Как определить нагрузку на пол?

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:

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

Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Как правильно рассчитать нагрузки на полы?

Проектирование – это крайне ответственный этап строительства здания или конструкции. Именно на этом этапе определяется надежность структурных элементов и их долговечность. Ошибки при проектировании могут стать причиной появления критических дефектов и не позволить нормально эксплуатировать объект. В полной мере это относится и к проектированию бетонных полов.

К сожалению, многие проектировщики ошибочно не выделяют полы в особый вид конструкций и применяют к ним те же подходы, что и к фундаментам или другим бетонным элементам. В результате бетонная плита пола может быть запроектирована, как с избыточным запасом прочности (то есть может быть неоправданно дорогой и материалоемкой), так и наоборот – недостаточно надежной. И хотя полы не относятся к разряду ответственных конструкций, их прочностные характеристики важны для безопасной и эффективной эксплуатации объекта строительства в будущем.

Особенно важным в этой связи является определение воздействий и нагрузок, которым будет подвергаться бетонный пол. Характер воздействий, в первую очередь, повлияет на выбор покрытия пола, и этот вопрос заслуживает отдельного рассмотрения. Однако и с определением нагрузок возникает ряд спорных моментов, причем трудности зачастую возникают даже у опытных проектировщиков.

Равномерно распределенная нагрузка

Наиболее частой ошибкой при проектировании полов является принятие за отправную точку равномерно распределенной нагрузки. Эта характеристика выражается в ньютонах или килограммах на метр квадратный, а также паскалях. Эту величину принято закладывать в расчеты плит перекрытий или использовать при проектировании фундаментов зданий, однако следует с осторожностью использовать в случае полов. Строго говоря, распределенной нагрузкой является нагрузка от предметов непосредственно лежащих на полу, например, листов металла или фанеры, хранящиеся навалом сыпучие материалы. В более общем случае за такую нагрузку принимают и находящиеся на полу предметы, занимающие значительную площадь и имеющих большое количество зон контакта с полами. Примером последнего могут служить хранящиеся на полу склада паллеты , также к равномерно распределённой нагрузке относят и пешеходов.

Тем не менее, нередко приходится сталкиваться со случаями, когда нагрузки в виде МПа/м2 указываются для склада со стеллажным хранением. Налицо неверный подход, при котором инженер делит сумму всех складских или производственных нагрузок на площадь. Иногда встречаются случаи, когда берется несущая способность стеллажа и делится на площадь, которую он занимает. Расчеты, выполненные на таких исходных данных, скорее всего, будут в корне неверными.

Сосредоточенная нагрузка

Дело в том, что в случае стеллажного складирования имеет место не распределенная нагрузка, а сосредоточенная (или точечная). Товары размещаются на многоярусных стеллажах, которые в свою очередь имеют небольшую площадь опирания на полы. Это создает очень серьезные нагрузки на плиты полов.

Как правильно посчитать сосредоточенную нагрузку?

За значение сосредоточенной нагрузки принимается давление под сдвоенной пяткой стеллажа. Сдвоенная опора находится между секциями стеллажа, и на нее приходится вдвое большая нагрузка, нежели на торцевые опоры. Для правильного расчета нагрузки нужно взять суммарную номинальную вместимость всех ярусов стеллажа, кроме напольного, и разделить на два. Рассмотрим пример: имеется стеллаж с пятью ярусами (напольный ярус не учитывается), на каждом из которых может храниться 3 паллета массой 1.200 кг:
5 х 3 х 1,2 = 18 тонн
То есть на каждой секции хранится до 18 тонн груза.

Этот вес распределяется между четырьмя опорами, однако на опоры между секциями приходят нагрузки сразу с двух сторон. Таким образом, нагрузка на каждую опору составит 9 тонн (см. иллюстрацию).

При передаче данных инженеру-проектировщику следует также указать размер пятки опоры стеллажа, поскольку пятка размерами 110х110 мм создает при равной нагрузке почти вдвое большее давление на полы, чем пятка 150х150 мм.

Также большое влияние имеет расстояние между смежными рядами стеллажей.

Такой же подход к определению нагрузок используют и применительно к производственному оборудованию, если оно устанавливается непосредственно на полы. Вес станков и производственных линий распределен между стойками и опорами, поэтому представляет собой сосредоточенную нагрузку.

В случаях высотного складирования нагрузки на одну опору могут достигать 10-12 тонн. В таких ситуациях допускается использование понижающего коэффициента, учитывающего степень заполняемости склада.

Другие виды нагрузок

Также в целях проектирования принято выделять и другие виды нагрузок на полы.

Колесная нагрузка – создается транспортными средствами, заезжающими на полы и перемещающимися по ним. Для правильной спецификации этих нагрузок необходимо знать распределение веса между осями транспортного средства и размер пятна контакта колеса с поверхностью. Также важно знать, парные ли колеса, какое расстояние между ними во всех направлениях. Хотя этот тип нагрузок схож с точечными, они обладают отличительной особенностью – динамикой. То есть при движении происходит приращение воздействующей на полы силы, что должно найти свое отражение в проектных расчетах.

Линейная нагрузка

Отдельные виды систем хранения грузов имеют вытянутые и узкие опоры, что позволяет рассматривать их как линейную нагрузку. В техническом задании на проектирование необходимо указать геометрические параметры этих опор, расстояния между ними и, естественно, массу складируемых на них товаров или материалов. Находящиеся непосредственно на полу рельсы тоже создают этот тип нагрузки, и к ним применяются те же подходы.

Специфика нагрузок, имеющих место на предприятии, неотделима от понимания технологических процессов и характеристик используемого оборудования. Если Вы испытываете трудности с описанием нагрузок на Вашем объекте, Вы можете обратиться в компанию «Би Райт» за консультацией, и наши специалисты по проектированию полов помогут Вам.

Разъяснения по вопросу сбора нагрузок и составлению технического задания на проектирование полов в складских помещениях, оборудованных многоярусными сборными стеллажами

Для выполнения расчета плиты пола, являющейся бесконечной гибкой плитой на упругом основании, следует соблюдать требования действующих норм и правил. Основным нормативным документом для проектирования полов является СНиП 2.03.13-88 «Полы». Кроме того, для расчета бетонных плит полов используются нормативный документ «Полы. Технические требования и правила проектирования, устройства, приемки, эксплуатации и ремонта» (в развитие СНиП 2.03.13-88 «Полы») и СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия», разработанный ЦНИИПромзданий; для расчета фибробетонных конструкций – свод правил СП 52-104-2006 «Сталефибробетонные конструкции»; для учета некоторых дополнительных нюансов – СНиП 2.05.08-85 «Аэродромы». Близкие результаты расчета конструкций полов дают документы АСI 360R-06 «Проектирование плит на грунтовом основании» (комитет № 360 Американского института бетона ACI) и ТR34 «Бетонные промышленные полы. Руководство по проектированию и устройству» (Британское общество производителей бетонных конструкций CS).

В последнее время для расчета плит полов необоснованно применяют компьютерные программы для расчета фундаментных плит, не учитывающие значимые при расчете пола исходные параметры. Это служит причиной применения в строительстве ошибочных решений, приводящих к разрушению пола при эксплуатации или значительному перерасходу средств на создание пола с излишним запасом прочности.

Часто в технических заданиях на проектирование полов в качестве расчетного параметра необоснованно приводится значение «нормативной эквивалентной равномерно-распределенной нагрузки». Так, согласно требованиям п. 2.3 нормативного документа «Полы. Технические требования и правила проектирования, устройства, приемки, эксплуатации и ремонта», «…собственный вес пола, а также нагрузки, равномерно-распределенные по площади, при расчете не учитываются…». То есть практически любое значение этой нагрузки – 5, 10 или 20 т/м 2 – никак не влияет на параметры конструкции плиты пола.

Примером истинной равномерно-распределенной нагрузки величиной 5 т/м 2 является слой песка толщиной около 3,2 м, насыпанного по всей площади пола. При данном характере нагружения в конструкции пола не возникает изгибающих моментов, и его толщина принимается конструктивно, например 120 мм (пол из неармированного бетона класса В22,5).

Условно в качестве равномерно-распределенной нагрузки величиной 5 т/м 2 можно рассматривать нагрузку, создаваемую 5-тонным погрузчиком, габариты осей колес которого составляют приблизительно 1х1 м, складированные в 5-ярусные штабеля паллеты размером 0,8х1,2 м, весом 1 т каждая или рулоны бумаги, установленные в четыре уровня хранения. Во всех этих случаях величина условной равномерно-распределенной нагрузки одинакова, но конструкция пола будет разной по причине того, что величина и характер приложения сосредоточенных нагрузок различаются.

Только исходные данные о сосредоточенных нагрузках могут служить законным основанием для проектирования плиты пола по грунту. Согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», при составлении задания на проектирование пола, на который действуют нагрузки от оборудования и складируемых материалов, необходимо учитывать данные о местах расположения и величине нагрузок, габаритах опор оборудования. Замена фактически действующих сосредоточенных нагрузок на эквивалентные равномерно-распределенные может быть осуществлена только при проектировании конструкций междуэтажных перекрытий. Для полов, опирающихся на грунт, такая замена недопустима. В СНиПе 2.03.13-88 «Полы» и прочих используемых при расчете полов нормативных документах прописаны такие же требования к содержанию технических заданий. Так, п. 2.3. норматива «Полы. Технические требования и правила проектирования, устройства, приемки, эксплуатации и ремонта» гласит: «… на схеме нагрузок в плане должна быть указана их наибольшая величина, размеры и форма следов опирания на пол и наименьшие расстояния между этими следами…»

Требования нормативных документов основаны на том, что при расчете полов решаются только две основные задачи с точки зрения теории упругости:

• задача № 1 – «О расчете круглой плиты неограниченных размеров при нагрузке распределенной по малой площади» для нагрузок, удаленных от краев;

• задача № 2 – «О расчете прямоугольной плиты при нагрузке, близкой к сосредоточенной» для нагрузок у краевых и угловых участков плиты.

К проектированию полов задача о равномерной нагрузке, распределенной по всей площади плиты, не имеет никакого отношения и решается только для плит конечного размера и жесткости. Таким образом, техническое задание, содержащее даже упоминание об использовании в расчетах значения эквивалентной равномерно-распределенной нагрузки, является некорректным с точки зрения основания для проектирования.

Однако возникает резонный вопрос: почему же при обсуждении проектов складских комплексов фактически встречается параметр «допустимая нагрузка до 5 (6) т/м 2 »? При массовом строительстве складских комплексов в последние годы возникла необходимость каким-то образом классифицировать склады по параметрам, отражающим их инвестиционную привлекательность, а также для удобства общения девелоперов, арендаторов, покупателей и строителей складов. Так появилась классификация складов на типы А, В, С и т. п., которая предполагает различный уровень допустимых нагрузок на полы. Определение «склад класса А» предполагает значение равномерно-распределенной нагрузки, как правило, 5 или 6 т/м 2 , что позволяет инвесторам, проектировщикам и арендаторам иметь единое представление о параметрах склада – возможности размещения на полу стандартных сборно-разборных стеллажей с 5-ярусным хранением грузов на европаллетах полной массой до 1 т. Как правило, на складе используются фронтальные стеллажи с общепринятыми расстояниями между вертикальными стойками 1,05 х 2,75 м. Связью с предполагаемыми параметрами склада и ограничивается функциональность условного показателя «равномерно-распределенной нагрузки», способствующего пониманию сути пожеланий инвесторов, заказчиков и арендаторов, но бесполезного и недопустимого для инженерного расчета конструкции плиты пола.

Рассмотрим алгоритм приведения величины реально действующих сосредоточенных нагрузок на пол к значению условного показателя равномерно-распределенной нагрузки.

Пусть высота склада в свету (т. е. расстояние от поверхности пола до нижней поверхности балки покрытия) равна 12 м, а вес одной единицы груза (паллеты) – 1 т. Для предварительных расчетов плиты пола этих данных вполне достаточно. Определим количество ярусов хранения. При стандартной упаковке высота паллеты составляет 1,6–1,8 м. Добавив к ней зазоры и высоту балок рамы стеллажа, получим, что высота одного яруса примерно равна 2 м. Исходя из этого рассчитываем максимально возможное количество ярусов хранения: 12 : 2 = 6.

Предполагается, что хранение будет осуществляться на стандартных фронтальных стеллажах с размерами между осями стоек (в плане) 2,75 х 1,05 м, что допускает хранение до трех европаллет размером 0,8 х 1,2 м в каждой стеллажной ячейке.

Рассматриваемый вариант сбора нагрузок на опору стойки стеллажа предполагает напольное хранение грузов первого яруса. Размещение таких грузов на балке, передающей дополнительную нагрузку на стойки стеллажа, однозначно неприемлемо, поскольку приводит к дополнительным расходам за счет увеличения общего количества балок и роста (до 20%) нагрузок на стойки стеллажа. Поэтому в большинстве случаев используется напольное хранение грузов 1-го яруса. В случае использования узкопроходной техники, перемещающейся по направляющим упорам (без индукционного управления), параллельно балкам основной конструкции стеллажа с креплением к полу применяется установка опорных балок (прямоугольных стальных профилей размером более высоты направляющего упора) для укладки паллет нижнего яруса. В результате на стойки стеллажа оказывается косвенное, не очень большое воздействие, поскольку нагрузка распределена по относительно большой площади.

На основании исходных данных получаем формулу для расчета нагрузки на среднюю одиночную стойку стеллажа с учетом напольного хранения грузов первого яруса:

где Р – рассчитываемая нагрузка на одиночную стойку стеллажа, т;
Р_пал – усредненный вес паллеты, т;
М – количество паллет на одном ярусе хранения (в случае применения стандартных стеллажей размером в плане 1,05 х 2,75 м оно равно 3);
N₁ – количество ярусов хранения на раме стеллажа.

Подставляя в формулу (1) предварительно заданные исходные данные, получаем:

Таким образом, нагрузка на одиночную стойку стеллажа при шестиярусном хранении и напольном хранении грузов первого яруса составляет 7,5 т.

В случая хранения всех паллет на раме стеллажа (без напольного хранения) получаем:

где N – общее количество ярусов хранения.

Подставляя исходные данные, получаем, что

Для приведения данного сочетания нагрузок к эквивалентной равномерно-распределенной необходимо произвести деление нагрузки, действующей в пределах нагруженной стеллажной ячейки, на условно принятую грузовую площадь, определенную габаритными размерами стоек стеллажа:

где S – грузовая площадь (2,75 · 1,05 = 2,8875 м 2 ).

В результате мы привели реально действующие нагрузки от грузов, расположенных на стеллажах, к условному значению равномерно-распределенной нагрузки.

Таким образом, при одинаковом значении равномерно-распределенной нагрузки (6,23 т/м 2 ) мы имеем различные величины нагрузок на стойки стеллажей (7,5 и 9 т), различающиеся по значению почти на 20%, что подтверждает недопустимость использования равномерно-распределенной нагрузки как расчетного параметра при проектировании полов.

Здесь приводятся таблицы ориентировочного соотношения между различными видами нагрузок при разном весе единиц грузов (паллет) при использовании стандартных фронтальных стеллажей размером в плане 2,75 х 1,05 м.

Какова нагрузка на пол в складских помещениях?

Основная нагрузка на любом складе, в первую очередь приходится именно на полы. Оно и немудрено – как бы высоко ни располагались товары, какие бы конструкции полок и стеллажей не изобретались, в итоге их вес всё равно принимает пол. Причём, нагрузки не являются единственным видом отрицательного воздействия – следует учитывать ещё и механические повреждения, мгновенные и долговременные (такие как истирание), воздействия температуры, влажности и.т.д. К счастью, в наши дни все эти проблемы вполне решаемы и не требуют каких-то космических вложений. Давайте в первую очередь определимся с нагрузкой.

• По каким критериям выбирают пол для склада?
• Характеристика складов по уровню допустимой нагрузки

По каким критериям выбирают пол для склада?

Как известно, лучшей основой для здания любых габаритов является бетонный пол. Однако, говоря о складе, следует знать, что только им ограничиваться не стоит – бетонное покрытие довольно быстро придёт в неудовлетворительное состояние, если его не обработать соответствующим образом. Обработка эта заключается в нанесении специального слоя из более плотного бетона или полимеров, при затвердевании которых образуется твёрдая поверхность, стойкая к ударным и деформационным воздействиям, а также предотвращающая возникновение бетонной пыли.

Такое покрытие можно сделать самому, либо указать в условиях строительства. В таком случае, следует обратить внимание на ряд параметров, соответствие которым гарантирует длительное использование складского пола с максимально возможным уровнем комфорта. Список этих параметров приведён ниже.

1. Быспыльность, или устойчивость к истирающим воздействиям. Да, такая мелочь, как пыль, может доставить множество неприятностей как для работы механизмов функционирующей на складе техники, так и для здоровья персонала – вдыхаемая бетонная пыль точно не окажет благотворного влияния на организм. Постоянная работа в слишком запылённом помещении может привести к возникновению и развитию астмы. Также пылевые взвеси могут оказать негативное влияние на размещённые на складе товары, если их упаковка негерметична. Наиболее уязвима продуктовая и фармакологическая продукция.
2. Целостность покрытия. Важно проследить за тем, чтобы на полу не было трещин, сколов, зазубрин и прочих шероховатостей. Это приведёт как к дополнительному накоплению пыли, вредное воздействие которой было описано выше, так и к увеличению износа колёс рабочей техники и даже подошв обуви сотрудников. Недопустимы даже малые трещины, которые имеет тенденцию расширяться под действием нагрузки, влаги или просто с течением времени. А широкие трещины могут привести к даже стопору малогабаритной техники – например, рабочих тележек для перевозки малых объёмов грузов.
3. Ровность пола. Если функциональные особенности использования склада не предполагают наличие наклона, то отклонение от нормы даже в два-три градуса совершенно недопустимо; это может привести как к неправильной работе стационарной техники, так и к непреднамеренному движению техники мобильной. Избежать этого можно, проведя правильный монтаж пола с учётом всех условий местности, в том числе климатических, замером и подготовкой подосновы, расчёта арматурного каркаса и соответствующей толщиной бетонной плиты.
4. Устойчивость к механической нагрузке. Пожалуй, основной показатель, от которого напрямую зависит допустимая нагрузка на пол в складских помещениях (точнее, на каждый квадратный метр пола). Благодаря нему можно без труда определить как возможный вес груза, так и виды рабочей техники, которая может использоваться в данном помещении. Идеальный показатель нагрузки на квадратный метр – 5-6 тонн.
5. Устойчивость к внешним повреждениям и деформациям. Говоря коротко, чем выше данный показатель, тем более тяжёлый предмет можно уронить на пол, не опасаясь серьёзных последствий (во всяком случае, для пола). Так как подобные падения неизбежны при работе на складе, к нему следует отнестись со всей серьёзностью.
6. Невосприимчивость к агрессивным химическим соединениям. Показатель, крайне важный для складов нефтяной и химической продукции. Так как определённый уровень загрязнения пола в подобных помещениях присутствует всегда, важно учесть, чтобы он не оказывал на покрытие разрушающее или разъедающее воздействие. В первую очередь это касается различных кислот, солей, щелочей и.т.д.
7. Невосприимчивость к температурным перепадам. Особенно важно при строительстве складов в суровых климатических условиях, а также для морозильных камер, металлургических цехов и пр.
8. Также учитывается влагостойкость – так как любой пол нуждается во влажной уборке, важно, чтобы вода не оказывала на него какого-либо вредного воздействия даже с течением долгого времени.
9. Определённая степень «шершавости» пола (при этом следует помнить о том, что поверхность должна быть ровной). И в сухости, и во влажности пол должен быть устойчивым, а уровень скольжения – минимальным, чтобы избежать возможных травм среди персонала и аварий при использовании пустой или нагруженной рабочей техники.

Характеристика складов по уровню допустимой нагрузки

Каждый день и в нашей стране, и во всём мире появляется огромное множество новых предприятий, большая часть которых взаимодействует с определёнными массивами грузов и, соответственно, нуждается в постройке или приобретении складских помещений. Чтобы иметь возможность различать их по характеристикам и функциональным особенностям (особенно покупателям, не имеющим большого опыта в строительстве), введена определённая классификация складов, которая также включает в себя показатель нагрузки на пол в складских помещениях. Всего этих классов четыре:

• склад класса «A» представляет из себя наиболее оптимальное для любой сферы деятельности и хранения грузов любых разновидностей здание – которое, к сожалению, по карману не всякой фирме. Да и использование его не всегда целесообразно. Итак, данный склад представляет из себя одноэтажное здание с высотой потолка не менее восьми метров, обязательным наличием естественного освещения, вентиляции, кондиционирования, отопления и электропроводки. Пол имеет показатель нагрузки до 6 тонн на квадратный метр, что позволяет разместить в помещении самые тяжёлые и крупногабаритные грузы; при этом к нему обязательно предъявляются все указанные выше требования;
• строения класса «B» подразумевают наличие нескольких этажей (до трёх) с общим показателем высоты 4,5-8 метров. Данные склады используются в умеренном климате, так как обеспечивают температурный режим в диапазоне от +10 С до +18 С. Полы, использующиеся в них, изготавливаются из асфальта или бетона и не имеют никакого специального покрытия, вследствие чего максимальная нагрузка, которую они в состоянии выдержать, снижена до 3-4 тонн на метр квадратный;
• склад класса «C» представляет из себя крупногабаритное промышленное здание или ангар высотой от 3,5 до 18 метров с центральным отоплением (зимой до +12 С). В помещении используются плиточные, бетонные и асфальтовые полы без какого-либо дополнительного покрытия, грузоподъёмность которых составляет 1-2 тонны на квадратный метр. Данный параметр необходимо учитывать при заезде внутрь склада рабочей техники;
• класс «D» имеет наиболее низкие требования из всех и включает в себя небольшие производственные здания без центрального отопления, малые ангары, подвальные помещения, а также укрытия и прочие объекты гражданской обороны. Полы стандартные, бетонные, без покрытия; допустимая нагрузка на квадратный метр – от одной тонны и ниже.

Точное определение возможной грузоподъёмности значительно упрощает жизнь проектировщикам склада, определяющим, где и как будет располагаться товар. Так, например, в складе класса «А» наиболее приемлемо использовать для данных целей четырёх- и пятиэтажные стеллажи с нагрузкой на каждый этаж в одну тонну. Схожим принципом пользуются и при размещении грузов на паллетах и прочих видах тары.

Подводя итог, можно ещё раз сказать, что выбор пола для склада является важнейшим этапом в строительстве подобного здания. Подойдите к нему со всей ответственностью, воспользуйтесь помощью специалистов, тщательно составьте расчёты загрузки склада – и ни в коем случае не экономьте на качественной работе. Тогда и пол, и сам склад верно прослужат Вам много десятков лет без каких-либо неприятностей и, тем более, аварийных ситуаций.

Максимально допустимая нагрузка на плиту перекрытия

Максимально допустимая нагрузка на плиту перекрытия

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

Как рассчитывать допустимую нагрузку

Для проверки, выдержит ли выбранная плита внутренние элементы, вычитают из проектных значений разные виды нагрузок:

• собственную массу изделия на м 2
• оформление напольного покрытия (стяжки, утеплители, декор)
• привнесенную статическую нагрузку (мебель, техника)
• динамическую нагрузку (люди, животные)

Сортамент пустотных плит перекрытия содержит множество изделий, нужно рассчитать оптимальное заполнение проема с учетом массы плит и нагрузок.

Пример расчета веса внутренней стены:

800 кг/м 2 — 300 кг/м 2 (вес конкретной плиты по ГОСТу) — 150 кг/м 2 (максимальный вес стяжки, утеплителя и напольного покрытия по СНиП) – 150 кг/м 2 (минимальные нормы на привнесенную статическую и динамическую нагрузку) — 200 кг/м 2 .

Итоговая цифра означает максимально допустимый вес планируемых конструкций. Располагать их следует ближе к торцам плит. Важно помнить, что постоянные статические нагрузки скапливаются и могут привести к прогибу изделия, поэтому лучше не достигать максимума.

Разновидности нагрузок

Любое перекрытие между этажами состоит из трех частей:

1. Конструкционная основа – железобетон или деревянные балки;
2. Нижняя часть – отделка потолка, подвесные потолочные светильники;
3. Верхняя часть – стяжка пола, утепление, отделка пола.

Все, что расположено сверху и снизу на перегородке между этажами, создает статическую нагрузку. Это и элементы отделки, и подвесные светильники, и стоящая на полу верхнего этажа мебель. Динамическая создается людьми и животными, которые ходят по полу второго этажа.

Кроме того, существует распределенная и точечная нагрузка. Например, если к потолку привесить детские качели – это будет точечная или сосредоточенная нагрузка на плиту перекрытия. А если установить натяжной потолок с креплениями через равные промежутки – распределенная.

При строительстве зданий и сооружений стало правилом использовать железобетонные изделия с большей несущей способностью, чем требуется согласно расчетам. Запас прочности необходим для того, чтобы свести к минимуму риск обрушения постройки. Благодаря этому запасу различные улучшения, примеры которых мы рассмотрели выше, перегородки спокойно выдерживают.

Расшифровка маркировок

Маркировка ЖБИ включает в себя обозначение из букв и цифр, позволяющее определить разновидность плиты, ее габариты, а также несущую способность. В некоторых случаях марка включает в себя информацию о применяемом для изготовления бетоне, наличии монтажных петель, особенностях армирующего каркаса. Требования к маркировке регламентируются государственным стандартом.

В качестве примера рассмотрим расшифровку плит марки ПК 63-12-8:

• ПК – круглопустотная плита с толщиной 220 мм, произведенная по технологии опалубочного формования.
• 63 – длина в дециметрах (6300 мм).
• 12 – ширина в дециметрах (1200 мм).
• 8 – предельно возможная нагрузка в кПа (800 кг/м 2 ).

Проверка выполненных расчетов

После выполнения всех подсчетов очень важно выполнить проверку, для этого, по имеющимся исходным данным необходимо сделать пересчет нагрузки на перекрытие на каждый кв. метр.

Итак, при общей площади перекрытия, к примеру, в 9 кв. метров, вес который приходится на 1 метр, равняется 2850 кг. Далее нужно вычесть из максимума допустимой нагрузки, собственный вес плиты и получится 484 кг на кв. метр.

Так, необходимо подчитать задуманное ранее напольное покрытие и вес отделочных материалов и далее отнять эту цифру, из полученной ранее. Пусть общий вес всех материалов будет равен 150 кг/кв.м., так: 484 – 150 = 334 килограмма на один кв. метр.

Разница в расчетах и некоторые погрешности допустимы, однако расчет может быть с погрешностью, не более 1 кг.

При планировании нагрузки, специалисты рекомендуют вначале распределить вес мебели равномерно и подсчитать общую массу и только после этого включать в формулу вес перегородок, дверей и т.д. Если же перегородки будут превышать допустимое значение нагрузки на перекрытие, необходимо будет выбрать более легкий материал.

Именно от грамотно сделанного расчета точечной нагрузки будет в большей степени зависеть продолжительность службы перекрытия и ее безопасность. Поэтому, несмотря на допускаемую погрешность, рекомендуется выполнять точный расчет, вплоть до граммов.

Несмотря на то, что привычнее пользоваться вышеописанной методикой расчетов точечной нагрузки, можно использовать более точную и безопасную, которая включает коэффициент надежности.

Для жилых многоэтажных построек принято выбирать коэффициент надежности, равный 1,2, что гарантирует в дальнейшем более безопасную эксплуатацию постройки, и длительный срок службы перекрытия.

Расчет предельно допустимых нагрузок

Плиты перекрытия могут иметь разные размеры и разную толщину, что влияет на их устойчивость к нагрузкам.

Чтобы узнать, сколько может вынести плита перекрытия, нужно сначала изготовить подробный чертеж дома (или квартиры). Затем следует высчитать общий вес всего, что понесет перекрытие. Сюда входят перегородки из гипсобетона, песочные и керамзитовые утепления полов, цементные стяжки, вес напольных плит или паркетного покрытия. Затем общий вес нагрузки следует поделить на количество плит, которые понесут все это на себе.

Несущие стены и опоры для крыши должны располагаться исключительно по торцам. Надо отметить, что внутренние части армируются так, чтобы нагрузка передавалась на торцы.

Середина плиты не может принять на себя вес серьезных конструкций, даже если снизу будут подведены опорные колонны или капитальные стены.

Теперь приступаем к общему расчету нагрузки, которую может выдержать плита. Для этого нужно знать ее вес. Возьмем, к примеру, плиту ПК-60-15-8, столь любимую нашими строителями. Согласно ГОСТ 9561-91, вес ее равен 2850 кг.

Для начала высчитаем площадь несущей поверхности плиты: 6 м × 1,5 м = 9 кв.м. Теперь нужно узнать, сколько килограммов нагрузки эта поверхность может вынести. Для этого площадь умножаем на максимально допустимую нагрузку, приходящуюся на 1 кв.м поверхности: 9 кв.м × 800 кг/кв.м = 7200 кг. Вычитаем отсюда вес самой плиты: 7200 кг – 2850 кг = 4350 кг.

После этого подсчитываем, сколько килограммов “съест” утепление полов, стяжка и укладка напольного покрытия. Обычно стараются уложить такое количество утеплителя или цементной стяжки, чтобы оно вместе с напольным покрытием весило не больше 150 кг/кв.м.

Таким образом, при 9 кв.м поверхности плиты она понесет: 9 кв.м × 150 кг/кв.м = 1350 кг. Вычитаем это число из получившейся ранее цифры и получаем: 4350 кг – 1350 кг = 3000 кг , что в пересчете на 1 кв.м дает 333 кг/кв.м.

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.

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.

Построить дом своими руками

1. Расчет балок деревянного перекрытия
2. Длина деревянных балок перекрытия
3. Определение нагрузки, действующей на перекрытие
4. Сечение и шаг балок деревянного перекрытия
5. Таблица 1
6. Таблица 2
7. Таблица 3
8. Таблица 4
9. Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение.

Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними.

В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.

Расчет балок деревянного перекрытия

Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

• замерить пролет, который они будут перекрывать;
• определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
• сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
• с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

70х1,3 = 90 кг/м 2 , где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кгм 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

50+150х1,3 = 245 кг/м 2 , округляем до 250 кг/м 2 .

При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м 2 .

В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 — 400 кг/м 2 .

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.

Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.

Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

Таблица 1

Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м 2 (междуэтажные перекрытия), мм:

Таблица 2

Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м 2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:

Таблица 3

Рекомендуемый минимальный диаметр деревянных балок перекрытия из бревен (круглого сечения) при шаге 0,6-1 м, пролете 2-6 м и нагрузке 400 кг/м 2 , мм:

Таблица 4

Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео: