Грузовая площадь плиты перекрытия
Обновлено: 07.07.2024
Определение грузовой площади при сборе нагрузок на фундамент
Грузовая площадь определяется различно для жилых, общественных и производственных зданий.
На рис.1 показаны две грузовые площади для сбора нагрузок на ленточные фундаменты внутренней и внешней стен жилого дома. Для внутренней несущей стены ширина грузовой площади принимается равной 100 см, а длина определяется половиной расстояния в чистоте между стенами в направлении длинной стороны плиты перекрытия. Из-за наличия оконных проемов в наружных стенах ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между осями оконных проемов вдоль здания, а длина - половине расстояния в чистоте между стенами - поперек здания.
В отличие от жилых зданий с несущими наружными и внутренними стенами в промышленных зданиях несущий каркас выполняется из колонн, ригелей и плит перекрытия. Поэтому при сборе нагрузок на отдельно стоящие фундаменты под колонны ширина и длина грузовой площади определяются половиной расстояния между соседними осями здания.
Рис.1 схема для подсчета нагрузок на фундаменты:
1 - для внутренней стены;
2 - для наружной стены.
Контрольные вопросы для самопроверки
1. По каким предельным состояниям рассчитываются основания фундаментов?
2. Какие условия должны соблюдаться при проектировании оснований фундаментов по второй группе предельных состояний?
Определение грузовых площадей
Грузовая площадь определяется из расчета передачи на две стены с расчетного пролета плиты, т.е. грузовая площадь будет равна половине пролета плиты. По длине принимаем 1 м.п. Расчет ведется по рисунку 2.
Сечение 1-1: выбирается по наружней несущей стене по оси Д:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Сечение 2-2: выбирается по внутренней несущей стене по оси Г:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Сечение 3-3: выбирается по наружной несущей стене по оси 3:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Сечение 4-4: выбирается по внутренней несущей стене по оси 2:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Сечение 5-5: выбирается по наружной несущей стене по оси Б:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Сечение 6-6: выбирается по внутренней несущей стене по оси 2:
- грузовая площадь для сбора нагрузок с перекрытия:
.
Грузовые площади с перекрытий сведем в таблицу
| Расчетные сечения | 1-1 | 2-2 | 3-3 | 4-4 | 5-5 | 6-6 |
 | 3,0 | 4,65 | 1,5 | 1,5 | 1,65 |
Постоянные нагрузки
Нагрузки от собственного веса стен на 1 м.п.
Нагрузки от собственного веса стен на 1м.п.
Определение нормативных нагрузок от собственного веса стен
Исходные данные:
- толщина наружной стены - 640 мм,
удельный вес стен ;
- толщина внутренней стены -380 мм,
удельный вес стен .
В запас прочности дверные проемы не учитываются.
a) Наружная стена без проемов, ось 3
- высота стены,м;
- толщина стены, м;
- длина стены, м.
Для стен без проемов =1 м, т.е. определяется погонный вес стены. При расчете, в запас прочности, толщину парапета принимаем равной толщине стены.
b) Внутренняя стена без проемов, оси 2,В,Г
c) Наружная стена с проемами(окнами), ось Д
Р- вес одного погонного метра глухой наружной стены, кН;
Р=239,616 ;
- площадь окон по фасаду на одном этаже в пределах , ;
=6*1,81*2,11+0,5*1,81*2,11=24,82415
= 6 -количество этажей;
0,7 - вес 1 двойного остекления.
кН
Нагрузка на 1 м.п.: .
d) Наружная стена с проемами(окнами), ось 1
Р=239,616 ;
= 1,21*2,11=2,5531 ;
= 6;
кН
Нагрузка на 1 м.п.:
.
e) Наружная стена с проемами(окнами), ось А
Р=239,616 ;
= 3*1,51*2,11=9,5583 ;
= 6;
кН
Нагрузка на 1 м.п.:
.
f) Наружная стена с проемами(окнами), ось Б
Р=239,616 ;
= 3*1,81*2,11=11,4573 ;
= 6;
кН
Нагрузка на 1 м.п.:
.
Определение расчетных нагрузок от собственного веса стен
Результаты сводим в таблицу
| Нормативная нагрузка | Расчетные нагрузки, кН/м | ||||
 |  | |  | ||
| Стена по оси "3" | 239,616 | 1,0 | 239,616 | 1,1 | 263,5776 |
| Стена по осям "2,В,Г" | 135,432 | 1,0 | 135,432 | 1,1 | 148,9752 |
| Стена по оси "Д" | 154,347 | 1,0 | 154,347 | 1,1 | 169,7817 |
| Стена по оси "1" | 228,201 | 1,0 | 228,201 | 1,1 | 251,0211 |
| Стена по оси "А" | 169,894 | 1,0 | 169,894 | 1,1 | 186,8834 |
| Стена по оси "Б" | 165,235 | 1,0 | 165,235 | 1,1 | 181,7585 |
Временные нагрузки
Нагрузки на перекрытие и снеговые нагрузки, согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», могут относиться к длительным и кратковременным. При расчёте по первой группе предельных состояний они учитываются как кратковременные, а при расчете второй группы – как длительные. Для определения длительных нагрузок берем пониженное нормативное давление, для определения кратковременных нагрузок берем полное нормативное значение.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Сбор нагрузок на стену первого этажа
Начинаем публикацию статей по расчету кирпичных стен. Прежде, чем приступить к расчетам, необходимо собрать нагрузки. На стены здания в пределах каждого этажа действуют нагрузки от вышележащих этажей, нагрузки от плит перекрытия рассматриваемого этажа и собственный вес отдельных участков стен.
Для начала давайте определимся, какие же нагрузки бывают?
Нагрузки бывают:
- расчетные - значения расчетных нагрузок определяются путем умножения нормативных на коэффициент надежности по нагрузке (γƒ)
Также они классифицируются на:
- временные, которые в свою очередь бывают:
К постоянным относится собственный вес конструкций, который находится путем умножения объема на плотность.
К кратковременным относятся нагрузки от людей, снега, ветра (полные значения) и пр.
К длительным - перегородки, оборудование и пр., а также пониженные кратковременные от людей и снега.
В СНиПе указаны дополнительно особые нагрузки, но в данном примере они нас не интересуют.
Давайте для наглядности представим, что нам необходимо произвести сбор нагрузок на стену первого этажа двухэтажного коттеджа. Высота этажа 3м, длина 6м. Перекрытия железобетонные толщиной 220мм. Для упрощения расчетов принимаем плоскую рулонную кровлю.
Для начала произведем подсчет нагрузок на 1 м 2 перекрытия и покрытия и внесем данные в таблицу. Предположим, что пол второго этажа состоит из стяжки, поверх которой уложен ламинат. Покрытие второго этажа состоит из пароизоляции, утеплителя, цементно-песчаной стяжки и трехслойного гидроизоляционного ковра.
Собственный вес плиты перекрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м 3
Теперь нам нужно определить грузовую площадь. Чтобы лучше понять, что такое грузовая площадь, посмотрим на картинку ниже.
Если нагрузка собирается для 1 погонного метра стены, то грузовая площадь будет равна произведению 1-го метра на половину расстояния между наружной и внутренней несущей стеной.
Розовым цветом отмечена грузовая площадь для средней стены, а зеленым цветом - для наружных стен.
Таким образом, для рассматриваемого нами участка кладки грузовая площадь будет равна 1м*2м=2м 2
Перемножив грузовую площадь на значения из таблицы, получим нагрузку от перекрытия и покрытия для 1 погонного метра кирпичной кладки.
От покрытия:
- постоянная - 0,749*2=1,498 т
- временная - 0,245*2=0,49 т
Полная P2= 0,994*2=1,988 тонны
От перекрытия:
- постоянная - 0,69*2=1,4 т
- временная - 0,2*2=0,4 т
Полная P1= 0,89*2=1,8 тонн
Осталось посчитать вес кладки второго этажа (G2) и вес парапета (Gп). Высота 2го этажа - 3 м, парапета - 0,7 м. Толщина - 0,25 м, плотность кладки - 1,8 т/м 3 .
Вес 1 погонного метра равен:
Полная нагрузка, которая действует на 1 пог.м кладки первого этажа составит:
N=Gп+P2+G2+P1=0,315+1,988+1,35+1,8=5,5 тДля дальнейших расчетов нам также понадобится значение длительной продольной силы. Она равна сумме постоянной нагрузки от перекрытий и покрытий, веса вышележащих стен и длительной временной от перекрытий и покрытий. В нашем примере длительную временную мы не рассматривали.
Ng=0,315+1,498+1,35+1,4=4,563 тТеперь, когда все нагрузки собраны, можно приступать к Расчету стены на прочность.
Самостоятельный расчет плиты перекрытия: считаем нагрузку и подбираем параметры будущей плиты
Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить такие важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.
В этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!
Содержание
Шаг 1. Составляем схему перекрытия
Давайте начнем с того, что монолитная железобетонная плита перекрытия – это конструкция, которая лежит на четырех несущих стенах, т.е. опирается по своему контуру.
И не всегда плита перекрытия представляет собой правильный четырехугольник. Тем более, что сегодня проекты жилых домов отличаются вычурностью и многообразием сложных форм.
В этой статье мы научим вас рассчитывать нагрузку на 1 кв. метр плиты, а общую нагрузку вам нужно будет вычислять по математическим формулам. Если сложно – разбейте площадь плиты на отдельные геометрические фигуры, рассчитайте нагрузку каждой, затем просто суммируйте.
Шаг 2. Проектируем геометрию плиты
Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.
Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:
Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример расчета плиты на бесконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.
Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать один ее метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этого вам нужно будет познакомиться с такими формулами:
Шаг 3. Рассчитываем нагрузку
Плиту перекрытия легче всего рассчитать, если она имеет квадратную форму и если вы знаете, какая нагрузка запланирована. При этом какая-то часть нагрузки будет считаться длительной, которую определяет количество мебели, техники и этажности, а другая – кратковременной, как строительное оборудование во время стройки.
Кроме того, плита перекрытия должна выдерживать и другого рода нагрузки, как статистические и динамические, при этом сосредоточенная нагрузка всегда измеряется в килограммах или в ньютонах (например, нужно будет ставить тяжелую мебель) и распределительная нагрузка, измеряемая в килограммах и силе. Конкретно сам расчет плиты перекрытия всегда нацелен на определение распределительный нагрузки.
Вот ценные рекомендации, какой должна быть нагрузка на плиту перекрытия в плане расчета на изгиб:
Еще один немаловажный момент, который тоже нужно учитывать: на какие стены будет опираться монолитная плита перекрытия? На кирпичные, каменные, бетонные, пенобетонные, газобетонные или из шлакоблока? Вот почему так важно рассчитать плиту не только с позиции нагрузки на нее, но и с точки зрения ее собственного веса. Особенно если ее устанавливают на недостаточно прочные материалы.
Сам расчет плиты перекрытия, если мы говорим о жилом доме, всегда нацелен на нахождение распределительной нагрузки. Она рассчитывается по формуле: q1=400 кг/м². Но к этому значению добавьте вес самой плиты перекрытия, а это обычно 250 кг/м², а бетонная стяжка и чистовой пол дадут еще дополнительные 100 кг/м². Итого имеем 750 кг/м².
Учитывайте при этом, что изгибающее напряжение плиты, которая по своему контуру опирается на стены, всегда приходится на ее центр.
Шаг 4. Подбираем класс бетона
Именно монолитную плиту перекрытия, в отличие от деревянных или металлических балок, рассчитывают по поперечному сечению. Ведь бетон само по себе – неоднородный материал, и его предел прочности, текучести и других механических характеристик имеет значительный разброс.
Что удивительно, даже при изготовлении образцов из бетона, даже из одного замеса получаются разные результаты. Ведь здесь много зависит от таких факторов, как загрязненность и плотности замеса, способов уплотнения и других технологических факторов, даже так называемой активности цемента.
При расчете монолитной плиты перекрытия всегда учитывается и класс бетона, и класс арматуры. Само сопротивление бетона принимается всегда на значение, на какое идет сопротивление арматуры. Т.е., по сути, на растяжение работает именно арматура. Сразу оговоримся, что здесь существует несколько расчетных схем, которые учитывают разные факторы. Например, силы, которые определяют основные параметры поперечного сечения по формулам, или расчет относительно центра тяжести сечения.
Шаг 5. Подбираем сечение арматуры
Разрушение в плитах перекрытия происходит тогда, когда арматура достигает своего предела прочности при растяжении или текучести. Т.е. почти все зависит от нее. Второй момент, если прочность бетона уменьшается в 2 раза, тогда и несущая способность армирования плиты уменьшается с 90 на 82%. Поэтому доверимся формулам:
Происходит армирование при помощи обвязки арматуры из сварной сетки. Ваша главная задача – рассчитать процент армирования поперечного профиля продольными стержнями арматуры.
Как вы наверняка не раз замечали, самые распространенные ее виды сечения – это геометрические фигуры: форма круга, прямоугольника, трапеции. А расчет самой площади сечения происходит по двум противоположным углам, т.е. по диагонали. Кроме того, учитывайте, что определенную прочность плите перекрытия придает также дополнительное армирование:
Если рассчитывать арматуру по контуру, тогда вы должны выбрать определенную площадь и просчитывать ее последовательно. Далее, на самом объекте проще рассчитывать сечение, если взять ограниченной замкнутой объект, как прямоугольник, круг или эллипс и производить расчет в два этапа: с использованием формирования внешнего и внутреннего контура.
Например, если вы рассчитываете армирование прямоугольного монолитного перекрытия в форме прямоугольника, тогда нужно отметить первую точку в вершине одного из углов, затем отметить вторую и произвести расчет всей площади.
Согласно СНиПам 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры А400 составляет Rs=3600 кгс/см², или 355 МПа, а вот для бетона класса B20 значение Rb=117кгс/см² или 11.5 МПа:
Согласно нашим вычислениям, для армирования 1 погонного метра понадобится 5 стержней с сечением 14 мм и с ячейкой 200 мм. Тогда площадь сечения арматуры будет равняться 7.69 см². Чтобы обеспечить надежность по поводу прогиба, высоту плиты завышают до 130-140 мм, тогда сечение арматуры составляет 4-5 стержней по 16 мм.
Итак, зная такие параметры, как необходимая марка бетона, тип и сечение арматуры, которые нужны для плиты перекрытия, вы можете быть уверены в ее надежности и качестве.
Механика грунтов является одной из основных инженерных дисциплин для студентов всех строительных специальностей
Грузовая площадь определяется различно для жилых, общественных и производственных зданий.
На рисунке 11 показаны две грузовые площади для сбора нагрузок на ленточные фундаменты внутренней (Б) и внешней (А) стен жилого дома.
Для внутренней несущей стены ширина грузовой площади принимается равной 100 см, а длина определяется половиной расстояния в чистоте между стенами в направлении длинной стороны плиты перекрытия. Из-за наличия оконных проемов в наружных стенах ширина грузовой площади принимается равной расстоянию между осями оконных проемов вдоль здания, а длина половине расстояния в чистоте между стенами поперек здания.
В отличие от жилых зданий с несущими наружными и внутренними стенами в промышленных зданиях несущий каркас выполняется из колонн, ригелей и плит перекрытия. Поэтому при сборе нагрузок на отдельно стоящие фундаменты под колонны ширина и длина грузовой площади определяются половиной расстояния между соседними осями здания.
Рис. 11. Схема сбора нагрузок на фундаменты:
а) схема для подсчета нагрузок от конструкций;
б) схема для подсчета нагрузок на фундаменты: 1 - для внутренней стены; 2 - для наружной стены
Пример выполнения сбора нагрузок на фундамент крайней стены
Сбор нагрузок на фундамент предлагается оформить в виде таблиц по нижеприведенным формам.
Постоянные нормативные нагрузки
От веса покрытия
От веса чердачного перекрытия с утеплителем
От веса междуэтажного перекрытия
От веса перегородки
От веса карниза
От веса 1 м 2 кирпичной кладки (или от веса стены из др.материала)
Временные нормативные нагрузки
Величина нагрузки кН/м 2
Снеговая на 1 м 2 горизонтальной проекции кровли ( IV снеговой район)
На 1 м 2 проекции чердачного перекрытия
На 1 м 2 проекции междуэтажного перекрытия
Определяем грузовую площадь (см. рис.11 б):
А = 2,8 ·2,53 = 7,1 м 2 ,
где: 2,53 - расстояние между осями,
2,8 - половина расстояния в чистоте между стенами.
Нормативные нагрузки на 2,53 м длины фундамента на уровне спланированной отметки земли (кН):
Величина нагрузки кН
Вес чердачного покрытия с утеплителем
Вес n междуэтажных перекрытий
Вес перегородок на n этажах
Вес карниза и стены выше чердачного перекрытия
(Нормативная нагрузка на карниз + толщина стены *высота * нормативная нагрузка кирпичной кладки) * расстояние между осями оконных проемов
Вес цоколя и стены первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине, равной расстоянию между осями оконных проемов
Толщина стены первого этажа *(высота цоколя и первого этажа * расстояние между осями оконных проемов – высота оконного проема * длина оконного проема) * нормативная нагрузка кирпичной кладки
0,64* [(2,5+2,5)*2,53 - 1,51*2,1]*18
Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов
Толщина стены * (высота этажа * расстояние между осями оконных проемов - высота оконного проема * длина оконного проема) * количество этажей * нормативная нагрузка кладки
Итого постоянная нагрузка
Величина нагрузки кН
На чердачное перекрытие
На n междуэтажных перекрытий с учетом коэффициента
j n1 = 0,3+0,6/Ön, где:
n - число перекрытий, от которых нагрузка передается на основание
Итого временная нагрузка
Нормативное усилие на обрезе фундамента от вышележащих конструкций N о II определяется как сумма постоянной и временной нагрузок.
Фундамент передает усилия от веса вышележащих конструкций и воспринимаемых ими нагрузок на основание. Прочность конструкций наземной части зданий обеспечивается прочностью и долговечностью фундамента, его устойчивостью, наличием конструктивных мероприятий, ограничивающих осадки основания в пределах, допустимых СНиП 2.02.01-83, экономичной и целесообразной формой и конструкцией фундаментов.
Проектирование фундамента заключается в выборе его типа, размеров и способов устройства. Для этого необходимо определить: материал и конструкцию фундамента; глубину его заложения; давление под подошвой фундамента; осадки фундамента и способ выполнения работ по подземной части зданий. Кроме того, следует проверить устойчивость фундамента.
3.2.3. Определение глубины заложения подошвы фундамента
Глубина заложения фундаментов является одним из основных факторов, обеспечивающих необходимую несущую способность и деформации основания, не превышающие предельных по условиям нормальной эксплуатации.
Глубина заложения фундаментов определяется:
а) конструктивными особенностями зданий или сооружений (например, жилое здание с подвалом или без него), нагрузок и воздействий на их фундаменты;
б) глубиной заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубиной прокладки инженерных коммуникаций;
в) инженерно-геологическими условиями площадки строительства (физико-механические свойства грунтов, характер напластования и пр.);
г) гидрогеологическими условиями площадки и возможными их изменениями в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений;
д) глубиной сезонного промерзания грунтов.
Глубина заложения фундаментов исчисляется от поверхности планировки (рис.12,а) или пола подвала до подошвы фундамента (рис.12,б), а при наличии бетонной подготовки - до ее низа.
При выборе глубины заложения фундаментов рекомендуется [1]:
а) предусматривать заглубление фундаментов в несущий слой грунта не менее чем на 10-15 см;
б) избегать наличия под подошвой фундамента слоя грунта, если его прочностные и деформационные свойства значительно хуже свойств подстилающего слоя грунта;
в) стремиться, если это возможно, закладывать фундаменты выше уровня грунтовых вод для исключения необходимости применения водопонижения при производстве работ.
Рисунок 12. Схемы к определению глубины заложения фундаментов d :
а - фундамент внешней оси здания; б - фундамент внутри здания
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта d fn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину сезонного промерзания грунтов определяют на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение определяется по формуле:
где d 0 - глубина промерзания при М t = 1ºС, м, принимаемая: для суглинков и глин - 0,23; супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28; песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30; крупнообломочных грунтов - 0,34;
M t - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, ° C, принимаемых по СНиП [8] или по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях.
За неимением этих данных нормативную глубину сезонного промерзания можно определить по схематической карте (рис.13), где даны изолинии нормативных глубин промерзания для суглинков, т.е. при d 0 = 0,23 м. При наличии в зоне промерзания других грунтов значение d fn , найденное по карте, умножается на отношение d 0 /0,23 (где d 0 соответствует грунтам рассматриваемой строительной площадки).
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле:
где k h - коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый для отапливаемых зданий в зависимости от конструкции полов и температуры внутри помещений, а для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий k h = 1,1 (кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой).
Рисунок 13. Карта нормативных значений глубины промерзания d 0 , см
Особенности сооружения
Коэффициент к h при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, Сº
Выбор расчетных сечений и определение грузовых площадей.
Расчетные сечения - это те сечения, в которых производится расчет оснований и фундаментов.
Расчетные сечения назначаются по стенам или колоннам исходя из конструктивных особенностей здания или сооружения, и отличаются величиной действующих в них нагрузок. Т.е. назначаемые расчетные сечения должны отличаться:
1) толщиной, высотой стен (сечение по внутренней и наружной стене, сечения по стенам на участках с разным количеством этажей и др.)
2) габаритами грузовых площадей
Грузовая площадь - это площадь, с которой нагрузка передается на элемент конструкции (стену, колонну) от перекрытия или покрытия. Размеры грузовой площади определяются в зависимости от опирания плит перекрытия (покрытия).
3.1. Определение грузовых площадей.
Бескаркасное здание с плитами, опирающимися на 2 стороны.
Грузовая площадь определяется из расчета передачи нагрузки на две стены с расчетного пролета плиты, т.е. грузовая площадь будет равна половине пролета плиты. По длине принимаем 1 м.п. Расчет ведется по рисунку 5.
Стена внутренняя, несущая
=1 м.
Стена внешняя, несущая с окнами
=1 м.
2,85
Стена внешняя, с лестницей
=1 м.
1,5
Стена внутренняя, с лестницей
=1 м.
1.5
Стена внутренняя, несущая
=1 м.
1,26
Стена внешняя, несущая без окон
=1 м.
1,26
Стена внешняя, самонесущая
=1 м.
0
Стена внешняя, несущая без окон
=1 м.
2,85
Нагрузки, действующие в расчете сечения.
Расчёт основания и фундамента ведётся по двум группам предельных состояний:
а) по I группе предельных состояний - определяют несущую способность фундамента и проверяют прочность конструкции и устойчивость основания.
Расчет берется по расчетным усилиям при
б) по второй группе предельных состояний - определяют размер подошвы ленточного фундамента и осадку его основания.
Расчет берется по расчетным усилиям при
4.1 Постоянные нагрузки.
4.1.1. Собственный вес стен.
а) Наружная стена без проемов, ось 2:
Высота наружной стены
Вес стены без проемов:
(кН)
=1,6 кН/ 10 м/ =16 кН/ - удельный вес кирпичной кладки
h - высота стены, м;
aст. = 0,64 - толщина стены, м;
l = 1 м. - определяется погонный вес стены
б) Внутренние стены без проемов, оси Б и 3 (в запас прочности дверные проемы не учитываем):
Нагрузка определяется как в пункте а)
=1,8 кН/ 10 м/ =18 кН/
в) Наружная стена с проемами (окнами), ось 1:
где: - длина стены
- площадь оконных проемов по фасаду.
г) Наружная стена с проемами (окнами), ось А:
Нагрузка определяется аналогично расчету в пункте в)
| 4.1.2. Определение расчетных нагрузок от собственного веса стен |
| Нормативная нагрузка | Расчетные нагрузки кН/м | |||
| f | nII | f | nI | |
| Стена по оси «2» |  | | 1,1 | 157,66 |
| Стана по оси «Б» |  |  | 1,1 | 99,317 |
| Стена по оси «1» |  | | 1,1 | 120,42 |
| Стена по оси «А» |  | | 1,1 |  |
Вес перекрытий (покрытия)
Нагрузки от 1 перекрытия (покрытий)
Временные нагрузки
Снеговые
Снеговые нагрузки, согласно СП 20.13330-2011 "Нагрузки и воздействия" могут относиться к длительным и кратковременным. При расчете по первой группе предельных состояний они учитываются как кратковременные, а при расчете по второй группе предельных состояний - как длительные. для определения длительных нагрузок берем пониженные нормативные значения, для кратковременных - полные нормативные значения.
а) для расчета по II группе предельных состояний:
кН/
где: =1,8 кН/ - расчетное значение веса снегового покрова на 1 горизонтальной поверхности земли для III снегового района (г. Челябинск) по табл. 10.1 СП 20.13330-2011 "Нагрузки и воздействия";
=1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.
Нормативная нагрузка от снега на 1 покрытия здания:
кН/
Пониженное значение нормативной нагрузки от снега на 1 покрытия здания:
где: = 0,5 в соответствии со СНиП 2.01.07- .
кН/
Расчетное значение длительной снеговой нагрузки :
где: - коэффициент сочетаний для длительных нагрузок в основных сочетаниях (СП 20.13330-2011);
= 1 - коэффициент надёжности по нагрузке.
кН/ .
б) для расчета по I группе предельных состояний:
Расчетное значение кратковременной снеговой нагрузки :
где: - коэффициент сочетаний для кратковременных нагрузок в основных сочетаниях (СП 20.13330-2011);
Сбор нагрузок на перекрытие и балку
Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).
Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) "Актуализированная редакция" [1].
Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:
1. Определение веса "пирога" перекрытия.
В "пирог" входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).
Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.
2. Определение временной нагрузки.
К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. [1]. Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.
3. Определение расчетной нагрузки.
Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов - это таблица 7.1 [1]. Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 [1]. Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 - 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.
4. Сложение.
В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.
В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.
Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.
А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором. Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.
Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.
Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:
1. Многопустотная железобетонная плита - 220 мм.
2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) - 30 мм.
3. Утепленный линолеум.
На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.
Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.
Пример 2. Сбор и расчет нагрузок на отдельные конструктивные элементы (колонны, балки, плиты перекрытий и покрытий).
После того, как был выполнен общий сбор нагрузок, переходим к сбору нагрузок на отдельные конструктивные элементы.
Для дальнейших расчетов в качестве примера примем участок перекрытия типа 2 в зоне парковки (основное сочетание нагрузок выделено в п. 5.3.4),перекрытие типа 2 для стоянок в зоне парковки:
расчетная Сm1 = 250,0 + 485,0 = 735,0 кг/м 2 .
Плиты перекрытий и покрытий.
Нагрузки на плиты перекрытий и покрытий представляются в зависимости от предполагаемых методов расчета: на единицу площади 1 м 2 плиты, погонные на 1 погонный метр участка плиты шириной 1 метр, сосредоточенными силами, различными сочетаниями нагрузок. Для расчета и проверки плоских плит, как правило, используется погонная нагрузка на участок плиты шириной 1 м. Для подбора сборных плит используется та нагрузка, которая указана в паспорте на плиты.
В нашем примере полная нормативная равномерно распределенная нагрузка на 1 м 2 плиты перекрытия в зоне парковки составит 630,0 кг/м 2 ; полная нормативная равномерно распределенная погоннаянагрузка на участок плиты шириной 1 м составит 630,0 кг/м 2 *1 м =630,0 кг/пог.м.
Балки.
Нагрузки на балки представляются сосредоточенными силами, моментами, погонными равномерными или неравномерными силами и моментами, различными сочетаниями этих нагрузок. Как правило, для подбора и проверки балок принимается нагрузка с грузовой площади, приходящейся на балку (рис. 3).
Определим полную расчетнуюи нормативную равномерно распределеннуюпогонную нагрузку на второстепенную балку по оси Б в осях 2-3 (считаем, что это зона стоянки автомобилей).
Расчетная q = Р*а = 735,0*3,0 = 2200кг/м.
Нормативнаяqn = 630,0*3,0 = 1890
гдеа =3 м -шаг второстепенных балок;
Р - полная равномерно распределенная нагрузка на 1 м 2 плиты перекрытия в соответствующей зоне, в нашем случае – зона стоянки автомобилей, расчетная Р = 735,0 кг/м 2 , нормативная Рn = 630 кг/м 2 .
Колонны.
Нагрузки на колонны представляются сосредоточенными силами, моментами, горизонтальными равномерно распределенными и сосредоточенными силами, различными сочетаниями этих нагрузок. Как правило, для подбора и проверки колонн принимается нагрузка с грузовой площади, приходящейся на колонну (рис. 2) или нагрузка, полученная из расчета балок (рис. 3).
Определим расчетную вертикальную нагрузку на центральную колонну из грузовой площади. Нагрузка определяется от перекрытия и покрытиядля сечения колонны у обреза фундамента.
N = Агр*Рпер+Агр*Рпокр= 36 м 2 *735,0 кг/м 2 +36*875,0= 57960,0 кг.
где Агр–грузовая площадь, которая определяется как произведение шага колонн по цифровым осямL1=6 м на шаг колонн по буквенным осямL2 =6 м, Агр=6*6=36 м 2 ;Рпер= 735,0 кг/м 2 ; Рпокр=875,0 кг/м 2 (см. п. 5.3.4).
Читайте также: