

Плита пустотная представляет собой горизонтальный элемент сборной конструкции перекрытия. Это железобетонное изделие с пустотами, пронизывающими его.

Расположены они продольно. Область применения таких плит – промышленное и гражданское малоэтажное и многоэтажное строительство.

Здание может быть возведено из любого стройматериала – панели из железобетона, кирпич, стеновые блоки – газосиликатные, пенобетонные, газобетонные, главное – правильно рассчитать нагрузки на плиты перекрытия.

Что означает понятие?

Нагрузка на бетонную пустотную плиту перекрытия – основной эксплуатационный параметр, которым определяется несущая способность изделия и отражается, сколько кг веса способен выдерживать кв. м поверхности. Отражает совокупность всех видов нагрузок, которые может выдержать плита, выполняя свои функции.

Допустимая нагрузка на пустотную плиту перекрытия является одним из основных параметров для выбора данного изделия при проектировании постройки. От верности расчета зависят прочность сооружения и длительность его эксплуатации до того момента, когда возникнет необходимость в капитальном ремонте.

Виды допустимой загруженности конструкций

Конструкция любого перекрытия включает в себя три части:

Верхнюю – с напольным покрытием, стяжками и утеплителями (когда этажом выше находится другое жилое помещение).
Нижнюю – с отделкой потолка и подвесными элементами (когда этажом ниже также располагается жилье).
Конструкционную – несущая основа, на которой смонтированы все элементы данной части сооружения (коей и является плита перекрытия).

Пол и потолок с отделкой и расположенными на них предметами мебели и интерьера, в том числе – возможными в квартире навесными потолками, декоративными перегородками, дополнительной сантехникой, детскими качелями, спортивными снарядами и т.п., дают на плиту перекрытия постоянную статическую нагрузку.

Под временной (динамической) нагрузкой понимается та, что возникает при перемещении по конструкции перекрытия людей и домашних животных. При этом в расчеты закладывается, к примеру, даже то, что все члены семьи, которая будет проживать в данном помещении, могут оказаться тучными людьми, а в питомцы себе выберут не какого-нибудь легкого хомячка, а крупных рысь или оленя, передвигающихся стремительно, почти постоянно находящихся в движении.

Отдельно принимается во внимание расположение точечных и распределенных нагрузок. Пример точечной – подвешенная боксерская груша массой 220 кг, распределенной – система подвесного потолка, в каркасе которого на определенном расстоянии друг от друга расположены подвесы для полотнища, крепящиеся к плите перекрытия.

В расчетах точечных и распределенных нагрузок есть нюансы – необходимо учитывать функциональное назначение помещения. Так, устанавливая ванну объемом 520 л, которая при наполнении водой создаст нагрузку распределенную (в силу площади, ею занимаемой), отдельно рассчитывается также точечная нагрузка от ее ножек.

Таким образом, нагрузки бывают постоянными – когда весь срок эксплуатации оказывается воздействие вышерасположенными конструкциями, инженерным оборудованием, коммуникациями и т.п., и временными – в трех позициях:

Перемещение живых объектов внутри помещения, добавление новых предметов быта и их перестановка.
Сезонные и погодные факторы – осадки (скопление дождевой воды и снега на кровле, карнизах и балконах), сильный ветер.
Предполагаемые чрезвычайные ситуации, например, столкновение большегрузного транспортного средства с частью сооружения или падение на стену башенного крана, если рядом возводится другой строительный объект, и прочие подобные случаи.

В соответствии с коэффициентами, указанными в строительной документации стандартная пустотная плита 6 м (например, ПК 60-15-8) без учета собственного веса может выдержать следующие нагрузки:

Точечные: 1040 кг/м 2 .
Распределенные: 960 кг/м 2 .
Постоянные: 880 кг/м 2 .
Временные: 1040 кг/м 2 .
Предельные:
1. Минимальная: 400 кг/м 2 .
2. Максимальная: 1040 кг/м 2 .

Нормативы и требования

Содержатся в государственной и отраслевой документации, определяющей требования к изделиям пустотным бетонным, предназначенным для сооружения перекрытий (СНиП, ГОСТы и пр.).

Согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (актуализированной редакции СНиП 2.01.07-85) – при строительстве и восстановительных СМР следует учитывать тип постройки и ее назначение, рассчитывая нагрузки разных видов:

Нормативных – согласно п. 8.2.2 стандартная перегородка должна выдерживать вес не менее 50 кг/м 2 .
Расчетных – для определения применяются коэффициенты надежности из п. 8.2.2.
Временных – для тех объектов, где планируется регулярное передвижение людей и животных, предполагаются частая перестановка мебели и оборудование помещения дополнительными предметами техники и быта. Равномерно-распределенные нагрузки (нормативы) указаны в п. 8.3 – к примеру, для жилых помещений предусмотрено 150 кг/м 2 .

Что потребуется, чтобы правильно рассчитать?

Расчет происходит в три этапа для определения нужных показателей по конкретному объекту:

Составление его пространственной схемы.
Подсчет суммарного веса, который будет действовать на несущую конструкцию (плиту).
Определение нагрузки путем деления показателя общего усилия на число плит.

Примеры и формулы подсчета на 1 м2

Предельная и точечная нагрузки рассчитываются по-разному. Кроме того, потребуется пересчет на квадратный метр площади.

Рассмотрим, как определить все это на образце ПК 60-15-8 – плиты многопустотной, изготавливаемой по ГОСТу 9561-91, повсеместно используемой при возведении зданий разного назначения. Исходные данные образца:

габариты: ширина – 1,5 м, длина – 6,0 м.

Предельная

Рассчитывается площадь путем перемножения ширины на длину: 1,5 x 6,0 = 9,0 м 2 . Затем подсчитывается масса, которую способен выдержать образец: предельно допустимая нагрузка для 1 м² согласно нормативу – 800 кг/м 2 (0,8 т/м 2 ), таким образом: 9,0 x 0,8 = 7,2 т.

Чтобы определить, какую дополнительную нагрузку можно возложить на плиту, из допустимого веса вычитается масса самого образца: 7,2 – 2,85 = 4,35 т.

Далее обсчитывается общий вес отделки – полы со стяжкой и утеплителями. Рекомендуемая масса всей конструкции напольного покрытия – до 150 кг/м 2 (0,15 т/м 2 ). Тогда нагрузка на квадратный метр площади половой отделки будет: 0,15 x 9,0 = 1,35 т.

Итак, предельная нагрузка (предметы быта и люди) на всю площадь образца составит: 4,35 – 1,35 = 3,0 т. Пересчет на метр площади дает показатель 0,333 т/м 2 (333,3 кг/м 2 ).

Точечная

Параметр должен быть высчитан максимально достоверно, поскольку ни одно перекрытие не выдержит долго, к примеру, хрустальную люстру в 200 кг, если точечная нагрузка – не более 180 кг. Точечное расположение (навешивание и установка) массивных объектов рекомендуются вблизи несущих стен, поскольку там усилено армирование плит.

Согласно общим правилам, допустимый показатель вычисляется по формуле «норматив для изделия по ГОСТу (по СП 20.13330.2016) x 2», для образца ПК 60-15-8 это: 0,8 т/м 2 x 2 = 1,6 т.

Но на практике высчитывать точечную нагрузку следует с применением коэффициентов надежности. Так, для среднестатистической квартиры в типовой многоэтажке он составляет от 1,0 до 1,2 (в зависимости от года постройки дома). Исходя из исходных данных примера: 0,8 т/м 2 x 1,2 = 0,96 т.

Пересчет на 1 м2

По нормативам и данным производителя пустотных ЖБИ существует еще один метод расчета.

Для взятого образца алгоритм подсчета: 2,85 т / 9,0 м 2 = 0,317 т/м 2 . Из веса, допустимого по нормативу, вычитается расчетный: 0,8 т/м 2 – 0,317 т/м 2 = 0,483 т/м 2 .

Из полученного общего допустимого показателя нагрузки вычитается масса конструкции полового покрытия (рекомендуемая до 150 кг/м 2 , что равняется 0,15 т/м 2 ): 0,483 т/м 2 – 0,15 т/м 2 = 0,333 т/м 2 . (Как можно видеть – показатель получился ровно тем же, как и в Примере № 1, но расчет оказался более простым.)

Затем вычитаются еще 0,15 т/м 2 , рассчитанные на бытовые предметы и живые объекты, в итоге остаются 0,183 т/м 2 , которые можно отвести под установку дополнительных перегородок, дверей и прочего, улучшающего планировку.

Случаи прогибов плит

В продаже встречаются изделия с разным прогибом (в обе стороны). В соответствии со СНиП 2.01.07-85 – допускается, если он составляет не более 1/15 по длине.

К примеру, по ПБ 90-12 (особо проблемное изделие) он может составить до 60 мм.

Возникновение существенного обратного прогиба возможно, если плита короткая – при отпиливании она выгибается под воздействием значительной силы сжатия. Обычно строители видят прогибы невооруженным глазом, если плиты сложены стопкой.

К чему ведут ошибки при расчете?

Здание, остов которого смонтирован с неподходящими плитами перекрытия, в «лучшем» случае потребует капремонта раньше, чем заложено проектом. В худшем – возможны обрушения, как следствие – нанесение материального ущерба объектам, расположенным рядом, гибель людей.

Заключение

Сегодня мировой строительный рынок предлагает пустотелые ЖБИ, предназначенные для сооружения перекрытий, с показателями расчетной нагрузки в диапазоне 300-1250 кг/м 2 .

Суть расчетов для конкретного объекта состоит не только в том, чтобы сооружение беспроблемно прослужило многие годы, но и в возможности разумно подойти к закупке материалов, не затрачивая лишних средств на плиты повышенной прочности.

Для чего и как рассчитывается нагрузка на перекрытие жилого дома кг/м2?

Плиты укладываются в пролёте между вертикальными опорами – стенами, пилонами или колоннами.

Преимущественно работают на изгиб и выполняют роль жёсткого диска, объединяющего отдельные элементы каркаса сооружения в единую геометрически неизменяемую систему.

При расчёте плит перекрытий определяются такие важные параметры, как их толщина, армирование, прогиб и необходимость устройства дополнительных подпирающих элементов (балок или капителей).

Как провести расчет нагрузок на перекрытие, расскажем далее.

Что это такое?

Нагрузки, прикладываемые к перекрытию, представляют собой сочетание внешних сил, действующих на конструктивный элемент, вызывая в нём внутренние усилия. Несущая способность элемента определяется из условия равновесия, достигаемого при приложении нагрузок.

Виды нагрузок на плиты перекрытий по СНиП и СП

Нагрузки на пролётные конструкции определяются, исходя из требований нормативных документов – СНиП 2.01.07-85 и его обновлённой версии – СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

В соответствии с пунктами этих нормативов, нагрузки классифицируются на следующие виды:

Например, в жилых квартирах или частных домах – это нагрузки от мебели, бытовых приборов и самих жильцов.

В зависимости от функционального назначения помещений, величины полезных нагрузок различаются.

В жилом помещении равномерно распределённые по площади временные нагрузки составляют 150 – 200 кгс/м 2 , а в общественных зданиях, в зависимости от особенностей технологического процесса они составляют уже 250 – 500 кгс/м 2 .

Расчёт пролетных конструкций

Расчёт пролётных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний:

1 группа – подбирается такие параметры жёсткости конструктивного элемента, при которых оно не потеряет прочность под действие сочетания постоянных, временных и особых нагрузок;
2 группа – расчёт по деформациям, при котором определяется фактический прогиб перекрытия, после чего это значение сравнивается с предельно допустимыми значениями из СНиП.

На несущую способность плит перекрытий влияет величины постоянных и полезных нагрузок, толщина элемента, длина пролёта и условия эксплуатации помещения.

Как рассчитать значения?

Расчёт нагрузок на плиту перекрытия производится методом суммирования всех приложенных к конструктивному элементу внешних сил, с учётом различных коэффициентов запаса, принимаемых по указанному выше СНиП. Если рассмотреть теоретические выкладки, то расчёт нагрузок делится на следующие категории:

Предельные

Например, на основании представленного ниже расчёта – при приложении суммарной расчётной нагрузки 900 кг/м 2 на плиту перекрытия толщиной 200 мм, армированную прутками d10 A500s с шагом 200 мм, достигается фактический изгибающий момент М = 2812,5 кН*см при пролёте 5 м.

А сечение с такими параметрами остаётся в равновесии при достижении момента М_пред = 2988.5 кН*см, что всего на 5,8% выше предельного значения.

Учитывая, что момент в изгибаемом сечении под действием равномерно распределённой нагрузки равняется M = q х l 2 / 8, то q_пред = 8M/l 2 , или q_пред = 8 х 2998.5 / 25 = 956.32 кг/м 2 – при такой внешней силе сечение установленных параметров перестанет удовлетворять предельному равновесию, и данная нагрузка является предельной.

Точечные

Как правило, такие силы не прикладываются к перекрытию отдельно – всегда существуют постоянные нагрузки, и единичное точечное загружение суммируется с ними.

Приложенная точечная нагрузка влияет на значение опорных реакций и величину изгибающего момента в расчётном сечении. Усилия от точечного загружения определяется как произведение силы на плечо (расстояние от ближайшей точки опоры).

Например, если в комнате с пролётом 5 метров стоит декоративная колонна массой 500 кг на расстоянии от стены 2 м, то расчётная нагрузка с учётом коэффициента запаса (g_n для постоянных сил = 1,05) составит 525 кг. Момент в данной точке составит 525 кг х 2 м = 1050 кг * м, или 1050 кН * см.

Соответственно, при добавлении равномерно распределённого загружения, описанного выше, стандартное сечение плиты с армированием d10 A500s с шагом 200 мм не будет удовлетворять расчёту прочности, и данное место следует усилить дополнительными стержнями, например, d10 A500s ш. 200 + d12 A500s ш. 200.

Пересчёт на м 2

СНиП допускает не производить расчёт временных нагрузок на плиту от конкретных предметов, а учитывать приведённую равномерно-распределённую по площади поверхности силу.

Например, вдоль стены комнаты, на протяжении 3 м стоит гарнитур общей массой 400 кг, напротив – диван массой 200 кг и другие предметы мебели с разными весами. По данному помещению каждый день передвигаются 4 человека с массами тела от 50 до 120 кг.

По факту, точно посчитать нагрузку не представляется возможным, но СП 20.13330.2011 допускает учитывать в статическом расчёте приведённую равномерно распределённую нагрузку для жилых помещений 150 кг/м 2 .

Пример

Ниже представлен пример сбора нагрузок на перекрытие в частном жилом доме. По условию задачи, габариты комнаты составляют 7 х 4 м, плита перекрытия 200 мм, поверх которой уложена ц/п стяжка толщиной 50 мм по подложке из экструдированного пенополистирола 30 мм, а в качестве чистового пола применяется керамогранитная плитка толщиной 12 мм с клеевым составом 3 мм.

Требуется собрать расчётные нагрузки на данную конструкцию для последующего расчёта. Задача решается с выполнением следующих этапов:

Собственный вес плиты – M₁ = S x h x r_бет, где:

S – площадь поверхности перекрытия, равный 5 м х 4 м, или 2 м 2 ,
h – толщина плиты, которая составляет 200 мм, или 0,2 м,
r_бет – средняя плотность армированного бетона, которая равна 2500 кг/м 2 .
M₁ = 20 м 2 х 0,2 м х 2500 кг/м 2 = 10 000 кг.

Масса полов – M₂ = m_подл + m_стяж + m_плит, где:

m_подл = S x h_подл х r_{пенопол} = 20 м 2 х 0,03 м х 40 кг/м 2 = 24 кг,
m_стяж = S x h_стяж х r_{ц/п р-ра} = 20 м 2 х 0,05 м х 1800 кг/м 2 = 1800 кг,
m_плит = S x h_плит х r_{керамогр} = 20 м 2 х 0,015 м х 2400 кг/м 2 = 720 кг (значение принимается с учётом слоя плиточного клея).

M₂ = 24 кг + 1800 кг + 720 кг = 2544 кг. В жилом помещении рекомендуемая по СНиП временная нагрузка составляет q = 150 кгс/м₂.

Таким образом, суммарная полезная нагрузка на плиту составляет F = q x S = 150 х 20 = 3000 кг:

Общая вертикальная нагрузка, приложенная к плите, равняется F_общ = M₁ + M₂ + F = 10000 кг + 2544 кг + 3000 кг = 15544 кг, или 1554,4 кН.
Как правило, нормативные нагрузки необходимо привести к расчётным величинам, учитывая коэффициенты надёжности. Данный показатель записывается как g_n, и для постоянных загружений он составляет 1,1, а для полезной нагрузки – 1,4.

Таким образом, F_{общ расч} = (M₁ + M₂) x g_n_{с пост} + F x g_n _врем = (10000 кг + 2544 кг) х 1,1 + 3000 кг х 1,4 = 13798,4 кг + 4200 кг = 17998.4 кг

18000 кг, или 1800 кН.

Чтобы привести суммарное значение данной величины в равномерно распределённую нагрузку, достаточно разделить его на общую площадь комнаты. То есть Q_{общ расч} = F_{общ расч} / S = 1800 кН / 20 м 2 = 90 кН/м 2 , или 900 кг/м 2 .

При наличии точечной или штамповой нагрузки от веса какого-либо оборудования, она участвует в расчёте отдельно, формируя линейную, а не квадратичную зависимость изгибающего момента.

В отдельных случаях допускается разложить точечную нагрузку на равномерно распределённую по площади, с учётом повышающего коэффициента, так как железобетон не является упругим материалом, и все усилия в нём перераспределяются в большей части его объёма.

Изгибающий момент

Безбалочная плита перекрытия должна удовлетворять расчёту по прочности, или первой группе предельных состояний. Чтобы определить несущую способность перекрытия, необходимо выполнить следующий алгоритм:

Если данные показатель меньше 2, то плита считается опёртой по контуру, и расчёт ведётся относительно того пролёта, в котором возникает наибольший изгибающий момент.

В рассматриваемом примере балка имеет сечение b x h = 1 м х 0,2 м, и к ней приложена нагрузка q_расч = 900 кг/м, или 90 кН/м.

Величина изгибаемого момента для подобной конструкции составляет M = q_расч х l 2 / 8, где l – величина пролёта, или 5 м. M = 90 кН/м х 5 х 5 / 8 = 281.25 кН*м, или 2812,5 кН*см.

Величина изгибающего момента может быть отображена на эпюре данного вида усилия, возникающего в конструкции.

Как посчитать несущую способность?

При известной величине изгибающего момента и габаритов (жёсткости сечения) можно определить несущую способность данного пролётного элемента по следующим формулам:

Высота сечения плиты складывается из двух величин h = h₀ + a, где h₀ – рабочая высота от нижней арматуры, находящейся в зоне растяжения до верхней грани бетона. а – величина защитного слоя бетона. Как правило, этот показатель в тонких плитах варьируется в пределах от 15 до 25 мм. h₀ = h – a = 200 мм – 20 мм = 180 мм.

В строительной механике, согласно по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции», существуют два условия, при которых конструкция достигает предельного равновесия под действием внешних сил.

M = R_bbx (h₀ – x/2),
R_s – предел прочности арматурной стали заданного класса на растяжение,
R_b – тот же показатель, но для бетона, на сжатие, зависящий от марки материала.

Если в плите принимается наиболее распространённая арматура класса A500s, то R_s = 43,5 кН/см 2 . Если бетон в рассматриваемом примере имеет класс B30, то R_b = 1,7 кН/см 2 .

В условии равновесия х – абсолютная величина сжатой зона бетона, которая равняется х = R_s А_s / g_b₁ R_bb (по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»):

A_s – площадь всех стержней рабочей арматуры в растянутой зоне сечения плиты,
g_b₁ – коэффициент запаса, зависящий от условий работы бетона в конструкции, для стандартных вариантов эксплуатации перекрытия принимается равным 0,9.

Требуемая площадь рабочей арматуры зависит от расчётных параметров сечения и величины внутренних усилий (в плите перекрытия – изгибающего момента).

А_s = 0,9 х 1,7 х 100 х 0,057 х 18 / 43,5 = 3,61 см 2 .

Для предотвращения образования трещин от усадки бетона, в плитах перекрытий шаг рабочей арматуры, чаще всего, назначается 200 мм. Таким образом, в расчётной полосе шириной 1 м располагается 5 рабочих стержней.

В данном примере допускается рассмотреть армирование из 5d10, и реальная площадь стержней составит 3,93 см 2 , что больше, чем требуемое значение, с учётом повышающих коэффициентов. При известных значениях площади армирования, можно определить величину х: х = R_s А_s / g_b₁ R_bb = 43,5 х 3,93 / (0,9 х 1,7 х 100) = 1,12 см.

На завершающем этапе из основного условия равновесия определяется предельно допустимый момент, который может возникнуть в сечении плиты перекрытия. M = g_b₁ R_bbx(h₀ – x/2) = 0,9 х 1,7 х 100 х 1,12 х (18 – 1,12/2) = 2988.5 кН*см.

Далее остаётся сравнить предельно допустимый момент 2988.5 кН*см с фактическим усилием, возникающим после приложения нагрузок – 2812,5 кН*см, который оказался меньше, значит, условие прочности выполняется.

В случае, если условие предельного равновесия не достигается, толщина плиты, а также расчётное количество рабочей арматуры должны быть пересмотрены.

Прочность ЖБ элемента

В строительной механике понятия прочности и несущей способности практически не имеют различий. Однако, на практике это не совсем так. Прочность – это способность конструктивного элемента не разрушаться под действием внешних сил. Несущая способность – это способность конструктивного элемента удовлетворять предъявленным к нему эксплуатационным требованиям под действием сочетания нагрузок.

Таким образом, расчёт по предельным состояниям 1 группы, приведённый выше, показывает, что плита перекрытия остаётся в статическом положении не разрушается, (то есть, обеспечивается её прочность) и может эксплуатироваться в нормальных условиях (так как в расчёте были учтены все коэффициенты условий работы). Проведения дополнительных прочностных расчётов не требуется.

Возможные сложности и ошибки

При расчёте сечения плиты перекрытия на прочность, следует учитывать важные нюансы, чтобы не допустить серьёзных ошибок:

Последствия неверных расчётов могут привести к обрушению строительных конструкций, недопустимым прогибам и другим непоправимым проблемам во время эксплуатации сооружения.

Заключение

Перед назначением толщины и армирования плиты перекрытия необходимо провести расчёт прочности изгибаемого элемента. Вычисления выполняются после сбора постоянных и временных нагрузок и определения внутренних усилий в конструкции.

Если результаты расчёта не удовлетворяют условиям предельного равновесия, необходимо задать другую толщину плиты и провести вычисления заново.

Как правильно определить нагрузку на пол кг/м2

Но научно мое действие думаю недоказано (на мой взгляд) соответственно включил логику ну славо Богу стоит уже 5 лет заначит все нормально. И заказчик был частник в экспертизу не кому не обращался (так одблагодарил меня). если бы отдал кокому небудь эксперту не знаю как бы доказывал ему?? по логике может быть несошлись

Да и еще несущ. способность плиты должна быть везде одинаково подънемите старый проект и посмотрите должны быть одинаковые марки плит.

Еше раз формулы такой нет но есть логика инженера Я делал токое мероприятия из за этого вас спросил данные.
При установке стелажа на перекрытие делал лапки из швеллера №14 ложил швел. поперек перекрытию, если перекрытие 1,0 метр шириной швелл. длиной 2,0-2,2м. укладывал тем самым передавая нагрузку на соседнее перекрытие (Эта идея конечна чисто теоретически пришла на тот момен в голову)
У меня нагрузка от одной стойки от стелажа 740к/м2 с учетом нагрузки от пола так что примерно 1,0м2 несущей плиты перек. 800кг/м2 конечно сосредоточенную нагрузку нельзя прикладывать на плиту перек. следовательно сделал лапки.
Но научно мое действие думаю недоказано (на мой взгляд) соответственно включил логику ну славо Богу стоит уже 5 лет заначит все нормально. И заказчик был частник в экспертизу не кому не обращался (так одблагодарил меня). если бы отдал кокому небудь эксперту не знаю как бы доказывал ему?? по логике может быть несошлись
Да и еще несущ. способность плиты должна быть везде одинаково подънемите старый проект и посмотрите должны быть одинаковые марки плит. Возможно я не очень внятно изложил проблему.
Я делаю типовое ТЗ на ремонт магазина под наши стандарты, работаю в службе Заказчика сети гипермаркетов. У нас в гипермаркетах нет склада, а есть надстеллажное хранение. То есть, на стеллаж с товаром сверху еще складируется товар. При чем, через какое-то время, стеллажи переставляются туда-сюда. Отсюда проблема - не ясно какой должна быть минимальная несущая способность пола, чтобы не было какой-либо деформации при длительной эксплуатации.
Решение я вижу такое - взять самый тяжело нагруженный стеллаж и высчитать силу давления его на пол и перевести эту величину в формат кг/м2, которую и зафиксирую в ТЗ. Таким образом, когда появляются новые объекты и проводится ревизия пола в помещении - будем просто сравнивать эту несущую способность пола с этой цифрой - и если способность меньше, то необходимо будет усиливать пол топпингом.
Стеллаж стоит на ногах - как высчитать силу давления массы стеллажа через эти 4 ноги на пол? Central Asia Решение я вижу такое - взять самый тяжело нагруженный стеллаж и высчитать силу давления его на пол и перевести эту величину в формат кг/м2, которую и зафиксирую в ТЗ.

Думаю будет не правильно, как вы излогаете (НЕВОЗМОЖНО) дать нагрузку на 1,0м2 от сосредоточенной.
Лучше Вы изложите что нагрузка от стелажа столькото кг. дайте схему стелажа (чертеж, сам стелаж сколько весит) и сколько у него ножек будет (мне технолог так и представлял данные. )
Потом у вас нет техлология магазина (новая) с растоновкой какой стелаж в каком месте будет .

Как правильно определить нагрузку на пол кг/м2

Читайте также: