Сбор нагрузок на плиту Перекрытие

Как собрать нагрузку от перегородок

В ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» о сборе нагрузок от перегородок сказано скупо:

Давайте разберемся, как рациональней собирать нагрузку от перегородок для различных ситуаций.

Что такое характеристическая нагрузка? Это нормативная нагрузка еще безо всяких коэффициентов, т.е. фактический вес перегородок. Этот фактический вес, по сути, распределен по очень узкой площади (т.к. толщина перегородки обычно не превышает 150 мм), и наиболее правдоподобным будет принимать нагрузку от перегородки как линейную. Что это значит?

Пример 1. Есть кирпичная перегородка высотой 2,5 м, толщиной 0,12 м, длиной 3 м, ее объемный вес равен 1,8 т/м 3 . Нужно собрать нагрузку от перегородки на плиту.

Она оштукатурена с двух сторон, каждый слой штукатурки имеет толщину 0,02 м, объемный вес штукатурки 1,6 т/м 3 . Нужно найти нормативную (характеристическую) нагрузку от перегородки для расчета плиты перекрытия.

Найдем вес 1 м 2 перегородки:

(1,8∙0,12 + 1,6∙2∙0,02)∙1 = 0,28 т/м 2 (здесь 1 – это площадь перегородки).

Зная высоту перегородки, определим, сколько будет весить погонный метр перегородки:

Таким образом, мы получили погонную линейную нагрузку 0,7 т/м, которая будет действовать на плиту перекрытия под всей перегородкой (каждый метр перегородки весит 0,7 т/м). Суммарный же вес перегородки будет равен 0,7∙3 = 2,1 т, но такое значение для расчета нужно далеко не всегда.

Теперь рассмотрим, в каких ситуациях нагрузку от перегородок следует оставлять в виде линейной нагрузки, а когда – переводить в равномерно распределенные по площади нагрузки, как это рекомендуется в п. 6.6 ДБН «Нагрузки и воздействия».

Сразу оговорюсь, если вы считаете перекрытие в программном комплексе, позволяющем с легкостью задавать перегородки или линейную нагрузку от них, следует воспользоваться этой возможностью и делать наиболее приближенный к жизни расчет – такой, где все нагрузки от перегородок в виде линейно-распределенных расположены каждая на своем месте.

Если же вы считаете вручную или же по каким-то причинам хотите упростить программный счет (вдруг, компьютер не тянет такое обилие перегородок), следует проанализировать, как это делать и делать ли.

Как собрать нагрузку от перегородок для расчета монолитной плиты

Рассмотрим варианты с монолитным перекрытием. Допустим, есть у нас фрагмент монолитного перекрытия, на который необходимо собрать нагрузку от перегородок, превратив ее в равномерно распределенную.

Что для этого нужно? Во-первых, как в примере 1, нужно определить нагрузку от 1 погонного метра перегородки, а также суммарную длину перегородок.

Допустим, погонная нагрузка у нас 0,3 т/м (перегородки газобетонные), а суммарная длина всех перегородок 76 м. Площадь участка перекрытия 143 м 2 .

Первое, что мы можем сделать, это размазать нагрузку от всех перегородок по имеющейся площади перекрытия (найдя вес всех перегородок и разделив его на площадь плиты):

0,3∙76/143 = 0,16 т/м 2 .

Казалось бы, можно так и оставить, и приложить нагрузку на все перекрытие и сделать расчет. Но давайте присмотримся, у нас есть разные по интенсивности загруженности участки перекрытия. Где-то перегородок вообще нет, а где-то (в районе вентканалов) их особенно много. Справедливо ли по всему перекрытию оставлять одинаковую нагрузку? Нет. Давайте разобьем плиту на участки с примерно одинаковой загруженностью перегородками.

На желтом участке перегородок нет вообще, справедливо будет, если нагрузка на этой площади будет равна 0 т/м 2 .

На зеленом участке общая длина перегородок составляет 15,3 м. Площадь участка 12 м 2 (заметьте, площадь лучше брать не строго по перегородкам, а отступая от них где-то на толщину перекрытия, т.к. нагрузка на плиту передается не строго вертикально, а расширяется под углом 45 градусов). Тогда нагрузка на этом участке будет равна:

0,3∙15,3/12 = 0,38 т/м 2 .

На розовом участке общая длина перегородок составляет 38,5 м, а площадь участка равна 58 м 2 . Нагрузка на этом участке равна:

0,3∙38,5/58 = 0,2 т/м 2 .

На каждом синем участке общая длина перегородок составляет 11,1 м, а площадь каждого синего участка равна 5 м 2 . Нагрузка на синих участках равна:

0,3∙11,1/5 = 0,67 т/м 2 .

В итоге, мы имеем следующую картину по нагрузке (смотрим на рисунок ниже):

Видите, как значительно различаются нагрузки на этих участках? Естественно, если сделать расчет при первом (одинаковом для всей плиты) и втором (уточненном) варианте загружения, то армирование будет разным.

Делаем вывод: всегда нужно тщательно анализировать, какую часть плиты загружать равномерной нагрузкой от перегородок, чтобы результат расчета был правдоподобным.

Если вы собираете нагрузку от перегородок на перекрытие, опирающееся на стены по четырем сторонам, то следует руководствоваться следующим принципом:

Как собрать нагрузку от перегородок для расчета колонн и фундаментов

Теперь рассмотрим на том же примере, как следует собирать нагрузку от перегородок для расчета колонн и стен или фундаментов под ними. Конечно, если вы делаете расчет перекрытия, то в результате такого расчета вы получите реакции на опорах, которые и будут нагрузками на колонны и стены. Но если перекрытие по каким-то причинам не считаете, а требуется просто собрать нагрузку от перегородок, то как быть?

Здесь начинать нужно не с анализа загруженности частей плиты. Первый шаг в таком случае – это разделить плиту на грузовые площади для каждой колонны и стены.

На рисунке показано, как это сделать. Расстояние между колоннами делится пополам и проводятся горизонтальные линии. Точно так же ровно посередине между колоннами и между колоннами и нижней стеной проводятся горизонтали. В итоге в районе колонн плита поделена на квадраты. Все перегородки, попадающие в квадрат конкретной колонны, нагружают именно эту колонну. А на стену приходится нагрузка с полосы, ширина которой равна половине пролета. Остается только на каждом участке, где есть перегородки, посчитать суммарную длину этих перегородок и весь их вес передать на колонну.

Пример 2. Собрать нормативную (характеристическую) нагрузку от перегородок на розовую колонну и на стену с рисунка выше.

Вес одного погонного метра перегородки 0,35 кг. Суммарная длина перегородок в квадрате розовой колонны 5,4 м (из этих 5,4 м, одна перегородка длиной 1,4 м находится ровно на границе между двумя колоннами, а 4 м – в квадрате сбора нагрузки). Суммарная длина перегородок на полосе сбора нагрузки для стены – 18 м, длина стены 15,4 м.

Соберем нагрузку на колонну:

0,35∙4 + 0,35∙1,4/2 = 1,65 т.

Здесь мы взяли всю нагрузку от четырех метров стен и половину нагрузки от стены длиной 1,4 м (вторая половина пойдет на другую колонну).

На колонну также придется изгибающий момент от веса перегородок (если перекрытие опирается жестко), но без расчета плиты момент определить сложно.

Соберем нагрузку на стену. Нагрузка собирается на 1 погонный метр стены. Так как перегородки расположены довольно равномерно, находится общий вес всех перегородок и делится на длину стены:

0,35∙18/15,4 = 0,41 т/м.

Как собрать нагрузку от перегородок для расчета (или проверки) сборной плиты

Так как сборные плиты имеют четкую конфигурацию и схему опирания (обычно по двум сторонам), то подход для сбора нагрузок от перегородок должен быть особенным. Рассмотрим варианты сбора нагрузок на примерах.

Пример 3. Перегородка проходит поперек плиты.

Толщина перегородки 0,12 м, высота 3 м, объемный вес 1,8 т/м 3 ; два слоя штукатурки по 0,02 м толщиной каждый, объемным весом 1,6 т/м 3 . Ширина плиты 1,2 м.

Так как плита считается как балка на двух опорах, то нагрузку от перегородки следует брать сосредоточенную – в виде вертикальной силы, приложенной к «балке» в месте опирания перегородки. Величина сосредоточенной силы равна весу всей перегородки:

0,12∙3∙1,2∙1,8 + 2∙0,02∙3∙1,2∙1,6 = 1,0 т.

Пример 4. Перегородка проходит вдоль сборной плиты.

В таком случае, не зависимо от того, где находится перегородка – посередине или на краю плиты, нагрузка от нее берется равномерно распределенной вдоль плиты. Эта нагрузка собирается на 1 погонный метр плиты.

Толщина перегородки 0,1 м, высота 2,5 м, объемный вес 0,25 т/м 3 .

Определим равномерно распределенную нагрузку 1 п.м плиты:

0,1∙2,5∙1∙0,25 = 0,06 т/м.

Пример 5. Перегородки находятся над частью плиты.

Когда плиту пересекает несколько перегородок, у нас есть два варианта:

1) выделить нагрузку от продольных перегородок в равномерно распределенную, а нагрузку от поперечных перегородок – в сосредоточенную;

2) всю нагрузку сделать равномерно распределенной, «размазав» ее по участку плиты с перегородками.

Толщина перегородки 0,1 м, высота 2,5 м, объемный вес 0,25 т/м 3 . Ширина плиты 1,5 м, длина продольной перегородки 3 м, длина двух самых коротких перегородок 0,7 м.

Определим нагрузку на плиту по варианту 1.

Равномерно распределенная нагрузка равна:

0,1∙2,5∙1∙0,25 = 0,06 т/м.

Сосредоточенная нагрузка от крайней правой перегородки равна:

0,1∙2,5∙1,5∙0,25 = 0,1 т.

Сосредоточенная нагрузка от каждой из двух коротких перегородок равна:

0,1∙2,5∙0,7∙0,25 = 0,044 т.

Определим нагрузку на плиту по варианту 2.

Найдем общий вес всех перегородок:

0,1∙2,5∙0,25∙(3 + 1,5 + 0,7∙2) = 0,37 т.

Найдем длину перегородки, на которой действует нагрузка:

Найдем величину равномерно распределенной нагрузки на участке 3,1 м:

Сбор нагрузок на фундамент

Сбор нагрузок на фундамент – это один из важных этапов проектирования. Правильно собранные нагрузки позволяют эффективно законструировать фундамент, который будет прочно держать все здание.

Для того чтобы понять, как выполняется сбор нагрузок на фундамент, я продемонстрирую небольшой пример. По моему мнению, данные по сбору лучше всего оформлять в табличной форме. Но для начала давайте пройдемся по азам теоретической части.

Виды нагрузок

Виды нагрузок можно разделить на два типа: постоянные и временные. В зависимости от условий строительства и назначения здания на фундамент может передаваться:

1. Постоянная нагрузка. Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.

2. Временная нагрузка, которая в зависимости от времени воздействия подразделяется на:

а) Длительная временная нагрузка, которая действует на фундамент достаточно долго. Сюда относят передачу нагрузки от оборудования, а также полезное давление от материалов (в складских помещениях) и прочих элементов наполнения помещения.

б) Кратковременная нагрузка, которая действует непродолжительное время. В этой категории находится полезная нагрузка на перекрытия от людей, в зависимости от назначения здания (поток в жилом здании и офисном помещении значительно отличается), нагрузки от кранов в промышленных зданиях, а также ветровые и снеговые нагрузки.

в) Особая нагрузка, которая возникает в особых случаях. Эта категория учитывает сейсмические нагрузки, аварийные ситуации, а также нагрузки от просадки здания в районах, где ведутся горные выработки.

Полноценно правильный расчет фундамента выполняется после сбора нагрузок на фундамент. При этом складываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, которые позволяют выявить поведение фундамента в максимально опасном положении.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент необходимо все горизонтальные и вертикальные силы (кроме бокового давления грунта) приложить на обрезе фундамента.

Сбор нагрузок на фундамент. Пример

Конструктивная схема нашего здания представлена на картинке. Сооружение имеет несущие кирпичные стены по цифровым осям и самонесущие стены по буквенным. Монолитное перекрытие опирается только на стены по цифровым осям.

Самонесущая стена передает на фундамент только собственный вес, а вот несущие стены, кроме собственного веса, еще воспринимает давление от плит перекрытия и всего, что находится на плите. Возьмем плиту в пролете между осями 1 и 2. Она опирается только на две стены, поэтому вес от плиты будет равномерно передаваться: половина на стену по оси 1, а вторая половина на стену по оси 2. Аналогична ситуация с плитой в пролете осей 2 и 3. В итоге получается, что стена по оси 2 получает в два раза больше нагрузки от плиты перекрытия, чем стена по оси 1 и 3.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент, следует понимать, что в зависимости от воспринимаемого давления, фундаменты будут отличаться по своей геометрии. Поэтому Определим, что фундамент под стены по осям 1 и 3 – будет первого типа, фундамент под стену по оси – будет второго типа, а фундамент под стены по осям А и Б – будет третьего типа.

Теперь приступаем к сбору нагрузок от конструкций на 1 м 2 . Для правильного понимания процесса сбора, данные заносим в таблицу:

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кг/м 2	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка, кг/м 2
Сбор нагрузки на 1 м 2 перекрытия первого этажа
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м 3	200*2,5=500	1,1	500*1,1=550
2) Звукоизоляция толщиной 50 мм, 25 кг/м 3	50*25/1000=1,25	1,3	1,25*1,3=1,6
3) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м 3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
4) Керамическая плитка, толщиной 4 мм, 1800 кг/м 3	4*1800/1000=7,2	1,3	7,2*1,3=9,4
Итого:	544,45	607,8
Временная нагрузка для жилых помещений 150 кг/м 2 (СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия”)	150	1,3	150*1,3=195
Сбор нагрузки на 1 м 2 перекрытия второго этажа
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м 3	200*2500/1000=500	1,1	500*1,1=550
2) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м 3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
3) Линолеум, толщиной 2 мм, 1800 кг/м 3	2*1800/1000=3,6	1,3	3,6*1,3=4,7
Итого:	539,6	622,5
Временная нагрузка для чердака 70 кг/м 2	70	1,3	70*1,3=91
Сбор нагрузки на 1 м 2 покрытия
Постоянная нагрузка: 1) Обрешетка из сосновой доски, толщиной 40 мм, 600 кг/м 3	40*600/1000=24	1,1	24*1,1=26,4
2) Металлочерепица 5 кг/м 2	5	1,1	5*1,1=5,5
3) Гидроизоляция 1,3 кг/м 2	1,3	1,1	1,3*1,1=1,4
4) Стропильная нога сечением 60х120 мм, шаг стропил – 1.1м, сосна – 600 кг/м 3	6*12*600/(1*11000)=3,9	1,1	3,9*1,1=4,3
Итого:	34,2	37,6
Временная нагрузка: Снеговая нагрузка 160 кг/м 2	160	1,25	160*1,25=200
Нагрузка от 1 м 2 внешних стен
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м 3	510*1800/1000=918	1,1	918*1,1=1009,8
2) Утеплитель, толщиной 60 мм, 55 кг/м 3	60*55/1000=3,3	1,1	3,3*1,1=3,6
3) Внешняя и внутренняя штукатурка стены из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м 3	2*30*1900/1000=114	1,1	102*1,1=125,4
Итого:	1035,3	1138,8
Нагрузка от 1 м 2 внутренней стены
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м 3	510*1800/1000=918	1,1	918*1,1=1009,8
2) Штукатурка стены с двух сторон из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м 3	2*30*1900/1000=114	1,1	114*1,1=125,4
Итого:	1032	1135,2
Сбор нагрузки на фундамент первого типа (1 п.м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м	1035,3*7,5=7764,8	1138,8*7,5=8541
2) От перекрытия над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	544,45*3,435/2=935	607,8*3,435/2=1043,8
3) От перекрытия над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	539,6*3,435/2=926,7	622,5*3,435/2=1069,1
4) От конструкции покрытия (длина наклонного стропила 5.8м)	34,2*5,8/2=99,2	37,6*5,8/2=109
Итого:	9725,7	10762,9
Временная нагрузка: 1) На перекрытие над первым этажом	150*3,435/2=257,6	195*3,435/2=334,9
2) На перекрытие над вторым этажом	70*3,435/2=120,2	91*3,435/2=156,3
3) Снеговая нагрузка	160*5,8/2=464	200*5,8/2=580
Итого:	841,8	1071,2
Сбор нагрузки на фундамент второго типа (1 п.м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м	1032*7,5=7740	1135,2*7,5=8514
2) От двух перекрытий над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	2*544,45*3,435/2=1870,2	2*607,8*3,435/2= 2087,8
3) От двух перекрытий над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	2*539,6*3,435/2=1853,5	2*622,5*3,435/2=2138,2
4) От конструкции покрытия (длина каждого наклонного стропила 5.8м)	2*34,2*5,8/2=198,4	2*37,6*5,8/2=218,1
5) От деревянной стойки, высотой 2.3 м, с шагом 1м, из сосны, 600 кг/м 3 сечением 6х12см	6*12*600/(1*10000)*2,3 =9,9	1,1	9,9*1,1=10,9
Итого:	11672,0	12969,0
Временная нагрузка: 1) На два перекрытия над первым этажом	2*150*3,435/2=515,3	2*195*3,435/2=669,8
2) На два перекрытия над вторым этажом	2*70*3,435/2=240,5	2*91*3,435/2=312,6
3) Снеговая нагрузка на два стропила (длина наклонного стропила 5,8м)	2*160*5,8/2=928,0	2*200*5,8/2=1160,0
Итого:	1683,8	2142,4
Сбор нагрузки на фундамент третьего типа (1 п.м.)
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены высотой 9.6 м	1035,3*9,6=9938,9	1138,8*9,6= 10932,5

Теперь можно сказать, что сбор нагрузок на фундамент выполнен. Можно приступать к выполнению расчета фундамента на прочность, определять глубину заложения и расчетные геометрические размеры.

Пример сбора нагрузок на фундамент довольно простой, но он показывает основную схему действия. В случае возникновения дополнительных вопросов, мы на них с удовольствием ответим в комментариях. Тем, кому нужен файл с таблицей расчетов – можете скачать документ: Сбор нагрузок на фундамент.

Примеры и некоторые указания по сбору нагрузок

Пример 3.1.Плотность железобетона р = 2500 кг/м 3 , определить удельный вес железобетона.

1. Вычисляем удельный вес железобетона y = pg « 2500-10 = = 25000 Н/м 3 = 25 кН/м 3 .

Пример 3.2.Определить нагрузку от собственного веса желе­зобетонной колонны по следующим данным: сечение колонны bh= 300×300 мм, высота / = 4,5 м.

1. Находим объем колонны К=Ш = 0,3-0,3-4,5 = 0,405 м 3 .

2. Принимая плотность железобетона из примера 3.1, на­ходим нормативную нагрузку от собственного веса колонны N„= Ку = 0,405-25= 10,125 кН.

3. Определяем расчетную нагрузку от собственного веса колон­ны, принимая коэффициент надежности по нагрузке y_f= 1,1 (табл. 1 СНиП 2.01.07-85*), N=N„y_f

10,125-1,1« 11,138 кН.

Нагрузку от собственного веса сборных железобетонных кон­струкций можно определить, пользуясь массами этих конструк­ций, которые указаны в каталогах.

Пример 3.3.В соответствии с данными каталога сборная желе­зобетонная балка имеет массу т= 1,5 Т, определить нагрузку от собственного веса балки.

1. Определяем нормативную нагрузку 7V„ = mg- 1,5-10 = 15
кН (если вместо тонн подставить килограммы, то получим нью­
тоны).

2. Определяем расчетную нагрузку N= N„y_f= 15 1,1 = 16,5 кН.
Для определения нагрузки от собственного веса стальных

конструкций учитывают, что плотность стали принимается р = 7850 кг/м или пользуются массами погонного метра проката, которые приводятся в сортаменте прокатных элементов (см. При­ложение 1).

Пример 3.4.Определить нагрузку от собственного веса равно-полочного уголка 50 х 50 х 5, длиной /= 5,0 м. Решение.

1. В соответствии с сортаментом уголков масса 1 м длины G= 3,77 кг/м. Нормативная нагрузка от уголка N„= Ggl

3,77 • 10 ■ 5,0 = = 188,5 Н = 0,1885 кН.

2. Расчетная нагрузка от собственного веса уголка N= N„ y_f= = 0,1885-1,05 « 0,198 кН.

При определении нагрузок от часто встречающихся стандарт­ных плит перекрытия нормативная нагрузка, приходящаяся на 1 м 2 , определяется заранее и выписывается в таблицу, так же по­ступают с рулонными и листовыми материалами (табл. 3.2).

Временные нагрузки на перекрытия зданий различного назначе­ния, как уже отмечалось, принимают по табл. 3 СНиП 2.01.07-85* (табл. 3.3 учебника). В таблице дается полное и пониженное зна­чение нагрузки, пониженное значение нагрузки соответствует длительной части временной нагрузки.

Читать еще:  Толщина железобетонной плиты Перекрытие

Пример 3.5.Определить временную нагрузку на перекрытие квартир жилых зданий. Решение.

1. Выписываем из табл. 3.3 нормативные значения временных нагрузок. Полное нормативное значение соответствует кратков­ременной нагрузке на перекрытие квартиры р„ = 1,5 кПа; пони­женное значение р” = 0,3 кПа — длительная часть временной нор­мативной нагрузки.

2. Расчетное значение временных нагрузок, соответственно полное значение и пониженное:

При определении нагрузок на 1 м 2 от конструкций (или эле­ментов), расположенных с определенным шагом, необходимо на­грузки от собственного веса одного метра конструкции разделить на шаг конструкций.

Пример 3.6.Определить нагрузку на 1 м 2 от веса деревянных лаг, расположенных с шагом а = 0,4 м. Сечение лаг bh = 50 х 50 мм; плотность древесины р = 500 кН/м 3 .

1. Определяем удельный вес древесины у = pg= 500-10 = 5000 Н/м 3 = = 5,0 кН/м

2. Находим нормативную нагрузку на 1 м 2 от веса лаг cf = bhj/a = = 0,05 • 0,05 ■ 5,0/0,4 = 0,031 кПа.

3. Определяем расчетную нагрузку на 1 м 2 q = q”y_f = 0,031 1,1 = = 0,034 кПа.

Сбор нагрузок на конструкции обычно выполняется последо­вательно сверху вниз. Нагрузки на 1 м 2 удобней собирать в табличной форме (см. пример 3.7 сбора нагрузок). После определе­ния нагрузок на 1 м 2 нагрузки собираются на рассчитываемый эле­мент (конструкцию).

Нагрузка на рассчитываемый элемент передается с площади, которая называется грузовой, — А_гр. Определение грузовой площа­ди рассмотрим на примере 3.7 (рис. 3.3). Для определения грузо­вой площади необходимо мысленно представить, как и через ка­кие конструкции передаются нагрузки на элемент, на который производится сбор нагрузок.

Так, в осях А—Б 3—4 плана здания нагрузки на стены переда­ются от перекрытия через железобетонные плиты (которые на пла­не не показаны). Мы можем представить, что с половины длины плиты нагрузка передается на наружную стену по оси А, а с дру­гой половины — на внутреннюю стену (ось Б). Учитывая, что при расчете фундамента под стены условно «вырезается» и рассчиты­вается один погонный метр фундамента, принимаем ширину гру­зовой площади 1 м и определяем длину грузовой площади /,_р. Для стены по оси А она будет /_ф, = 3,0 м. На стену по оси Б нагрузка передается с двух сторон, и длина грузовой площади /_{ф 2} = 6,0 м.

Нагрузка на колонну в осях Б—2 будет передаваться последо­вательно — с плит перекрытия на балки, а с половины каждой бал­ки на колонну (с другой половины балки нагрузка будет переда­ваться на пилястру). При расчете колонны нам необходимо опре­делить сосредоточенную силу, возникающую от нагрузки, которая собирается с грузовой площади A_rp = 4,5-6 = 27 м 2 . Зная нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия q _перекр мож­но определить нагрузку на колонну N= q _перекр A_rp (кН). Аналогич­но определится нагрузка на один погонный метр фундамента

Пример 3.7.Произвести сбор нагрузок на низ кирпичной ко­лонны сечением b_ch_c = 380 х 380 мм в осях Б—2. Здание двухэтаж­ное (см. рис. 3.3; 3.4); первый и второй этажи идентичны по со­ставам помещений: в осях 1—3 торговые залы, в осях 3—4 админи­стративные и бытовые помещения; пол первого этажа выполнен по грунту; район строительства г. Казань (IV снеговой район). Все детали, не влияющие на выполнение расчета, опущены (лестнич­ные клетки, дверные и оконные проемы и т.д.). 2. Собираем нагрузки на один квадратный метр перекрытия:

3. Определяем нагрузку от кирпичной колонны.

По разрезу здания определяем высоту колонны Н= 6,9 + 0,35 = = 7,25 м; сечение колонны:

b_ch_c = 380 х 380 мм. Плотность кирпичной кладки р = 1800 кг/м 3 (удельный вес у= 18 кН/м 3 ).

N n _{колонны} = b_ch_c Н_у = 0,38 • 0,38 • 7,25 • 18 = 18,84 кН – нормативная нагрузка;

N_{колонны} = N n _{колонны} у_f = 18,84-1,1 =20,72 кН — расчетная нагрузка.

4. Нагрузка от веса балок:

Принимаем сечение балок bh = 200×400 мм, балки выполнены из железобетона р = 2500 кг/м 3 (удельный вес у = 25 кН/м 3 ). Длина балки /= 4,5 м. На колонну передается нагрузка с половины балки в осях 1—2 и с половины балки в осях 2—3 (всего на колонну передается на­грузка от одной балки на покрытии и одной балки на перекрытии):

N n _балки = bhly = 0,20 • 0,40 • 4,50 • 25 = 9,0 кН — нормативная нагрузка;

N _балки = N n _балки y _f = 9,01,1= 9,9 кН — расчетная нагрузка.

5. Собираем нагрузку на низ колонны (верхний обрез фунда­мента):

N_n = q n _{покрвтия} A _гр + q n _{перекрытия} A _гр + п _балок N п _балки + N п _{колонны} = 7,17 + 9,08 • 27 + 2 • 9,0 + 18,48 = 475,59 кН;

N = q _{покрвтия} A _гр + q _{перекрытия} A _гр + п _балок N _балки + N _{колонны} = 8,9• 27 + 10,58 • 27 + 2 • 9,9 + 20,72 = 566,48 кН

При расчетах конструкций не следует забывать, что расчетные нагрузки необходимо умножать на коэффициент надежности по ответственности — у_п для большинства жилых и общественных зданий у_п = 0,95.

Нагрузки, собранные в примере 3.7, будут использованы на про­тяжении всего учебника для расчетов конструкций (колонн, балок, фундаментов).

|	следующая лекция ==>
Единицы измерения, используемые при расчетах строительных конструкций	|	Конструктивная и расчетная схемы простой балки

Дата добавления: 2015-09-02 ; просмотров: 20265 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

Пример 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.

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

Таблица 1

Сбор нагрузок на плиту перекрытия

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

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

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

Читать еще:  Утепление бетонного Перекрытие холодного чердака

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сбор нагрузок на перекрытие

Статический расчет плиты. Расчетное сопротивление бетона сжатию. Модуль упругости арматурной стали. Расчет прочности нормальных сечений продольных ребер. Деформация стальных форм. Механический способ натяжения арматуры. Характеристика сжатой зоны бетона.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	25.03.2016
Размер файла	636,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Исходные данные

бетон арматура плита

Класс бетона по прочности – В40;

Класс рабочей арматуры, предварительно напрягаемой – А800;

Способ натяжения арматуры – механический;

Временная нагрузка на перекрытие – 800 кг/м 2 ;

Плита – 4 ПГ 6-1, 5970Ч1490Ч300, масса плиты – 1460 кг.

2. Сбор нагрузок на перекрытие

Таблица сбора нагрузок на1 м2 перекрытия

Нормативная нагрузка, кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке, гf

Расчетная нагрузка, кН/м2

Масса плиты -1460кг

Нагрузка на перекрытие

3. Статический расчет плиты

Определяем расчетный пролет плиты

Определим расчетные усилия в плите:

4. Расчетное усилие

Приводим фактическое сечение ребристой плиты к расчетному тавровому с полками вверху, где b’_f= 1460мм, b =87.5мм, h=f= 30мм, h = 300 мм

5. Исходные данные для расчета

M=79.64(кН·м) – максимальный изгибающий момент;

Q=54.93(кН) – максимальная поперечная сила,

b=1,46 (м) – ширина ребра расчетного сечения;

h= 0,3 (м) – высота расчетного сечения;

hf= 0,03(м) – толщина полки расчетного сечения;

l= 5,98(м) – длина плиты;

Rb=19.8(МПа) – расчетное сопротивление бетона B25 сжатию, согласно СП 63.13330.2012;

Rbt=1,26 (МПа) – расчетное сопротивление бетона B25 растяжению, согласно СП 63.13330.2012;

Rs=695(МПа) – расчетное сопротивление арматуры А600 растяжению для расчета по первой группе предельных состояний, согласно СП 63.13330.2012;

Rs,ser=800 (МПа) – расчетное сопротивление арматуры А600 растяжению для расчета по второй группе предельных состояний, согласно СП 63.13330.2012;

Es= 200000 (МПа) – модуль упругости арматурной стали, согласно СП 63.13330.2012;

Eb=36000 (МПа) – начальный модуль упругости бетона, согласно СП 63.13330.2012.

6. Расчет прочности нормальных сечений продольных ребер

Расчет прочности нормальных сечений продольных ребер проводим с учетом первых потерь предварительного натяжения арматуры.

для механического способа натяжения

Коэффициент точности натяжения арматуры.

гsp—гsp = 1 – 0.1 = 0.9

гsp=0,1 при механическом способе натяжения арматуры

Первые потери напряжения

Релаксация напряжения арматуры

Механический способ натяжения арматуры:

Деформация анкеров, расположенных у натяжных устройств.

Механический способ натяжения арматуры:

Деформация стальных форм у5 (МПа)

Механический способ натяжения арматуры: у5 =0 Мпа

Напряжение 1500· -1200

у_sp=1500*531,3/695 – 1200 =-53,31Мпа

Предельное значение напряжения в арматуре сжатой зоны уsc,u=500(МПа)

Характеристика сжатой зоны бетона щ=б0,008Rb

здесьб – коэффициент, принимаемый равным:

для тяжелого бетона б=0,85;

Предельно допустимое отношение высоты сжатой зоны бетона и рабочей высоты сечения:

Нейтральная ось проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное с шириной b=f.

Коэффициент бm*M/R_bb’_fh 2 =79.64/19800*1,46*0,28 2 =0,035

Коэффициент условий работы арматуры

здесьз – коэффициент, принимаемый равным для арматуры класса A800(A-V) равным 1,15

Если неравенство не выполняется, то принять s=1,15

Требуемая площадь сечения рабочей напрягаемой арматуры

По сортаменту принимаем 2Ш16=4.02

7. Расчет наклонных сечений продольных ребер

Коэффициент цb2, учитывает влияние бетона, для тяжелого бетона цb2=2;

Коэффициент цb4=1.5 для тяжелого бетона

Коэффициент цb3=0.6 для тяжелого бетона

Коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок

т.к. b`f – b= 1460 – 175= 12853h`f = 3·30=90 мм

Коэффициент, учитывающий влияние продольных сил

P= s ??sp1 Asp=1.15·531,3·0.000402 = 0.246МН

Определим минимальную поперечную силу воспринимаемую бетоном

Qbmin = цb3·(1+ цf+ цn)·Rb·b·h0 = 0.6·(1 + 0.041+ 0.4)·1.26·0.175·0.28=53,38 кН

Так как Q 53,38), неравенство не выполняется, требуется расчет поперечной арматуры.

Длина проекции наклонной трещины на продольную ось элемента С =h=0.93(м) Наименьшая длина проекции наклонной трещины на продольную ось элемента с=2h=0,56 (м)

Усилие в хомутах на единицу длины элемента q_sw (кН/м) определим в зависимости от величины

Назначаем класс и диаметр поперечных стержней. Площадь сечения одного стержня A_sw1=0.283см 2 , расчетное сопротивление поперечных стержней R_sw=210 Мпа.

Требуемый шаг поперечных стержней S_треб==8.6(м)

Где n – число стержней в поперечном сечении (n=2)

Максимально допустимый шаг поперечных стержней

Конструктивный шаг поперечных стержней:

Принимаем 150 мм

В средней части пролета шаг поперечных стержней равен:

s1 ? 3h/4 ? 500 мм

3·300/4=225 ? 500 мм

Принимаем 250 мм

Проверяем прочность сечения по наклонной полосе между трещинами.

Коэффициент, учитывающий влияние прочности бетона цb1=1-0,01R_b=0.8

Коэффициент поперечного армирования _w==0.0013

Коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры ц_w1=1+5_w?1.3

Прочность бетона по наклонной полосе между трещинами обеспечена.

8. Расчет верхней полки на местный изгиб

Полка плиты рассчитывается как плита, защемленная в продольном и поперечном ребрах (опертая по контуру или балочная). Для расчета из полки плиты условно вырезаем полосу шириной 1 м и сбор нагрузок и расчет арматуры выполняем для этой полосы, а затем конструируем сетку, учитывающую размеры всей плиты.

Расчетное сечение полки плиты:

lk=1470 – 90= 1380 мм

lдл=1490 – 220 = 1270 мм

lдл/lk= 1.27/1.38 2, а значит полка как плита, опертая по контуру, рабочая арматура сетки располагается в обоих направлениях.

Назначаем класс рабочей арматуры Rs=350Мпа (А-400)

Нагрузка от веса полки:

G = 2500·0.03·1.1·10 = 0.825 ,

где, с=2500 кг/м 3 – средняя плотность железобетона

г_f=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке

Нагрузка на 1 полки

Изгибающий момент в полке:

Рабочая высота сечений полки 0.02м

Требуемая площадь рабочей арматуры:

As = о ·b·h0 · = 0.07·1·0.02· = 0.792

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Сбор нагрузок на 1 кв.м плиты перекрытия. Определение расчетного пролета и конструктивных размеров плиты. Характеристика прочности бетона и арматуры. Расчёт прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси элемента. Конструктивные размеры плиты.

контрольная работа [886,1 K], добавлен 25.09.2016

Расчет монолитного варианта перекрытия. Компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия. Характеристики прочности бетона и арматуры. Установка размеров сечения плиты. Расчет ребристой плиты по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.01.2016

Подбор геометрических размеров пустотной плиты покрытия для спортзала. Определение нагрузок, расчет сопротивления бетона осевому сжатию и растяжению. Определение пролета плиты, расчет на прочность; обеспечение несущей способности плиты, подбор арматуры.

контрольная работа [2,6 M], добавлен 13.03.2012

Сбор нагрузок на ребристую плиту перекрытия. Расчетное сечение плиты при подборе монтажной арматуры. Расчет полки плиты на местный изгиб. Сбор нагрузок на колонны с покрытия и перекрытий. Расчет монолитного железобетонного фундамента, размеров подошвы.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.11.2013

Расчет и компоновка плит перекрытия, пролетов и нагрузок. Расчет прочности панели по предельным состояниям 1-й и 2-й групп. Определение положения границы сжатой зоны бетона. Статический расчет ригеля и колонны. Расчет железобетонного фундамента здания.

курсовая работа [552,9 K], добавлен 23.01.2011

Расчет плиты монолитного ребристого перекрытия. Расчет рабочей арматуры продольных ребер. Проверка прочности плиты по сечениям, наклонным к ее продольной оси. Конструирование сборной железобетонной колонны. Расчет центрально нагруженного фундамента.

курсовая работа [94,8 K], добавлен 21.03.2016

Компоновка плана перекрытия. Определение нагрузок, действующих на междуэтажное перекрытие, сбор нагрузок на панель. Характеристики арматуры и бетона. Подбор продольной рабочей арматуры из условий прочности сечения, нормального к продольной оси панели.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.11.2011

Компоновка, прочность нормальных сечений полки и параметры напряженного деформированного состояния ребристой плиты перекрытия. Расчет поперечного и продольных ребер плиты по первой группе предельных состояний. Сборный однопролетный ригель перекрытия.

курсовая работа [417,8 K], добавлен 25.12.2013

Расчет поперечных ребер и полки панели по прочности. Потери предварительных напряжений. Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси. Проверка удлинения и определение длины ребристой плиты при электротермическом способе натяжения арматуры.

курсовая работа [188,5 K], добавлен 26.01.2014

Варианты разбивки балочной клетки. Сбор нагрузок на перекрытие. Назначение основных размеров плиты. Подбор сечения продольной арматуры. Размещение рабочей арматуры. Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси по поперечной силе.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.03.2009