нагрузка на бетонный пол на квадратный метр

Какую нагрузку выдерживает пустотная плита перекрытия — расчет на конструкцию размером 6 метров

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:

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.

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:

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:

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:

Что потребуется, чтобы правильно рассчитать?

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

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:

Предельная

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.

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

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.

Источник

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

Плиты перекрытий – это несущие конструкции зданий, воспринимающие постоянные и временные нагрузки в пределах одного этажа.

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.

Расчёт пролетных конструкций

Расчёт пролётных конструкций ведётся по двум группам предельных состояний:

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

Расчёт сводится к вычислению максимально допустимого значения приложенных на конструкцию внешних сил, при которых конструкция достигает предельного равновесия.

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.

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

Учитывая, что жб плита перекрытия работает по упруго-пластической схеме, все внутренние усилия в ней перераспределяются по площади и объёму.

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.

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:

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

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:

Таким образом, F_{общ расч} = (M₁ + M₂) x g_{nс 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.

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.

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»):

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

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.

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.

Источник

Как определить размеры и спроектировать бетонный пол на грунте

Как определить размеры и спроектировать пол на грунте

1.1 Различные требования к бетонным полам

1.2 Общие требования к бетонным полам

2.1 Система укладки бетона позволяет легко спроектировать долговечные полы

2.2 Проектирование высококачественных бетонных полов

2.4 Колёсные нагрузки

2.5 Таблица статических нагрузок

2.6 Сосредоточенные нагрузки

2.7 Принципы определения размеров полов на грунтах

2.8 Как пользоваться диаграммами

2.1 Условия строительных площадок и усиливающие слои

2.2 Данные о материалах оснований для полов

3.3 Усиливающий слой. Теплоизоляция

4.1 Три типа высококачественных бетонных полов на грунтах

6.1 Пол 50 ОА, (без армирования) на грунте

6.2 Пол 100 ОА, (армирование по центру) на грунте

7. Примеры проектирования

7.1 Что надо знать о промышленных бетонных полах

1.1 Различные требования к бетонным полам

В зависимости от типа сооружения к полам предъявляются различные требования.

Для правильного выбора конструкции пола следует придерживаться следующих правил:

Подрядчик выполнит то, что вы ему закажете, но не более, так как он получает оплату только за то, что указано в Технических требованиях.

Надо определить, что важнее: долговечность полов и меньшая стоимость эксплуатации или меньшие единовременные затраты при строительстве. Следует помнить, что заниженные требования к качеству могут привести к высокой стоимости содержания полов, а также к перерывам в выпуске продукции.

Так, для обычных полов затраты на ремонт могут оказаться в 2-3 раза выше начальных затрат, что обуславливает нашу рекомендацию о выгодности строительства долговечных полов, т.к. суммарные затраты окажутся в конечном счёте меньше.

1.2 Общие требования к бетонным полам

Промыш- ленность, лаборатории, мастерские

Магазины и склады, гаражи, стоянки, подвалы

Хранилища, выставки. Полы под нагрузку

Дороги, покрытия на открытых пространствах, набережные

Взлетные полосы, стартовые площадки для ракет, базы

Устойчивость к воздействию агрессивных сред

Устойчивость к пере падам температур

Возможность отвода воды f

Требования к неров ностям и уклонам f

Распределение сосредоточенных нагрузок

Возможность крепления к полу

L = низкие требования (износостойкость – класс D)

М = средний уровень требований (износостойкость – класс С, допуски 3 А)

Н = высокие требования (износостойкость – класс В, допуски 3В)

НН = высший уровень требований

(Х) = обязательно в отдельных случаях

f = в зависимости от основания

2.1 Система укладки бетона позволяет легко спроектировать долговечные полы

Общие важнейшие факторы, влияющие на определение размеров и технологию строительства полов, следующие:

a) Толщина бетонных полов должна быть минимально допустимой с учётом положения в грунте капилляропрерывающей прослойки. Пол должен иметь уплотнённую подсыпку, допускающую его минимальную просадку.

b) Пол должен иметь прочные швы на стадии укладки и упругие связи, в частности, в так называемых «изоляционных» швах у стационарных элементов подвижных конструкций.

c) Швы значительно влияют на стоимость содержания полов, при использовании Treform или Combiform швы перестают быть их слабейшим местом.

d) Бетонная смесь для полов должна быть насыщена щебнем и иметь малое содержание воды, что достигается благодаря вакуумированию. Это позволит избежать образования трещин и обеспечит высокую износостойкость. Выравнивание и вибрирование поверхности секционной виброрейкой BT-90 Feniks-Grupp повысит ровность готового пола. Повторная механизированная обработка поверхности повысит качество верхнего слоя. При высшем уровне требований применяется упрочняющий материал Topping Т6000. Смесь наносится на поверхность до механизированной затирки и нанесения специального состава, образующего на поверхности плёнку для ухода за свежеуложенным бетоном.

2.2 Проектирование высококачественных бетонных полов

Правильно выбранные требования способствуют долговечности полов и снижению затрат на их содержание. В противном случае затраты на эксплуатацию или ремонт значительно возрастают.

Для достижения высокого качества пола надо правильно выбрать материал и технологию выполнения работ.

Два вида нагрузок обычно определяют толщину полов:

от вилочного погрузчика, грузовых автомобилей и т.п.

от системы стоек. Ноги стойки размещены на расстоянии 30 – 40 см или 3 – 4 м.

Нагрузки от погрузчиков рассматриваются в одном случае как статические (погрузчик, стоящий на месте), а в другом учитывается динамическая нагрузка от погрузчика в движении.

Почти всегда нагрузка от передних колес автопогрузчика значительно выше, чем от задних, поэтому в расчёт принимаются максимальные значения нагрузки.

Динамические нагрузки обычно специально не рассчитываются, а учитываются повышающим коэффициентом, равным 1.4, к статической колёсной нагрузке, учитывающим также ударные воздействия на полы.

Обратите внимание! Без обрезинивания стальных ободов колёс нагрузка на поверхность может достичь 5-9 МПа. Это происходит из-за малой площади контакта с поверхностью пола. Следует проконсультироваться с производственниками с целью уточнения точных расчётных величин для предупреждения сколов и других повреждений полов.

Автопогрузчики с грузоподъёмностью до 6000 кг, обычно имеют одиночные колёса, расположенные на расстоянии 1200 мм друг от друга. В больших грузовых автомобилях это расстояние может быть больше.

2.5 Таблица статических нагрузок

Уравновешенные вилочные автопогрузчики с двигателем внутреннего сгорания.

Давление в колёсах (пневматиках) р=0,8 МПа

Уравновешенные вилочные электропогрузчики

Давление в колёсах (пневматиках) р=1,0 МПа

Обратите внимание, что эти таблицы составлены на основе данных для вилочных автопогрузчиков CLARK и KALMAR LMV. Следует учесть возможность других показателей для иных типов машин. Положение центра тяжести см. рис.1.

2.6 Сосредоточенные нагрузки

Если расстояние между опорами превышает 2 м, то их надо рассматривать как отдельно стоящие, без учёта влияния друг на друга.

2.7 Принципы определения размеров полов на грунтах

Изгибающий момент от контактных нагрузок для неармированных полов типа 50 рассчитывается по теории упругости.

Для неармированных полов из бетона класса Вр 4,5. прочность на растяжение при изгибе уменьшится до величины предельного напряжения fch=2,0МПа (после вычитания растягивающей силы после усадки).

Для армированных полов допускается перераспределение напряжений и изгибающие моменты рассчитываются по теории предельных состояний.

2.8 Как пользоваться диаграммами

Внешние края и углы пола типа 50 могут выдержать сосредоточенную нагрузку равную 0.5 FR, т.е. половину рассчитанного по диаграмме значения, если не делались другие расчёты.

В данном издании содержатся основные диаграммы для вычисления изгибающего момента плит на упругом основании, подверженных действию сосредоточенных или линейных нагрузок.

Края полов с армированием (другого) типа могут выдержать нагрузку 0.75 FR.

3 Грунтовые условия

3.1 Условия строительных площадок и усиливающие слои

По условиям производства работ можно выделить четыре группы строительных площадок:

Во всех случаях, следует стремиться выбирать минимальную толщину плит, но с учётом возможности прокладки труб и установки анкеров, а также концентрации нагрузки.

Капилляропрерывающий и усиливающий слои должны быть тонкими, т.е. около 200 мм. На несвязных грунтах толщину усиливающего слоя следует увеличить.

3.2 Данные о материалах оснований для полов

Модули упругости Ek для длительных нагрузок

3.3 Усиливающие слои. Теплоизоляция.

Выбор толщины слоя, уплотнение

Надо стремиться получить наибольшие значения модуля упругости Еekv.

Необходимо выполнить следующие условия:

Выбор соответствующего варианта производится по рис. 7, 8. Для каждого варианта рассчитывается свой Еekv.

Ео = Модуль упругости усиливающего слоя

Еu = Модуль упругости грунта е = 2.72

Ео = Модуль упругости теплоизоляционной плиты

Еи = Модуль упругости грунта и усиливающего слоя е = 2.72

4.1 Три типа высококачественых полов на грунтах

Число обозначает приблизительную величину контактной нагрузки в кН.

с большим количеством швов под нагрузки около 50 кН.

Толщина пола 100-150 мм; пол рассчитан под сравнительно лёгкие нагрузки, не армированный, с организованными швами, в частности, через шпунтовые соединения.

Технология его устройства не позволяет избежать образования швов сжатия. В полах 50 шов устраивается с одной стороны Treform. Для предотвращения образования трещин с противоположной стороны Treform, необходимо установить анкер. В этом случае трещины образуются по организованной линии шва. Кроме армирования анкером другого армирования не предусмотрено.

Полы 50 можно укладывать на открытом воздухе. В таком случае пол делается из бетонной смеси с воздухововлекающими добавками. Расстояние между швами сжатия уменьшается до 5 м. Если толщину пола увеличить до 200 мм, то такой пол может выдерживать более высокие нагрузки.

под нагрузки около 100 кН.

Предусмотрено сквозное центральное армирование или фибробетон. Пол предназначен под разнообразные нагрузки. В зависимости от плотности основания толщина пола выбирается 100-150 мм. Швы Treform или Combiform организуются на расстоянии 20 или менее метров. В полах из фибробетона швы организуют пропилом. Размеры определяются по инструкции CBI (Шведский Институт Бетона и Цемента)

без швов, под нагрузки около 200 кН.

Толщина пола 120-200 мм; двойное армирование. Дополнительное армирование необходимо для предотвращения распространения трещин.

1. Мембрана скольжения

3. Treform 80 или 120 (иногда Treform 160 при толщине пола 200 мм на открытом воздухе). Если расстояние между рельс-формами до 6 м (до 5 м на открытом воздухе) одна сторона формы смазывается; другая – закрепляется фиксирующим анкером. Для изоляции полов от колонн и других аналогичных препятствий устраивают изоляционный шов при помощи специальных Treform.

4. Марка бетона – по проекту.

5. Вибрирование секционной виброрейкой BT 90, механическое заглаживание и затирка; возможно применение гранолитного упрочняющего бетонного материала Topping, окраска по проекту.

Проектирование пола 50 из неармированного бетона Вр 3.5

Для квадратной поверхности нагружения а х а расчёт ведётся следующим образом:

Для спаренных колёс F/2 с радиусом контакта r2 на расстоянии s необходимо перейти к нагрузкам F с использованием эквивалента

1. Мембрана скольжения

3. Treform 80 или 120 на расстоянии друг от друга до 20 м в обоих направлениях.

4. Бетон по проекту.

Армирование для толщины:

t=80: #d5 s 150 Nps соответствует Шведскому стандарту по ВВК 94 # d8 s 200 Ks 500 (1)

t=100: #d6 s 150 Nps 500 соответствует по BBK 94 # d10 s 200 Ks 500 (1) См.рис.12.

t=120: #d7 s Nps 500 соответствует по BBK 94 # d10 s 150 Ks 500(1) См.рис.12.

t=150:# d7 s 150 Nps 500 соответствует по BBK 94 # d10 s 125 Ks 500(1)

Другой вариант: Армирование стальной фиброй, проектируется для конкретного случая по согласованию с производителем фибры (2).

5. Вибрирование и выравнивание поверхности секционной виброрейкой BT 90, механизированное заглаживание и затирка. Возможно применение гранолитного упрочняющего материала Т6000; цвет по проекту.

Пол 100, усиленный по центру арматурой для повышения трещиностойкости.

Степень армирования по Шведскому стандарту ВВК94

Такое армирование необходимо для повышения трещиностойкости при больших расстояниях между швами – до 20 м. При меньших расстояниях, до 12 м, возможно армирование сеткой меньших размеров, но тогда FR рассчитывается для каждого конкретного случая.

Для груза квадратной формы а х а расчет ведется следующим образом:

Для спаренных колёс F/2 с радиусом контакта r2 на расстоянии s необходимо перейти к нагрузкам F с использованием эквивалента:

1. Мембрана скольжения

2. Treform. Специальный изоляционный шов вокруг препятствий

3. Двойные стержни Ks500 d12 s 150L=1000

4. Бетон по проекту.

t=120: по низу d8 s 175 Nps 500; по верху d7 s 175 Nps 500 См. рис.15.

t=150: по низу d8 s 150 Nps 500; по верху d8 s 150 Nps 500 См. рис.15.

t=200: по низу # d12 s 150 Ks; по верху # d10 s 150 Ks 500

5. Вибрирование бетонной смеси глубинными вибраторами Wacker Neuson IRFU-55, выравнивание поверхности виброрейкой секционной BT-90, механизированное заглаживание и затирка двухроторным вертолетом WACKER NEUSON CRT-36. Возможно нанесение на поверхность гранолитного упрочняющего материала Topping; цвет по проекту.

Проектирование пола 200 с двойным армированием

Для груза квадратной формы а х а рассчитывается следующим образом

Для спаренных колёс F/2 с радиусом контакта r2 на расстоянии s необходимо перейти к нагрузкам F с использованием эквивалента:

5 Примеры расчетов

Предположим, что не изолированный промышленный пол будет уложен на плотный осадочный грунт. Пол будет подвержен осевой нагрузке 80 кН с двумя площадками нагружения r2 120 мм на расстоянии s=1000 мм.

Осевое давление рассчитывается с учётом степени уплотнения:

Толщина пола устанавливается для нормального положения капилляро-прерывающего и усиливающего слоёв.

1. Выбор основания. Толщина слоя выбрана 200 мм.

В соответствии с типом пола Еu =10 МПа, тогда:

Осевая нагрузка пересчитывается распределённая на эквивалентную сосредоточенную нагрузку F=80 kН, что даёт:

По диаграмме получается FR = 148 кН > 80

При r0 = r2 = 120 мм из диаграммы следует FR =83 кН > 80/2

Считывание по диаграмме. Пример 1.

Выбирается ПОЛ 100, толщина 100 мм и армирование по Шведскому стандарту ВВК 94.

Расстояние между швами сжатия ≤20м

Пол в складском помещении предназначен под высокие стеллажи. Пол не изолированный, грунт плотный, связный.

Стойки стеллажей размещены по сетке 1,8 х 2,5 м. Площадь опорных поверхностей 200х200 мм при максимальной нагрузке 150 кН.

1. Выбор типа пола и основания. Выбран ПОЛ 200.

Выбран капилляропрерывающий слой толщиной 150 мм из уплотнённого мелкодроблёного щебня.

Согласно пункту 2 примера Еu=30 МПа

Радиус ro для опор стеллажей будет:

Проверим t=120. См. рис. 19.

при ro=127 мм FR=190 кН > 150

при ro=495 мм FR=300 кН = 2 • 150

Считывание по диаграмме. Пример 2.

Выбирается ПОЛ 200, толщина 120 мм и армирование по Шведскому стандарту ВВК 94, т.е. по низу d8 s175, по верху d7 s175 Nps500.

Теплоизолированный пол укладывается с расчётом движения вилочного электропогрузчика грузоподъёмностью 1500 кг. Пол включает теплоизолирующие плиты толщиной 100 мм из вспученного полистирола плотностью 50 кг/м3 Модуль упругости подготовленного основания считаем равным 20МПа.

Расстояние между колёсами S = 1 м. Обода колёс обрезинены.

Под теплоизолирующие плиты укладывается капилляропрерывающий слой толщиной 150 мм из дроблёного камня. Поверх него укладывается слой гравия толщиной 50 мм. На теплоизолирующие плиты укладывается слой тощего бетона В 12.5 толщиной 40 мм в для их защиты и в качестве поверхности для укладки арматуры.

Eo определяется по таблице 3.2.

Eo= 0,1Е =0,1 • 50 = 5 МПа Рис. 21

Считывание по диаграмме. Пример 3.

Из диаграммы получаем:

при ro=93 мм FR=37 кН > 27

при ro=319 мм FR=139 кН > 54

Выбирается ПОЛ 100, толщина 100 мм и армирование по Шведскому стандарту ВВК 94. Так как расчетная нагрузка в два раза меньше допустимой, то при расстоянии между швами до 12 м армирование можно уменьшить.

6 Расчет прочности

6.1 ПОЛ 50 ОА (без армирования) на грунте

Плита сооружается на грунте разной степени плотности с различными укрепляющими и изоляционными материалами.

Между основанием плиты и грунтом или укрепляющим или изолирующим материалом прокладывается мембрана, которая уменьшает трение между слоями и предотвращает впитывание в основание воды из укладываемой бетонной смеси.

Предусмотрена изоляция полов от колонн и других аналогичных препятствий изоляционным швом при помощи специальных Treform. Пол выполняется без арматуры со швами сжатия на расстоянии до 6 м друг от друга (на улице до 5 м). Поперечные швы делаются аналогично продольным с использованием Treform 80 или 120 (160).

Бетон для пола, проверяемый на прочность при растяжении, это бетон с вакуумной обработкой класса Вр 3.5 МПа, что соответствует классу прочности на сжатие В25. Заполнители более крупные по размеру, чем для бетона, используемого в других целях.

Расчетные методы, критерии определения размеров, ссылки

Прочность пола рассчитывается в соответствии с методикой «Бетонные покрытия», разработанной A. Лосбергом (1), Техническим Университетом Халмера г. Гётеборг, (Швеция), Институтом технических конструкций, Бетонные конструкции (2), и рекомендациями 1:89 (3) Института цемента и бетона.

Действие сосредоточенных нагрузок рассчитывается в соответствии с теорией упругости грунтов и грунтовых оснований. Эффекты усадки и температурных изменений оцениваются напряжениями в 1.0 МПа. Расчет производится в соответствии со Шведским стандартом ВВК94 (4).

Снижение прочности бетона в результате усталости под нагрузкой учтено следующими показателями: для холодных складов n = 104, а для нагреваемых помещений n = 105. Запас прочности включает значения Eekv=1,10 или 50 Мпа для оснований полов (с учетом теплоизоляции).

Этот так называемый эквивалентный модуль упругости, который определяется для выбранного варианта конструкции полов по методу, описанному в Шведских строительных стандартах. Полученные величины затем интерполируются по вышеприведенным диаграммам. В диаграммах представлены комбинации FR – ro, допускаемые для полов разной толщины t на соответствующих основаниях. Если нагрузка представлена двумя сосредоточенными силами F/2 на расстоянии s, то она пересчитывается на нагрузку F с радиусом контакта ro, что соответствует эквивалентному действию нагрузки.

Прочность бетона на растяжение при изгибе под влиянием сосредоточенной нагрузки принимается 2.0 МПа.

При контроле усталости значение σ1 принимается:

Для холодных помещений σ1 = 0

Для тёплых помещений: σ1 = 0,5 • 0,7 = 0,35 МПа = 0,12 • fct

При n = 104 и σ1 =0 получаем:

σ2 = 0,7 • fct = 0,7 •4.5/1.5= 2.1 МПа

При n = 105 и σ1 =0,12 fct получаем

σ2 = 0,67 • fct = 0,67•4.5/1.5=2.0 МПа

С учётом этих значений для определения величины сосредоточенной нагрузки используется σ2 = 2.0 МПа.

На участках, где сосредоточенна максимальная нагрузка на пол, значение F можно увеличить на 10%.

Рассматривая случай 1 нагрузки по табл.1 в публикации Лосберга, получим:

6.2 ПОЛ 100 ОА (армирование по центру) на грунте

Плиты укладываются на грунтовые основания различной плотности и при необходимости включающие усиливающий и изоляционный слои. Мембрана скольжения между основанием и плитой снижает трение между ними и предотвращает впитывание в основание воды из укладываемой бетонной смеси. Предусмотрена изоляция полов от колонн и других аналогичных препятствий изоляционным швом при помощи специальных Treform. Для устройства швов используется Treform 80 – 120.

Бетон следует брать марки В20 с наполнителем более крупным, чем предусмотрен для других целей.

Методы расчета, критерии выбора размеров, запись

Прочность пола рассчитывается в соответствии с методикой «Бетонные покрытия», разработанной A.Лосбергом, Техническим Университетом Халмера г. Гётеборг, (Швеция), Институтом технических конструкций, Бетонные конструкции, и рекомендациями 1:89 Института цемента и бетона.

Влияние сосредоточенных нагрузок рассчитывается в соответствии с теорией упругости грунтов и грунтовых оснований, изложенной в указанных публикациях. Определение размеров пола осуществляется по теории, учитывающей точку начала текучести без учета влияния усадки и температурных воздействий, воспринимаемых арматурой до этой точки. Растягивающие воздействия считаются исключёнными на стадии текучести. Определение размеров пола осуществляется в соответствии со Шведским строительным стандартом ВКК94.

Диаграмма допустимых комбинаций F – ro относится к полам толщиной 80, 120 и 150 мм при основаниях с Eekv = 1, 5, 10, 25 или 50 МПа. Эти так называемые эквивалентные модули упругости рассчитываются для указанных полов в соответствии с методом, описанным в Шведских строительных нормах 1980г.

Промежуточные значения устанавливаются путём интерполяции между кривыми. Если сосреточенная нагрузка разделена на две опоры на расстоянии S, то значения пересчитываются для нагрузки F с эквивалентным радиусом контакта ro.

По диаграмме 3 в публикации Ласберга для одиночной нагрузки рассчитывается:

несущая способность точки текучести сечения пола, рассчитываемая в соответствии со стандартом ВКК94, устанавливается: t=80 мм с армированием Ks500 # d8 с 200

Расчётное значение принимается равным 3/F®

Для t=100 мм армирование Ks500 # d10 с 200

Расчётное значение принимается равным 5.2/F®

Для t=120 мм армирование Ks500 # d10 c 150

Расчётное значение принимается равным 7.5/F®

7 Примеры проектирования

7.1 Что надо знать о промышленных бетонных полах

В промышленных зданиях полы представляют собой их важнейшую часть. Следовательно, для достижения их высокого качества должны быть установлены определённые требования к материалам, оборудованию, порядку ведения работ. Основными требованиями к бетону являются: прочность, износостойкость, долговечность. Если эти требования принимаются в расчёт при проектировании, то высокое качество пола обеспечивается без дополнительных мер. Вместе с тем, подрядчик должен иметь соответствующий проект с учётом всех особенностей полов.

При проектировании пола можно руководствоваться следующими положениями:

– Наибольшая стоимость ремонтных работ обусловлена плохим качеством швов.

– Полосы бетонирования не должны располагаться поперёк направления движения транспорта по готовому покрытию.

– Если содержание цемента превышает 400 кг/м3, то износостойкость при этом не увеличивается, так как резко возрастает усадка.

– Вакуумирование обеспечивает повышение прочности на сжатие в верхних слоях бетонных полов не менее, чем на 10 МПа.

– В бетоне класса В20 после вакуумного обезвоживания содержание воды такое же, как в бетоне класса В30-40.

– Отделка поверхности секционной виброрейкой BT90 Feniks-Grupp, включая механизированное заглаживание затирочными машинам Wacker Neuson CRT-36, увеличивает износостойкость до 500%, что снижает пылеобразование.

– Лучший путь получения высококачественных полов – это разработка качественных проектов.

Данные рекомендации действительны для полов 50-150.

Приводимые данные должны найти отражение в проектах.

Заполнитель: Смеси приведённой ниже гранулометрии.

Максимальный размер частиц не более 1/4 толщины пола

Цемент: Стандартный Портланд около 300 кг/м3

Содержание вовлеченного воздуха 4-5% для наружных бетонных поверхностей.

Никаких других добавок

Зимой подогрев укладываемой бетонной смеси до 25 °C.

Предварительные испытания бетона: Производитель должен проводить дополнительные тестирования не менее, чем на трёх строительных площадках в год.

Приготовленная на месте бетонная смесь и сталефибробетон должны подвергаться предварительному тестированию перед каждым выполнением работ на конкретном объекте. Предварительное тестирование осуществляется согласно Шведским стандартам SS 137213 на трёх кубиках с размерами ребра 150 мм в 7–суточном возрасте методом Trevac-meter test.

РЕГЛАМЕНТ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Вибрирование: виброрейкой секционной BT-90 Feniks-Grupp

Вакуумирование: обезвоживание: 1-3 мин. на 10 мм толщины бетона при температуре 10-30°С

заглаживание: затирочной машиной Wacker Neuson CRT-36 не менее одного раза, вне помещений, в гаражах, парковках и т.д. – два раза.

Перед механизированной затиркой проводится проверка и подгонка ровности поверхности до заданного класса допусков.

L= 0.25 м допуск ±2 мм

L= 2.0 м допуск ±5 мм

L= 2-6 м допуск ±8 мм

L= 6.1-18 м допуск ±12 мм

Модульная виброрейка BT90 от “Феникс-Групп”

Источник