Что такое полезная нагрузка на перекрытие
В зданиях и сооружениях на конструкции из профнастила действуют следующие виды рабочих нагрузок:
- постоянные (статические) нагрузки:
- собственный вес профнастила;
- собственный вес частей ограждающих конструкций;
- временные нагрузки:
- полезные нагрузки (вес людей, животных, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий);
- снеговые нагрузки;
- ветровые нагрузки.
Из таблиц СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (звездочка в обозначении СНиП говорит о том, что в первоначальную редакцию были внесены изменения), а также при теоретическом подсчете веса конструкций мы получаем так называемые нормативные нагрузки G0. В прочностных расчетах используют расчетные нагрузки G, которые получают путем умножения нормативной нагрузки G0 на коэффициент надежности по нагрузке Yf. Коэффициент Yf — учитывает отклонения реальной нагрузки от теоретической за счет строительных допусков, влажности материала, отклонений в объемном весе для ряда материалов и тому подобного. В табл. 2 приведены значения коэффициента надежности по нагрузке для наиболее распространенных видов конструкций и нагрузок.
Таблица 2. Значения коэффициента надежности по нагрузке
| Виды конструкций и нагрузок | Коэффициент надежности по нагрузке Yf |
|---|---|
| Металлические конструкции | 1,05 |
| Бетонные (плотностью > 1600 кг/м³), железобетонные, каменные, деревянные конструкции | 1,1 |
| Бетонные (плотностью < 1600 кг/м³) конструкции, выравнивающие, изоляционные и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые: в заводских условиях на строительной площадке | 1,2 |
| Равномерно распределенные временные нагрузки на плиты перекрытий, лестницы: при полном нормативном значении менее 2,0 кПа (200 кг/м²) при полном нормативном значении 2,0 кПа (200 кг/м²) и более | 1,3 1,2 |
| Снеговая нагрузка | 1,4 |
| Ветровая нагрузка | 1,4 |
Основными нагрузками, действующими на профнастил, являются:
- в кровельном покрытии — собственный вес конструкции кровли (постоянная нагрузка), снеговая нагрузка, ветровая нагрузка (временные нагрузки);
- в стенах, оградах и заборах — ветровая нагрузка (временная нагрузка);
- в перекрытиях — собственный вес профнастила, вес пола, вес покрытия пола, вес крепежных элементов, вес конструкции потолка, включая светильники и вентиляцию, вес перегородок (постоянная нагрузка) и вес людей и оборудования (временная нагрузка).
Допущения, принятые в данном Пособии в целях упрощения расчетов:
- временная нагрузка принимается равномерно распределенной;
- собственный вес профнастила ввиду его малой величины по сравнению с другими видами нагрузок (5—7 %) и незначительных разбросов для различных видов профнастила (от 3,9 до 24,1 кг/м²) принимается равным 10,0 кг/м².
Постоянные нагрузки, действующие на профнастил горизонтально расположенной кровли, рассчитываются следующим образом:
- собственный вес 1 м² конструкции холодной кровли равен собственному весу 1 м² профнастила (10 кг/м²), умноженному на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,05;
- собственный вес 1 м² теплой кровли, приходящийся на нижний несущий слой профнастила (в конструкции, представленной на рис. 3, раздел Области применения профнастила), определяется в зависимости от климатического района и складывается из:
- собственного веса профнастилов верхней и нижней обшивки (20 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
- веса соединительных элементов между верхней и нижней обшивками (6—7 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf = 1,05;
- веса пароизоляции (2 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,3;
- веса теплоизоляции (10—35 кг/м²), умноженного на коэффициент надежности по нагрузке Yf= 1,3.
Суммарный вес 1 м2 теплой кровли может составить от 30 до 60 кг. В зависимости от угла наклона кровли (табл. 5, схема 1) величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость корректируется по формуле:
G = G0Yf cos α, (1)
где G — расчетная величина постоянной нагрузки в проекции на горизонтальную плоскость; G0 — нормативная (теоретическая) величина постоянной нагрузки на 1 м² поверхности кровли, наклоненной к горизонту под углом α; Yf — коэффициент надежности по нагрузке.
Расчетные снеговые нагрузки с учетом Yf = 1,4, действующие на профилированные настилы кровли, приводятся в табл. 3.
Таблица 3. Расчетные снеговые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли
| Район строительства | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Расчетная снеговая нагрузка, S°, к Па (кг/м²) | 0,8 (80) | 1,2 (120) | 1,8 (180) | 2,4 (240) | 3,2 (320) | 4,0 (400) | 4,8 (480) | 5,6 (560) |
Районы строительства, приведенные в табл. 3, соответствуют районам по карте распределения снегового покрова на территории России. В соответствии с требованиями СНиП 2,01.07-85* приведенная в табл. 3 расчетная снеговая нагрузка действует на кровли, расположенные с уклоном α не более 25°, без перепадов высот. Для покрытий с уклоном более 25° снеговая нагрузка снижается и при уклоне кровли 60° и более становится равной нулю. Для промежуточных уклонов кровли в диапазоне α от 25° до 60° значения снеговой нагрузки изменяются пропорционально от 1,0 до 0 и рассчитываются по формуле
Sα = S0(60° — α)/(60° — 25°), (2)
где Sα — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α = 25° — 60°; S0 — расчетная снеговая нагрузка для кровли с уклоном в диапазоне α от 0° до 25° в соответствии с табл. 3.
Расчетные ветровые нагрузки с учетом коэффициента надежности по нагрузке Yf = 1,4, действующие на кровлю, а также стены зданий, ограды и заборы высотой не более 10 м, в соответствии со СНиП 2.01.07-85* приводятся в табл. 4.
Таблица 4. Расчетные ветровые нагрузки, действующие на профилированные настилы кровли, стен зданий и сооружений
| Район строительства | I | II | III | IV | V | VI | VII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Расчетная ветровая нагрузка, Wp, кПа (кг/м²) | 0,32 (32) | 0,42 (42) | 0,53 (53) | 0,67 (67) | 0,84 (84) | 1,02 (102) | 1,19 (119) |
Районы строительства, указанные в табл. 4, соответствуют районам по карте распределения ветрового давления на территории России.
Значения расчетной ветровой нагрузки табл. 4 корректируются на величину коэффициента аэродинамического сопротивления ce, характеризующего особенности обтекания воздушным потоком конструкции зданий (сооружений) заданной формы.
Таблица 5. Расчетные значения коэффициента аэродинамического сопротивления
| Схемы зданий, сооружений и ветровых нагрузок | Определение коэффициента аэродинамического сопротивления ce | |||||
| Отдельно стоящие плоские, сплошные конструкции, а также вертикальные и отклоняющиеся от вертикальных не более чем на 15° поверхности: с наветренной стороны с подветренной стороны | ce = +0,8 | |||||
| Здания с двухскатными покрытиями Схема 1 | Коэф. | α, град. | Значения ce1, ce2 при H/L, равном | |||
| 0,5 | 1 | ≤2 | ||||
| ce1 | 20 40 80 | +0,2 +0,4 +0,8 | -0,6 -0,4 +0,3 +0,8 | -0,7 -0,7 -0,2 +0,8 | -0,8 -0,8 -0,4 +0,8 | |
| ce2 | ≥60 | -0,4 | -0,4 | -0,5 | -0,8 | |
| Схема 2 H – высота стены здания L – глубина здания B – ширина здания | B/L | Значения ce3 при H/L, равном | ||||
| ≥0,5 | 1 | ≥2 | ||||
| ce3 | ≥1 ≥2 | -0,4 -0,5 | -0,5 -0,6 | -0,6 -0,6 | ||
| Примечание. При ветре, перпендикулярном торцу здания, для всей поверхности кровли ce = 0,7. | ||||||
Wpa = Wpce , (3)
Значения коэффициента аэродинамического сопротивления ce для различных строительных объектов приведены в табл. 5. Знак «плюс» перед коэффициентом ce в таблице означает, что давление ветра направлено на соответствующую поверхность конструкции, а знак «минус» — от поверхности конструкции.
Ветровая нагрузка всегда действует перпендикулярно поверхности элемента здания и сооружения.
Расчетные значения равномерно распределенных полезных нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07-85* с учетом коэффициента Yf действующие на перекрытия, приведены в табл. 6.
Таблица 6. Расчетные полезные нагрузки, действующие на перекрытия
| Здания и помещения | Расчетное значение нагрузки Gполезн кПа (кг/м²) |
|---|---|
| Квартиры жилых зданий, детские дошкольные учреждения, дома отдыха, общежития, гостиницы и т.п. | 1,95 (195) |
| Административные здания, учреждения, научные организации, классные помещения, бытовые помещения промышленных предприятий и общественных зданий | 2,4 (240) |
| Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений | 2,4 (240) |
| Залы: читальные кафе, ресторанов, столовых собраний, совещаний, зрительные, концертные, спортивные | 2,4 (240) 3,6 (360) 4,8 (480) |
| Чердачные помещения | 0,91 (91) |
| Перекрытия на участках с возможным скоплением людей | 4,8 (480) |
Источник
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:
- Классификация нагрузок по продолжительности действия.
- Плотность стройматериалов по данным СНиП II-3-79
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).
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.
Смотрите также:
Понятие нормативных и расчетных нагрузок. Коэффициенты надежности.
Нормативные и расчетные значения нагрузок
Коэффициент надежности по ответственности зданий и сооружений
Справочные данные
Примеры:
Пример 1.2 Сбор нагрузок на плиту покрытия
Пример 1.3 Сбор нагрузок на балку перекрытия
Пример 1.4. Сбор нагрузок на колонну
Пример 2.1 Определение несущей способности буронабивной сваи длиной 2,2 м
Пример 2.2. Определение несущей способности забивной сваи по грунту
Пример 2.3. Определение несущей способности сваи по материалу
Пример 2.4. Определение нагрузок на сваи во внецентренно-нагруженном фундаменте
Пример 3.1. Расчет стыка балки с накладками
Пример 3.2. Расчет соединения столика с колонной
Пример 3.3. Расчет балки настила
Пример 3.4. Расчет заделки в кладку консольной балки и проверка кладки на местное смятие
Пример 3.5. Проверка сечения колонны из двутавра на сжатие
Пример 4.1. Проверка сечения центрально-сжатого элемента
Пример 5.1. Расчет ботового соединения двух листов с двумя накладками
Пример 6.1. Проверка устойчивости ленточного фундамента на действие сил морозного пучения
Пример 6.2. Расчет основания фундамента по несущей способности
Пример 6.3. Проверка фундамента на сдвиг
Источник
Как сделать ремонт, чтобы не разрушить свой дом и обойтись без человеческих жертв.
Ремонт — это дорогостоящее и опасное мероприятие, но часто люди пренебрегают элементарными нормами и в итоге это приводит к печальным последствиям.
Вчера в Москве обрушились плиты перекрытия в многоквартирном доме. Главная версия — строители нагрузили плиту перекрытия сухими смесями, что привело к обрушению. Повезло — обошлось без человеческих жертв.
В этой статье я расскажу о том как избежать обрушения и приведу данные о допустимой нагрузке на плиту перекрытия в многоквартирном доме.
Хранение строительных материалов
При производстве ремонта используют сухие смеси (М:300, пескобетон, штукатурки, наливные полы и т.д.). Как правило, это мешки с весом 30-50 кг.
Материалов требуется много и часто их хранят в одном месте, например складируют друг на друга. Так удобно строителям — площадь остается свободной и есть простор для работы. Этого никогда нельзя допускать.
В момент доставки мало кто задумывается о несущей возможности плиты перекрытия, а зря.
Все дома имеют запас прочности — он зависит от типа дома, конструктивного решения и возраста постройки. Ниже я привожу виды несущих плит.
В каждом случае нужно делать просчет допустимой нагрузки на плиту перекрытия. Важно просчитать все по формуле и учесть индивидуальные характеристики (возможные прогибы, целостность арматуры, износ и т.д.).
Чтобы не вдаваться в сложные расчеты привожу усредненные данные для типовых домов.
Для типового домостроения применяют плиты перекрытия с нагрузкой до 400 кг/кв.м. В крупнопанельных домах (поздние версии) допустимая нагрузка — 600 кг/кв.м.
Эти величины включают в себя как постоянные (перегородки, стяжка), так и временные (мебель, человек) нагрузки. Нельзя допускать перегруз — это приведет к обрушению. 18 мешков наливного пола — это уже 800 кг.
Конструкции дома не должны работать на износ, поэтому не нагружайте плиту перекрытия своего дома.
Горе-строители могут настаивать и спорить — им удобно сразу завести все черновые материалы. На первый взгляд это кажется логичным — происходит экономия на доставках, но экономия должна быть рациональной.
В своих проектах я разделяю доставки материалов по весу и всегда слежу, чтобы нагрузки распределялись равномерно на плиту перекрытия. Т.е. я не разрешаю строить «горы» из строительных смесей.
так нельзя
Оплатить три доставки вместо одной — дешевле чем восстанавливать дом
При завозе строительных материалов нельзя допускать халатности и складывать все в одной точке. Профессиональные строители это знают, а дилетанты загрузят все в лифт и застрянут в лучшем случае.
Заранее просчитайте какие материалы потребуются и определите временные рамки для доставок.
Как правильно делать ремонт (распределение нагрузок):
- Произведите демонтаж (уберите лишнее) и утилизацию строительного мусора. Это важно, чтобы подготовить фронт работы.
- Продумайте и просчитайте пирог полов. Если требуется большой слой, то используйте легкие материалы (пеноплекс, керамзит). Эти материалы не дают большую нагрузку на плиту перекрытия и позволяют обеспечить звукоизоляцию.
- Перегородки собирайте из легких материалов. Не используйте кирпич для возведения внутренних перегородок — вес кирпичной перегородки (пустотелый кирпич) составляет 200-220 кг/кв.м. Соответственно маленькая кирпичная стена площадью в 10 кв.м будет весить более 2 т.
В своих проектах я всегда собираю перегородки из тонкого пеноблока (толщиной 50-75мм). Это позволяет экономить пространство (толщина кирпичной стены 120 мм) и не перегружать плиту перекрытия. Стены из пеноблока обладают схожими характеристиками с кладкой в полкирпича (крепость и звукоизоляция между помещениями).
- Никогда не заливайте слой цементной стяжки более 4 см. Всегда должен быть «пирог» полов: снизу толстые слои легких материалов, а сверху цементная стяжка и тонкий слой самовыравнивающегося наливного пола (0,4 — 0,9 см).
- Учитывайте вес финишных материалов. Натуральный камень может передавать нагрузку от 60 кг/кв.м. Если уже произвели работы и подняли уровень полов, то правильно заменить тяжелые финишные материалы на более легкие, например на керамогранит.
- Следите, чтобы во время ремонта хранение сухих смесей не было организовано в одной точке. Разделите смеси на группы и храните их в разных комнатах.
- Всегда обращайтесь к профессионалам и не экономьте на специалистах. Ремонт не прощает ошибок. Ремонт требует знаний и опыта, никогда не допускайте к работе дилетантов или тех, кто не понимает разницу между М:300 и М:500.
В ремонте много тонкостей и нюансов о которых знает только профессиональный подрядчик.
Ссылка на новость: В подъезде жилого дома в Москве обрушились перекрытия
Статьи по теме:
Как самостоятельно спроектировать удобную кухню: советы по эргономике
Где в Москве жить хорошо: новая карта качества воздуха
Врагу не пожелаешь: 5 эффективных способов испортить интерьер
автор: Руслан Кирничанский
Я очень хочу, чтобы мои советы были полезны вам, а для того, чтобы быстрее всех получать новые статьи можно подписаться на мой канал «Дневник архитектора»
Вконтакте Facebook Youtube Instagram Telegram
Источник