Расчет плиты: считаем нагрузку и подбираем материалы для строительства

Содержание

считаем нагрузку и подбираем материалы для строительства

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

Поэтому в этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!

Давайте начнем с того, что монолитная железобетонная плита перекрытия – это конструкция, которая лежит на четырех несущих стенах, т.е. опирается по своему контуру.

И не всегда плита перекрытия представляет собой правильный четырехугольник. Тем более, что сегодня проекты жилых домов отличаются вычурностью и многообразием сложных форм.

В этой статье мы научим вас рассчитывать 1 метр плиты, а общую нагрузку вам нужно будет вычислять по математическим формулам площадей. Если совсем сложно – разбейте площадь плиты на отдельные геометрические фигуры, рассчитайте нагрузку каждой, затем просто суммируйте.

Теперь рассмотрим такие основные понятия, как физическая и проектная длина плиты. Т.е. физическая длина перекрытия может быть любой, а вот расчетная длина балки уже имеет другое значение. Ею называют минимальное расстояние между наиболее удаленными соседними стенами. По факту физическая длина плиты всегда длиннее, чем проектная длина.

Вот хороший видео-урок о том, как производится расчет монолитной плиты перекрытия:

Важный момент: несущий элемент плиты может быть как шарнирная бесконсольная балка, так и балка жесткого защемления на опорах. Мы будем приводить пример рассчета плиты на безконсольную балку, т.к. такая встречается чаще.

Чтобы рассчитать всю плиту перекрытия, нужно рассчитать ее один метр для начала. Профессиональные строители используют для этого специальную формулу, и приведет пример такого расчета. Так, высота плиты всегда значится как h, а ширина как b. Давайте рассчитаем плиту с такими параметрами: h=10 см, b=100 см. Для этом вам нужно будет познакомиться с такими формулами:

Дальше – по предложенным шагам.

Плиту перекрытия легче всего рассчитать, если она имеет квадратную форму и если вы знаете, какая нагрузка будет запланирована. При этом какая-то часть нагрузки будет считаться длительной, которую определяет количество мебели, техники и этажности, а другая – кратковременной, как строительное оборудование во время стройки.

Расчет монолитной плиты перекрытия


Невзирая на высокий ассортимент готовых плит, железобетонные монолитные плиты не утратили своей актуальности, продолжая пользоваться спросом. Особенно актуальным их применение является при строительстве малоэтажной загородной недвижимости, которой характерна индивидуальная планировка с различным размером комнат или в тех случаях, когда для строительства не используются подъемные краны. Такой вариант возведения зданий позволит сэкономить средства на доставке материалов и сократить затраты на монтаж. При этом возрастет время на осуществление подготовительных работ, которые будут связаны с возведением опалубки. Впрочем, этот факт не отпугивает застройщиков, которые не видят трудности в покупке бетона и арматуры. Гораздо сложнее произвести правильный расчет плит перекрытий, определить марку необходимого бетона, вид арматуры, значение действующей нагрузки и прочие связанные с прочностью и надежностью характеристики.


Принцип расчета


Монолитная плита перекрытия представляет собой один из компонентов каркаса здания, который воспринимает на себя вертикальные нагрузки, вступая одновременно в качестве элемента жесткости всей конструкции. Расчет параметров железобетонных конструкций осуществляется в соответствии с регламентом строительных норм и правил СП 52-101-2003 и СНиП 52-01-2003. Процесс ручного расчета конструкций представляет собой ряд этапов, в ходе которых производится подбор таких параметров, как класс бетона и арматуры, поперечного сечения, достаточного для того чтобы избежать разрушения при воздействии максимальных сил нагрузки. В случае использования ПЭВМ находят применение специализированные программные комплексы.


Как показывает практика применения железобетонных плит перекрытия, для упрощения задачи можно пренебречь сложными вычислениями таких величин, как расчет на раскрытие трещин и деформацию, сил кручения и поперечных сил, а также продавливания и местного сжатия. При обычном строительстве в этом нет необходимости, сосредоточив свое внимание на вычислении изгибающего момента, действующего на поперечное сечение.

Характеристики монолитной плиты


Реальная длина плиты может отличаться от расчетного значения пролета, которым принято считать расстояние между стенами, выступающими в виде опор. Стены выполняют функцию поддержки плиты. Таким образом, пролет – это размер помещения в длину и в ширину. Для его измерения можно использовать простую рулетку, с помощью которой можно измерить расстояние между стенами. При этом реальное значение длины монолитной плиты должно быть обязательно больше. В качестве опор для плиты выступают стены, материалом для которых может послужить распространенный кирпич или шлакоблок, камень, керамзитобетон, газо- или пенобетон. Необходимо учитывать прочность стен, которые должны выдерживать массу плиты. В случае с камнем, шлакоблоком и кирпичом можно не сомневаться в несущей способности, тогда как пенобетонные конструкции должны быть рассчитаны на определенную массу. Для примера произведем расчет однопролетной схемы перекрытия с опорой на две стены, расстояние между которыми составляет 5000 мм.


Геометрические размеры толщины и ширины плиты задаются. Как правило, наиболее часто в загородном строительстве применяют плиты толщиной 0,1 м с условной шириной равной одному метру. Принимаем за основу конструкцию с армированием плиты перекрытия при помощи арматуры марки А400 при заливке бетона В20. В дальнейшем плита при расчете рассматривается как балка.

Выбор типа опоры


Во время расчета плита перекрытия может по-разному опираться на несущие стены, в зависимости от типа использованного при их возведении материала. Различают следующие варианты опоры:

  • жестко защемленная на опорах балка;
  • балка консольного типа шарнирно-опертая;
  • бесконсольная шарнирно-опертая балка.


Вид опоры определяет принцип расчета. Рассмотрим пример расчета для наиболее распространенного вида конструкции плиты перекрытия с шарнирно-опертой балкой бесконсольного типа.


Определение нагрузки


В процессе строительства, а впоследствии при эксплуатации на балку воздействую различные виды нагрузок. При расчете нас интересуют, прежде всего, динамические и статистические нагрузки, возникающие вследствие передвижения или давления сил временного характера, вызванного перемещением людей, транспорта, работы механизмов и постоянные составляющие, обусловленные массой строительных элементов. При проведении расчета, для получения необходимого запаса прочности, можно пренебречь разницей между данными видами нагрузок.


По характеру нагрузки дифференцируются на:

  • распределенные хаотически и неравномерно;
  • точечные;
  • равнораспределенные.


При расчете плиты перекрытия достаточно ориентироваться на равномерные нагрузки. Для сосредоточенной нагрузки усилия измеряются в ньютонах, килограммах (кг), либо килограммсилах (кгс).



В случае с равным распределением актуально апеллировать данными о нагрузке, воздействующей на метр. Для жилых домов параметр равнораспределенной нагрузки составляет в среднем 400 Н/м2. При толщине плиты в 10 см ее масса создаст нагрузку около 250 кг/м2, а с учетом стяжки или использовании керамической плитки она может возрасти до 350 кг/м2. Таким образом, нагрузка рассчитывается с коэффициентом запаса в 20%, составляя:


Q = (400+250+100)*1.2 = 900 Н/м


Данная величина нагрузочной способности обеспечит прочность при различных вариациях статических и динамических нагрузок. При наличии лестниц или бетонных маршей опирающихся на плиту перекрытия, необходимо брать в расчет их массу и не упускать из виду динамическую нагрузку во время эксплуатации. Проектировка загородных домов должна предусматривать инсталляцию крупных объектов на плите, например, каминов, масса которых может варьироваться от 1 до 3 тонн. Для обеспечения прочности в таких случаях используется местное усиление – армирование или предусматривается отдельная балка.

Расчет изгибающего момента


Для бесконсольного типа балки при наличии равномерно распределенной нагрузки, которая сосредоточена на опорах шарнирного вида показатель максимально изгибающего момента определяется по формуле:


Мmax = (Q * L²) / 8, где


L – длина балки.


При расчете имеем:


Мmax = (900*5²) / 8 = 225 кг/м.


Основания для расчета


Для бетонных плит перекрытий сопротивление материала растяжению практически равно нулю. Такой вывод можно сделать на основании анализа и сопоставления нагрузок на растяжение, которые испытывает арматура и бетон. Разница между этими данными составляет три порядка, что свидетельствует о том, что всю нагрузку берет на себя арматурный каркас. С нагрузками на сжатие ситуация обстоит иначе: силы равномерно распределяются вдоль вектора силы. Как следствие, сопротивление на сжатие принимаем равным расчетному значению.


Для выбора арматуры необходимо определить значение по формуле:


ER = 0,8/ 1+RS/700 , где


RS – расчетное значение сопротивления арматуры, МПа.


Имея значение данные о расстоянии между нижней частью балки и центром окружности, сформированной плоскостью поперечного сечения арматуры, ее марку выбирают исходя из таблицы.



Правильный подбор арматуры обеспечит надежное сцепление с бетоном, которое гарантирует предел прочности без деформаций и растрескиваний. При этом максимальное растягивающее усилие арматуры не должно превышать полученное расчетным путем значение.


При армировании на один погонный метр, как правило, уходит не менее чем пять стержней, которые располагаются равномерно на одинаковых расстояниях. Точное число стержней зависит от нагрузки и определяется по СНиП 52-01-2003. Формируется каркас чаще всего из нескольких слоев стержней, которые могут иметь различное сечение. Сетка скрепляется заранее хомутами или фиксируется при помощи сварки. В качестве элементов армирования чаще всего применяется ненапрягаемая арматура Ат-IIIС и Ат-IVС с наличием термического упрочнения.



Таким образом, расчет железобетонной конструкции плиты перекрытия включает в себя следующие стадии:

  • составление схемной реализации перекрытия с компоновкой элементов. При возведении многоэтажек расстояния между колоннами должны быть кратные 3000 мм в диапазоне величин от 6 до 12 метров. Значение высоты одного этажа может находиться в пределах от 3,6 до 7,2 метра с дискретностью 600 мм. Данные условия помогут упростить вычисление и обеспечить стандартный автоматический расчет;
  • прочностный конструкционный расчет монолитной плиты. К расчетной части должна прилагаться графическая часть в виде составленного подробного чертежа, который можно составить самостоятельно или доверить его реализацию специалистам из проектных организаций. При этом необходимо произвести расчет элементов перекрытия и главной балки. Выбор бетона при проектировании осуществляется по классу материала на сжатие по заданной прочности, исходя из норм и табличных значений. Как правило, балка и монолит проектируются из одной марки бетона;
  • в зависимости от архитектурных особенностей строения может понадобиться расчет колонны, а также ригеля или второстепенной балки;


  • на основании всех произведенных расчетов, полученных масс и нагрузок формируется фундамент. Монолитное основание представляет собой подземную конструкцию, с помощью которого нагрузка от здания передается на грунт. Общий чертеж должен отображать конструкцию здания в целом с учетом изображения положения плит перекрытий, несущих стен и основания.


Расчетная часть строительного проекта для любого здания является необходимой документаций, которая содержит информацию о размерах архитектурного объекта, его особенностях, технологии возведении. При этом именно на основе проекта составляется строительная расходная ведомость, в которую включаются необходимые для возведения здания материалы, определяются трудозатраты. А основе расчета осуществляется планирование материалов, этапов выполнения строительных работ, их объемов и сроков. Прочность и надежность здания во многом зависят от правильности расчетов, качества используемых материалов и соблюдения технологии строительства на каждом из отдельно взятых этапов.

Преимущества применения плит перекрытий


Технология возведения перекрытий в виде армированных бетонных плит обладает целым рядом преимуществ, среди которых:

  • возможность сооружения перекрытий для зданий и сооружений с практически любыми габаритами, независимо от линейных размеров. Единственным нюансом являются конструктивные особенности зданий. При слишком большой площади покрытия для устойчивости перекрытий, отсутствия провисаний устанавливаются дополнительные опоры. Для домов и сооружений, стены которых выполнены на основе газобетона для установки плиты железобетонного перекрытия осуществляют монтаж дополнительных опор, изготовленных из стали или бетона;
  • отсутствие необходимости масштабных отделочных работ на внутренней части поверхности, которая, как правило, благодаря технологии монолитного литья имеет гладкую и ровную форму;
  • высокая степень звукоизолирующих свойств. Принято считать, что плита перекрытия толщиной 140 мм обладает высокой степенью шумоподавления, обеспечивающего комфортность проживания в доме для человека;
  • конструктивно данная технология обладает гибкими инструментами для строительства различных архитектурных форм и объектов. Так, например, загородный дом можно с легкостью оборудовать балконом на втором этаже, который будет иметь необходимые размеры и конфигурацию;
  • высокий уровень прочности и долговечности строительной конструкции перекрытии в целом, который обусловлен набором прочностных характеристик армированного бетона.


Калькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плиты

При ведении строительства на загородном участке иногда обстоятельства складываются таким образом, что оптимальным решением становится возведение фундамента в виде монолитной плиты. Это позволяет равномерно распределить нагрузку по большой площади, что особо важно на слабых, неустойчивых грунтах, где ленточная схема фундамента себя не оправдывает.

Калькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плитыКалькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плиты

Даже при невысокой несущей способности грунта нет необходимости углубляться ниже уровня промерзания почвы – при правильном расчете и строительстве основание получается «плавающим», не боящимся сил морозного пучения. Но для этого размеры плиты должны соответствовать реальным условиям строительства – типу преобладающих грунтов на участке застройки и нагрузкам, которые будут выпадать на фундамент. Калькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плиты поможет определиться с одним их ключевых параметров, а иногда – даже оценить целесообразность применения подобного типа основания.

Работа с калькулятором требует определенных пояснений. Они будут приведены ниже, в соответствующем разделе.

Калькулятор расчета оптимальной толщины монолитной фундаментной плиты

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать рекомендуемую толщину монолитной плиты»

Тип грунта на участке затройки прооо

Плотные пески мелкой или пылеватой фракцииПески мелкой или пылеватой фракции, средней плотностиСупеси, твердые и пластичныеСуглинки, твердые и пластичныеГлины твердой структурыГлины пластичные

Общая площадь рассчитываемой плиты фундамента, м² пример-плитного-фундамента11flat11

СТЕНЫ ДОМА
Площадь стен указывается суммарно, за вычетом оконных и дверных проемов.
(Доступно введение двух вариантов, например, для несущих внешних и внутренних стен. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию — 0)

 

Стены, тип №1

Материал стен

— кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)- кирпичная кладка в 1 кирпич (250 мм)- кирпичная кладка в 1.5 кирпича (380 мм)- кирпичная кладка в 2 кирпича (500 мм)- стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм- бревенчатый сруб, диаметр 240 мм- стены из бруса, толщина 150 мм- каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм

Площадь стен, м²

 

Стены, тип №2

Материал стен

— кирпичная кладка в полкирпича (120 мм)- кирпичная кладка в 1 кирпич (250 мм)- кирпичная кладка в 1.5 кирпича (380 мм)- кирпичная кладка в 2 кирпича (500 мм)- стены из газосиликатных блоков марки D600, толщина 300 мм- бревенчатый сруб, диаметр 240 мм- стены из бруса, толщина 150 мм- каркасные стены с утеплением, толщина 150 мм

Площадь стен, м²

перееее

ПЕРЕКРЫТИЯ
Если в перекрытии есть проем, например, для межэтажной лестницы, то его следует исключить из общей площади
(Доступно введение двух вариантов, например, для межэтажного и чердачного перекрытия. Если вариант не используется, оставьте значение площади по умолчанию — 0)

 

Перекрытие, тип №1 (межэтажное)

Тип перекрытия

— перекрытие межэтажное или цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³- плита перекрытия пустотная- плита перекрытия монолитная

Площадь перекрытия, м²

 

Перекрытие, тип №2 (чердачное)

Тип перекрытия

— перекрытие чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м³- плита перекрытия пустотная- плита перекрытия монолитная

Площадь перекрытия, м²

slide3иир

СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА И КРОВЛЯ
При выборе типа кровли автоматически будет учитываться и средний вес стропильной системы с обрешеткой.
Одновременно к весу крыши будет добавлено ориентировочное значение снеговой нагрузки, в зависимости от региона строительства и крутизны скатов

Общая площадь кровли, м²

Тип кровли

— листовая сталь, профнастил, металлочерепица- мягкая полимер-битумная кровля в два слоя- абесто-цементный шифер- керамическая черепица

Зона по уровню снеговой нагрузки (по карте-схеме) рас11ччч

IIIIIIIVVVIVII

На чем строится и как проводится расчет

Перед началом строительства обязательно проводится анализ грунтов, на которые будет опираться плита, чтобы оценить их несущую способность. Этот параметр выражается в килограммах на квадратный сантиметр, и значения несложно найти в таблицах СНиП.

Казалось бы, можно рассчитать общую нагрузку и убедиться, что она не превышает указанных значений. Однако, такой расчёт не будет достаточно объективным. В данном случае правильнее будет исходить из оптимальной распределенной нагрузки на тот или иной грунт, просчитанной именно для плитных оснований. Теорией и практикой применения плитных фундаментов доказано, что если реальная нагрузка не будет отличаться от оптимальных значений более, чем на 20÷25 процентов, стабильность здания, возведенного на таком основании будет гарантирована. То есть, будут исключены две крайности:

— При слишком тяжёлой системе «плита + дом» (с учетом внешних и эксплуатационных нагрузок) сохраняется вероятность постепенного проседания здания в грунт.

— Слишком маленькая суммарная нагрузка – также недопустима, так как даже незначительные колебания грунта будут отражаться на стабильности постройки.

Расчет, заложенный в калькулятор, строится на том, что для начала определяется нагрузка, создаваемая зданием, без учета фундаментной плиты. Затем это значение сравнивается с оптимальным, и получившаяся разница будет перекрываться за счет массы монолитного основания. Зная плотность железобетона, несложно перевести массу в объем, а затем, с учётом площади плиты – прийти к ее оптимальной толщине.

Цены на цемент

цемент

  • Все табличные значения, необходимые для расчетов, уже внесены в программу.
  • Пользователю будет предложено указать тип грунтов на участке строительства.
  • Площадь будущей плиты должна приниматься с таким расчетом, что основание в обязательном порядке выходит за границы периметра здания как минимум на 300÷500 мм.
  • Далее, для расчета нагрузки, создаваемой зданием, вносятся его параметры:
  • Материал и общая площадь стен и перегородок за вычетом оконных и дверных проемов. Доступны два варианта ввода, например, для внешних несущих стен и для внутренних. Если один из вариантов не используется, площадь стены показывается как «0».
  • Материал и площадь перекрытий, также в двух возможных вариантах. Эксплуатационная нагрузка на перекрытия уже учтена алгоритмом расчета.
  • Площадь и тип кровельного покрытия. Нагрузка от стропильной системы и утеплителя – уже учтена в программе.
  • Крутизна скатов кровли необходима для корректного учета снеговой нагрузки. Кроме того, необходимо по карте схеме (она расположена ниже) определить номер зоны для своего региона.

Карта-схема распределения территории РФ на зоны по степени снеговой нагрузкиКарта-схема распределения территории РФ на зоны по степени снеговой нагрузки

Предполагается, что у пользователя уже имеются планы или хотя бы начальные разработки по размерам и материалам будущей постройки. Необходимо будет рассчитать площади – это несложно, особенно если воспользоваться некоторыми советами.

кф2Как быстро и точно рассчитать площадь?

С прямоугольником ни у кого проблем не возникает, но нередко более сложные конфигурации стен, пола или кровли ставят в тупик. Обратитесь к публикации нашего портала, посвященной именно расчётам площадей – там описана методика и приведены удобные калькуляторы.

Результат оптимальной толщины плиты будет выдан в метрах. И вот здесь необходимо сразу оценить его со следующих позиций.

  • Оптимальным будет значение от 0,2 до 0,3 метра – такой фундамент полностью оправдан во всех отношениях, то есть он обеспечивает стабильность постройки и выгоден экономически. Как правило, результат округляют до толщины, кратной 50 мм.
  • В том случае, если расчет показывает, что требуется плита толщиной более 0,35 м, то не исключено, что для столь легкого здания в имеющихся условиях будет более выгодным ленточный или даже столбчатый фундамент. Следует провести тщательный анализ различных вариантов, не менее надежных, но требующих меньших затрат.
  • Если результат меньше 150 мм, а иногда программа может выдать даже отрицательное значение, то планируемый к строительству дом – чрезмерно тяжелый для данных условий в сочетании с плитным фундаментом. Начинать самостоятельное его возведение, без проведения квалифицированных геологических изысканий и профессионального расчета – неблагоразумно, так как это может привести к весьма печальным последствиям.

кф3Плитный фундамент – все «за» и «против»

Более подробно с вопросами, касающимися рекомендуемых случаев применения такого основания, проведения необходимых расчетов и практического строительства монолитного плитного фундамента читатель может познакомиться в специальной публикации нашего портала.

расчет арматуры, бетона, опалубки, стоимости, подушки

Содержание статьи

Как работать с калькулятором

Калькулятор позволяет приблизительно рассчитать количество строительных материалов для плитного фундамента — арматуры, бетона, досок для опалубки, гидроизоляции, песка и щебня для подушки, чтобы сверится со строительной сметой или быстро подсчитать сколько заказывать материалов, если строите без проекта. Не питайте иллюзий, что с помощью онлайн калькулятора можно рассчитать фундамент по нагрузкам, для этого как минимум надо сделать геологические изыскания и иметь проект дома на руках. Для подобных расчетов обращайтесь к проектировщикам.

Армирование

В параметрах:

Материал дома — выбор материала не влияет на расчет, а лишь выводит в расчетной таблице рекомендуемый шаг ячейки армирования плиты. В любом случае шаг ячейки должен вычислять проектировщик дома, данное значение приведено для справки.

Диаметр рабочей арматуры — диаметр основной рабочей арматуры (сетки) фундамента из вашего проекта.

Шаг ячейки рабочей арматуры — расстояние между рядами рабочей арматуры.

Шаг сетки

Шаг сетки

Диаметр поперечной арматуры — диаметр арматуры которая служит для разделения нижнего и верхнего слоев арматуры (паук).

Паук из арматуры

Паук из арматуры

В расчете:

Рекомендуемый диаметр рабочей арматуры — зависит от большего значения длины и ширины плиты. От 0 до 3 метров, рекомендуемый диаметр = 10 мм, от 3 до 10 метров диаметр = 12 мм, от 10 до 20 метров диаметр = 14 мм. Данное значение приведено исключительно для справки.

Рекомендуемый диаметр поперечной арматуры — если высота плиты меньше 30 см, то диаметр = 8 мм, если высота плиты больше 30 см, то диаметр = 10 мм. Значение приведено исключительно для справки.

Рекомендуемый размер ячейки рабочей арматуры — зависит от выбранного материала дома. Значение приведено исключительно для справки.

Количество слоев рабочей арматуры — если высота плиты меньше или равна 15 см, то количество слоев (сеток) =1, если высота плиты больше 15 см, количество слоев рабочей арматуры = 2.

Минимальный нахлест рабочей арматуры при соединении в одном ряду = 40 умножить на диаметр рабочей арматуры.

Длина рабочей арматуры рассчитывается с учетом усиления под стенами — добавляется по одному ряду арматуры по краям фундамента (шаг ячейки в два раза меньше заданного), усиление под внутренние стены нужно учитывать самостоятельно.

Количество подставок — рассчитывается с плотностью 2 штука на м².
Под арматурой для усиления торцов понимаются П-образные хомуты для для усиления торцов (см. рисунок ниже):

Схема армирования плитного фундамента

Опалубка

Тут задается только высота (ширина) досок для самой опалубки и для вертикальных подпорок с шагом в 0,5 метра. Длина всех досок принимается равной 6 м. Толщина досок опалубки  принимается равной 40 мм, толщина досок для подпорок принимается 50 мм. Длина распорок не рассчитывается, т.к. не все их используют.

Подушка

Выпуск подушки за фундамент — подушка всегда делается чуть шире самой плиты, обычно на 20-30 см, иногда подушка делается сразу под отмостку — примерно на 1 метр шире плиты.

Стоимость материалов

В стоимости не рассчитывается бетон для подбетонки, геотекстиль и гидроизоляция, так как эти элементы не являются строго обязательными в конструкции плитного фундамента, и не все их делают.

Если вы заметите ошибку в работе калькулятора, пишите об этом в комментариях, постараемся исправить в кратчайшие сроки. Если что-то не понятно как считается также обращайтесь.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Расчет фундаментной плиты

Расчет фундаментной плиты

Укажите необходимые размеры в миллиметрах

Y — длина фундаментной плиты
X — ширина плиты
B — полная высота фундаментной плиты

Z — длина ячейки
W — ширина ячейки
D — диаметр арматуры
R — количество горизонтальных рядов арматуры

Если расчет арматуры вам не требуется, то оставьте это поле пустым.

Требуемое количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона различное в каждом конкретном случае.

Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей.

M — сколько требуется мешков цемента на 1 кубический метр бетона
K — вес одного мешка цемента в килограммах

T — толщина доски для опалубки
H — ширина доски
L — длина доски

Укажите стоимость материалов в вашем регионе.

Не забудьте пересчитать цены на сыпучие материалы в стоимость по весу, а не по объему.


Одним из видов мелкозаглубленного фундамента является монолитная фундаментная плита.

Обычно такой фундамент представляет собой монолитную бетонную плиту, которая расположена под всей площадью дома.

Для восприятия без деформаций нагрузок в плитном фундаменте обязательно применяется пространственное армирование по всему объему.

Их устройство требует большего расхода бетона и арматуры по сравнению с традиционными видами фундаментов и поэтому несколько дороже.

Что поможет рассчитать данная программа?

Объем бетона для заливки плиты.

Необходимое количество материалов для приготовления бетона — цемент, песок, щебень.

Количество доски, необходимое для устройства опалубки.

Ориентировочную стоимость всех стройматериалов.

Армирование фундаментной плиты зависит от геологических условий и проекта.

Расчет плиты перекрытия по формулам

Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия

Железобетонные монолитные плиты перекрытия, несмотря на то, что имеется достаточно большое количество готовых плит, по-прежнему востребованы. Особенно если это собственный частный дом с неповторимой планировкой, в котором абсолютно все комнаты имеют разные размеры либо процесс строительства ведется без использования подъемных кранов.

Монолитные плиты достаточно востребованы, особенно в строительстве загородных домов с индивидуальным дизайном.

В подобном случае устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия дает возможность значительно сократить затраты денежных средств на приобретение всех необходимых материалов, их доставку либо монтаж. Однако в данном случае большее количество времени может уйти на выполнение подготовительных работ, в числе которых будет и устройство опалубки. Стоит знать, что людей, которые затевают бетонирование перекрытия, отпугивает вовсе не это.

Заказать арматуру, бетон и сделать опалубку на сегодняшний день несложно. Проблема заключается в том, что не каждый человек может определить, какая именно арматура и бетон понадобятся для того, чтобы выполнить подобные работы.

Данный материал не является руководством к действию, а несет чисто информационный характер и содержит исключительно пример расчета. Все тонкости расчетов конструкций из железобетона строго нормированы в СНиП 52-01-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции. Основные положения”, а также в своде правил СП 52-1001-2003 “Железобетонные и бетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры”.

Монолитная плита перекрытия представляет собой армированную по всей площади опалубку, которая заливается бетоном.

Касательно всех вопросов, которые могут возникать в процессе расчета железобетонных конструкций, следует обращаться именно к данным документам. В данном материале будет содержаться пример расчета монолитного железобетонного перекрытия согласно тем рекомендациям, которые содержатся в данных правилах и нормах.

Пример расчета железобетонной плиты и любой строительной конструкции в целом будет состоять из нескольких этапов. Их суть – подбор геометрических параметров нормального (поперечного) сечения, класса арматуры и класса бетона, чтобы плита, которая проектируется, не разрушилась под воздействием максимально возможной нагрузки.

Пример расчета будет производиться для сечения, которое перпендикулярно оси х. На местное сжатие, на действие поперечных сил, продавливание, на кручение (предельные состояния 1 группы), на раскрытие трещин и расчет по деформациям (предельные состояния 2 группы) производиться не будут. Заранее стоит предположить, что для обыкновенной плоской плиты перекрытия в жилом частном доме подобных расчетов не требуется. Как правило, так оно и есть на самом деле.

Следует ограничиться лишь расчетом нормального (поперечного) сечения на действия изгибающего момента. Те люди, которым не нужно давать пояснения касательно определения геометрических параметров, выбора расчетных схем, сбор нагрузок и расчетных предпосылок, могут сразу перейти к разделу, в котором содержится пример расчета.

Вернуться к оглавлению

Первый этап: определение расчетной длины плиты

Плита перекрытия может быть абсолютно любой длины, а вот длину пролета балки уже необходимо высчитывать отдельно.

Реальная длина может быть абсолютно любой, а вот расчетная длина, выражаясь другими словами, пролет балки (в данном случае плиты перекрытия) – совсем другое дело. Пролетом является расстояние между несущими стенами в свету. Это длина и ширина помещения от стенки до стенки, следовательно, определить пролет железобетонного монолитного перекрытия довольно просто. Следует измерить рулеткой либо другими подручными средствами данное расстояние. Реальная длина во всех случаях будет большей.

Железобетонная монолитная плита перекрытия может опираться на несущие стенки, которые выкладываются из кирпича, камня, шлакоблоков, керамзитобетона, пено- либо газобетона. В подобном случае это не очень важно, однако в случае, если несущие стенки выкладываются из материалов, которые имеют недостаточную прочность (газобетон, пенобетон, шлакоблок, керамзитобетон), также необходимо будет выполнить сбор некоторых дополнительных нагрузок.

Данный пример содержит расчет для однопролетной плиты перекрытия, которая опирается на 2 несущих стенки. Расчет плиты из железобетона, которая опирается по контуру, то есть на 4 несущих стенки, или для многопролетных плит рассматриваться в данном материале не будет.

Чтобы то, что было сказано выше, усваивалось лучше, следует принять значение расчетной длины плиты l = 4 м.

Вернуться к оглавлению

Определение геометрических параметров железобетонного монолитного перекрытия

Расчет нагрузок на плиту перекрытия считается отдельно для каждого конкретного случая строительства.

Данные параметры пока не известны, однако есть смысл их задать для того, чтобы была возможность произвести расчет.

Высота плиты задается как h = 10 см, условная ширина – b = 100 см. Условность в подобном случае означает то, что плита бетонного перекрытия будет рассматриваться как балка, которая имеет высоту 10 см и ширину 100 см. Следовательно, результаты, которые будут получены, могут применяться для всех оставшихся сантиметров ширины плиты. То есть, если планируется изготавливать плиту перекрытия, которая имеет расчетную длину 4 м и ширину 6 м, для каждого из данных 6 м необходимо применять параметры, определенные для расчетного 1 м.

Класс бетона будет принят B20, а класс арматуры – A400.

Далее происходит определение опор. В зависимости от ширины опирания плит перекрытия на стенки, от материала и веса несущих стенок плита перекрытия может рассматриваться как шарнирно опертая бесконсольная балка. Это является наиболее распространенным случаем.

Далее происходит сбор нагрузки на плиту. Они могут быть самыми разнообразными. Если смотреть с точки зрения строительной механики, все, что будет неподвижно лежать на балке, приклеено, прибито либо подвешено на плиту перекрытия – это статистическая и достаточно часто постоянная нагрузка. Все что ползает, ходит, ездит, бегает и падает на балку – динамические нагрузки. Подобные нагрузки чаще всего являются временными. Однако в рассматриваемом примере никакой разницы между постоянными и временными нагрузками делаться не будет.

Вернуться к оглавлению

Существующие виды нагрузок, сбор которых следует выполнить

Сбор нагрузок сосредоточен на том, что нагрузка может быть равномерно распределенной, сосредоточенной, неравномерно распределенной и другой. Однако нет смысла так сильно углубляться во все существующие варианты сочетания нагрузки, сбор которой производится. В данном примере будет равномерно распределенная нагрузка, потому как подобный случай загрузки для плит перекрытия в жилых частных домах является наиболее распространенным.

Сосредоточенная нагрузка должна измеряться в кг-силах (КГС) или в Ньютонах. Распределенная же нагрузка – в кгс/м.

Нагрузки на плиту перекрытия могут быть самыми разными, сосредоточенными, равномерно распределенными, неравномерно распределенными и т. д.

Чаще всего плиты перекрытия в частных домах рассчитываются на определенную нагрузку: q1 = 400 кг на 1 кв.м. При высоте плиты, которая равняется 10 см, вес плиты добавит к данной нагрузки еще порядка 250 кг на 1 кв.м. Керамическая плитка и стяжка – еще до 100 кг на 1 кв.м.

Подобная распределенная нагрузка будет учитывать практически все сочетания нагрузок на перекрытия в жилом доме, которые возможны. Однако стоит знать, что никто не запрещает рассчитывать конструкцию на большие нагрузки. В данном материале будет принято такое значение и, на всякий случай, следует умножить его на коэффициент надежности: y = 1.2.

q = (400 + 250 + 100) * 1.2 = 900 кг на 1 кв.м.

Будут рассчитываться параметры плиты, которая имеет ширину 100 см. Следовательно, данная распределенная нагрузка будет рассматриваться как плоская, которая действует по оси y на плиту перекрытия. Измеряется в кг/м.

Вернуться к оглавлению

Определения максимального изгибающего момента для нормального (поперечного) сечения балки

Для бесконсольной балки на двух шарнирных опорах (в данном случае – плита перекрытия, опирающаяся на стены, на которую действуют равномерно распределенные нагрузки) максимальный изгибающий момент будет посредине балки. Mmax = (q * l^2) / 8 (149:5.1)

Для пролета l = 4 м, Mmax = (900 * 4^2) / 8 = 1800 кг/м.

Необходимо знать, что расчет железобетонной арматуры по предельным усилиям согласно СП 52-101-2003 и СНиП 52-01-2003 основывается на следующих расчетных предпосылках:

Схема пустотелой армированной плиты перекрытия

  1. Сопротивление бетона растяжению следует принять равным 0. Подобное допущение производится на том основании, что сопротивление бетона растяжению гораздо меньше сопротивления растяжению арматуры (ориентировочно в 100 раз), следовательно, в растянутой зоне конструкции из железобетона могут образовываться трещины из-за разрыва бетона. Таким образом на растяжение в нормальном сечении работает только арматура.
  2. Сопротивление бетона сжатию следует принять равномерно распределенным по зоне сжатия. Оно принимается не более расчетного сопротивления Rb.
  3. Растягивающие максимальные напряжения арматуры следует принимать не более, чем расчетное сопротивление Rs.

Чтобы не допускать эффект образования пластического шарнира и обрушения конструкции, которое возможно при этом, соотношение E высоты сжатой зоны бетона у к расстоянию от центра тяжести арматуры к верху балки h0, E = y/h0, должно быть не более, чем предельное значение ER. Предельное значение должно определяться по следующей формуле:

ER = 0.8 / (1 + Rs / 700).

Это эмпирическая формула, которая основывается на опыте проектирования конструкций из железобетона. Rs – расчетное сопротивление арматуры в МПа. Однако стоит знать, что на данном этапе с легкостью можно обойтись и таблицей граничных значений относительной высоты сжатой зоны бетона.

Вернуться к оглавлению

Некоторые нюансы

Есть примечание к значениям в таблице, пример которой содержится в материале. Если сбор нагрузок для расчета выполняется не профессиональными проектировщиками, рекомендуется занижать значения сжатой зоны ER приблизительно в 1,5 раза.

Дальнейший расчет будет производиться с учетом a = 2 см, где a – расстояние от низа балки до центра поперечного сечения арматуры.

При E меньше/равно ER и отсутствии арматуры в сжатой зоне бетонную прочность следует проверять согласно следующей формуле:

B < Rb*b*y (h0 – 0.5y).

Физический смысл данной формулы несложен. Любой момент может быть представлен в виде действующей силы с некоторым плечом, следовательно, для бетона понадобится соблюдать вышеприведенное условие.

Проверка прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой с учетом E меньше/равно ER производится согласно формуле: M < RsAs (h0 – 0.5y).

Суть данной формулы следующая: по расчетам арматура должна выдержать нагрузку такую же, как и бетон, потому как на арматуру будет действовать такая же сила с таким же плечом, как и на бетон.

Плиты перекрытия с разными несущими способностями, от 400 кг/м2 до 2300 кг/м2.

Примечание по этому поводу. Подобная расчетная схема, которая предполагает плечо действия силы (h0 – 0.5y), дает возможность довольно легко и просто определить основные параметры поперечного сечения согласно формулам, которые будут приведены ниже. Однако стоит понимать, что подобная расчетная схема вовсе не единственная.

Расчет может быть произведен относительно центра тяжести сечения, которое было приведено. В отличие от металлических и деревянных балок, рассчитывать железобетон по предельным растягивающим либо сжимающим напряжениям, которые возникают в нормальном (поперечном) сечении балки из железобетона несколько сложно.

Железобетон является композитным и очень неоднородным материалом. Однако и это еще не все. Многочисленные экспериментальные данные сообщают о том, что предел прочности, текучести, модуль упругости и другие различные механические характеристики имеют несколько значительный разброс. К примеру, при определении бетонного предела прочности на сжатие одинаковые результаты не будут получаться даже тогда, когда образцы изготавливаются из смеси бетона одного замеса.

Связано это с тем, что прочность бетона будет зависеть от большого количества различных факторов: качества (степени загрязненности в том числе) и крупности заполнителя, способа уплотнения смеси, активности цемента, различных технологических факторов и так далее. Обращая внимание на случайную природу данных факторов, естественно считать предел бетонной прочности случайной величиной.

Высота сжатой зоны бетона при отсутствии в ней арматуры может определяться по следующей формуле:

y = Rs*As / Rb*b.

Для того, чтобы определить сечение арматуры, прежде всего необходимо определить коэффициент am:

am = M / Rb*b*h0^2.

Арматура в сжатой зоне не требуется при am < aR. Значение aR определяется по таблице.

В случае, если арматура в сжатой зоне отсутствует, сечение арматуры необходимо определять согласно следующей формуле:

As = Rb * b * h0 (1 – корень кв.(1 – 2am)) * l * Rs.

Вернуться к оглавлению

Подбор сечения арматуры

Расчетное сопротивление растяжению для арматуры A400 будет: Rs = 3600 кгс/см кв. (355 МПа). Расчетное сопротивление бетонному сжатию (класс B20) будет: Rb = 117 кгс/см кв. (11.5 МПа). Все остальные нагрузки и параметры для имеющейся плиты были определены ранее. Прежде всего с помощью формулы будет определено значение коэффициента am:

am = 1800 / (1 * 0.08^2 * 1170000) = 0.24038.

Арматуры имеет два размера, условный и реальный размеры.

В связи с тем, что момент был определен в кг/м и размер поперечного сечения удобно подставлять в метрах тоже, значение расчетного сопротивления будет приведено кг/м кв. для того, чтобы соблюдалась размерность.

Подобное значение меньше предельного для такого класса арматуры согласно таблице (0.24038 < 0.39). Соответственно, арматура в сжатой зоне по расчетам не нужна. Следовательно, по формуле площадь сечения арматуры, которая требуется:

As = 117 * 100 * 8 (1 – корень кв. (1 – 2 * 0.24038)) / 3600 = 7.265 кв.см.

В подобном случае использовались размеры поперечного сечения в сантиметрах. Значение расчетных сопротивлений при этом было в кг/см кв. для того, чтобы упростить вычисления.

Для армирования 1 п.м имеющейся плиты перекрытия следует использовать 5 стержней, которые имеют диаметр 14 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры будет 7.69 кв.см. Подбор арматуры достаточно удобно производится согласно следующей таблице.

Вернуться к оглавлению

Количество стержней для армирования монолитной железобетонной плиты перекрытия

Для того чтобы армировать плиту, есть возможность использовать 7 стержней, которые имеют диаметр 12 мм с шагом 140 мм. Есть и другой вариант – 10 стержней, которые имеют диаметр 10 мм и шаг 100 мм.

Прочность бетона проверяется согласно следующей формуле:

y = 3600 * 7.69 / (117 * 100) = 2.366 см.

E = 2.366 / 8 = 0.29575. Данное значение меньше, чем граничное 0.531 согласно формулам и таблице, помимо того, оно меньше рекомендуемого 0.531/1.5 = 0.354, то есть удовлетворяет всем имеющимся требованиям.

117 * 100 * 2.366 (8 – 0.5 * 2.366) = 188709 кг на см > M = 180000 кг на см, согласно формуле. 36

3600 * 7.69 (8 – 0.5 * 2.366) = 188721 кг на см > M = 180000 кг на см, согласно формуле.

Устройство пола поверх монолитной армированной плиты перекрытия

Все необходимые требования таким образом соблюдаются.

В случае, если класс бетона будет увеличен до B25, арматуры при этом будет необходимо меньшее количество, потому как для B25 Rb = 148 кгс/см кв. (14.5 МПа).

am = 1800 / (1 * 0.08^2 * 1480000) = 0.19003.

As = 148 * 100 * 10 (1 – корень кв. (1 – 2 * 0.19)) / 3600 = 6.99 кв.см.

Таким образом, для того, чтобы армировать 1 п.м имеющейся плиты перекрытия, все равно понадобится использовать 5 стержней, которые имеют диаметр 14 мм с шагом 200 мм либо продолжать подбирать сечение.

Стоит сделать вывод, что сами расчеты достаточно просты, помимо того, они не займут большое количество времени. Однако при этом формулы понятнее не становятся. Совершенно любую железобетонную конструкцию теоретически можно рассчитать, исходя из классических, то есть предельно простых и наглядных формул.

Вернуться к оглавлению

Сбор нагрузок – некоторый дополнительный расчет

Сбор нагрузок и расчет прочности монолитных плит перекрытия часто сводится к сравнению двух факторов между собой:

  • усилий, которые действуют в плитах;
  • прочностью армированных ее сечений.

Первое в обязательном порядке должно быть меньше, чем второе.

Определение в нагруженных сечениях моментных усилий. Моментных, потому что изгибающие моменты будут определять на 95% армирование изгибных плит. Нагруженные сечения – середина пролета или, выражаясь другими словами, центр плиты.

Изгибающие моменты в квадратной плите, которая не защемлена по контуру (пример – на кирпичные стены) по каждому направлению X и Y могут определяться: Mx = My = ql^2 / 23.

Для частных случаев можно получить некоторые определенные значения:

  1. Плита в плане 6х6 м – Mx = My = 1.9тм.
  2. Плита в плане 5х5 м – Mx = My = 1.3тм.
  3. Плита в плане 4х4 м – Mx = My = 0.8тм.

При проверке прочности считается, что в сечении имеется сжатый бетон сверху, а также растянутая арматура снизу. Они способны образовать силовую пару, которая воспринимает моментное усилие, приходящее на нее.

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

При создании домов с индивидуальной планировкой дома, как правило, застройщики сталкиваются с большим неудобством использования заводских панелей. С одной стороны, их стандартные размеры и форма, с другой – внушительный вес, из-за которого не обойтись без привлечения подъемной строительной техники.

Для перекрытия домов с комнатами разного размера и конфигурации, включая овал и полукруг, идеальным решением являются монолитные ж/б плиты. Дело в том, что по сравнению с заводскими они требуют значительно меньших денежных вложений как на покупку необходимых материалов, так и на доставку и монтаж. К тому же у них значительно выше несущая способность, а бесшовная поверхность плит очень качественная.

Почему же при всех очевидных преимуществах не каждый прибегает к бетонированию перекрытия? Вряд ли людей отпугивают более длительные подготовительные работы, тем более что ни заказ арматуры, ни устройство опалубки сегодня не представляет никакой сложности. Проблема в другом – не каждый знает, как правильно выполнить расчет монолитной плиты перекрытия.

Преимущества устройства монолитного перекрытия ↑

Монолитные железобетонные перекрытия причисляют к категории самых надежных и универсальных стройматериалов.

  • по данной технологии возможно перекрывать помещения практически любых габаритов, независимо от линейных размеров сооружения. Единственное при необходимости перекрыть больших пространств возникает необходимость в установке дополнительных опор;
  • они обеспечивают высокую звукоизоляцию. Несмотря на относительно небольшую толщину (140 мм), они способны полностью подавлять сторонние шумы;
  • с нижней стороны поверхность монолитного литья – гладкая, бесшовная, без перепадов, поэтому чаще всего подобные потолки отделывают только при помощи тонкого слоя шпаклевки и окрашивают;
  • цельное литье позволяет возводить выносные конструкции, к примеру, создать балкон, который составит одну монолитную плиту с перекрытием. Кстати, подобный балкон значительно долговечнее.
  • К недостаткам монолитного литья можно отнести необходимость использования при заливке бетона специализированного оборудования, к примеру, бетономешалок.

Внимание!

Устраивать монолитное перекрытие в доме из газобетона можно исключительно после установки дополнительных опор из бетона или железа. Что же касается деревянных построек, то использование такого типа литья запрещено.

Для конструкций из легкого материала типа газобетона больше подходят сборно-монолитные перекрытия. Их выполняют из готовых блоков, к примеру, из керамзита, газобетона или других аналогичных материалов, после чего заливают бетоном. Получается, с одной стороны, легкая конструкция, а с другой – она служит монолитным армированным поясом для всего строения.

Виды ↑

По технологии устройства различают:

  • монолитное балочное перекрытие;
  • безбалочное – это один из самых распространенных вариантов, расходы на материалы здесь меньше, поскольку нет необходимости закупать балки и обрабатывать перекрытия.
  • имеющие несъемную опалубку;
  • по профнастилу. Наиболее часто такую конструкцию используют для создания терасс, при строительстве гаражей и других подобных сооружений. Профлисты играют роль несгибаемой опалубки, на которую заливают бетон. Функции опоры будет выполнять каркас из металла, собранный из колонн и балок.

Обязательные условия получения качественного и надежного монолитное перекрытие по профнастилу:

  • чертежи, в которых указаны точнейшие размеры сооружения. Допустимая погрешность – до миллиметра;
  • расчет монолитной плиты перекрытия, где учтены создаваемые ею нагрузки.

Профилированные листы позволяют получить ребристое монолитное перекрытие, отличающееся большей надежностью. При этом значительно сокращаются затраты на бетон и стержни арматуры.

На заметку

Все монтажные работы выполняются по специально составленным технологическим картам на устройство монолитного перекрытия. Его еще называют основным технологическим документом, предназначенным как для строительных организаций и проектных бюро, так и для мастеров , непосредственно связанных с выполнением монолитных ж/б работ.

Расчет безбалочного перекрытия ↑

Перекрытие этого типа представляет из себя сплошную плиту. Опорой для нее служат колонны, которые могут иметь капители. Последние необходимы тогда, когда для создания требуемой жесткости прибегают к уменьшению расчетного пролета.

Полезно

Экспериментально было установлено, что для безбалочной плиты опасными нагрузками можно считать сплошную, оказывающую давление на всю площадь и полосовую, распределенную через весь пролет.

Расчет монолитной плиты, опертой по контуру ↑

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты. Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое. Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой А0n = M/bh20nRb. Соответственно получим:

  • А01 = 0.0745
  • А02 = 0.104

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметку

Для расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение. Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих. И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

  • при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз;
  • при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m2 = 0.49*m1.

Далее, для нахождения общего момента значения m1 и m2 необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m1. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η1, η2 и ξ1, ξ2. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

  • Fa1 = 3.845 кв. см;
  • Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

  • продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, Sсеч. – 3.93 кв. см;
  • поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, Sсеч. – 2.01 кв.см.


© 2020 stylekrov.ru

Конструкция пластинчатого теплообменника

В этой статье объясняется базовый расчет для конструкции теплообменника пластинчатого типа , например, температуры горячей и холодной жидкости, коэффициент теплопередачи, расчет площади теплопередачи и т. Д.

Расчет площади теплообмена пластинчатого теплообменника | Расчет ПТО

Основные концепции пластинчатого теплообменника : ( Пожалуйста, пройдите по ссылке ниже)

Теория, структура и функциональное описание пластинчатого теплообменника, работа и его применение в сахарной промышленности Процесс

Основные критерии для расчета конструкции пластинчатых и рамных теплообменников

При проектировании ПТО в основном требовалось два типа параметров — а) параметр процесса б) геометрические данные

Параметры процесса : В теплообменнике в основном осуществляется теплообмен от горячей жидкости к холодной

Параметры горячей жидкости

  • Расход
  • Температура на входе
  • Температура на выходе
  • Плотность
  • Теплопроводность
  • Удельная теплоемкость
  • Фактор загрязнения

Параметры холодной жидкости

  • Расход
  • Температура на входе
  • Температура на выходе
  • Плотность
  • Теплопроводность
  • Удельная теплоемкость
  • Фактор загрязнения

Геометрические данные

  • Длина пластины
  • Ширина плиты
  • Угол гофра
  • Толщина листа
  • Фактор увеличения пластины
  • Амплитуда гофра
  • Конфигурация потока

Общий коэффициент теплопередачи (OHTC) является очень важным фактором при проектировании пластинчатого теплообменника Конструкция
Агрегаты OHTC — Ккал / час / м 2 / ° C или кВт / м 2 / ° С,

Это в основном зависит от следующих параметров

a) Сопротивление пленки холодной жидкости

б) Сопротивление пленки горячей жидкости

c) Сопротивление пластины — Согласно MOC (материал конструкции) пластины

г) Устойчивость к шкале.(фактор загрязнения)

д) Скорость горячей и холодной жидкости внутри нагревателей

Для получения дополнительной информации о расчете коэффициента теплопередачи перейдите по ссылке ниже

Расчет коэффициента теплопередачи трубчатого нагревателя жидкость-жидкость

Основные понятия общего коэффициента теплопередачи

Пример определения температуры холодной жидкости на выходе

С

S. No. Описание Формула ЕД Значения
А Горячая сторона (горячая вода)
1 Массовый расход Qh кг / час 120000
2 Удельная теплоемкость Cw ккал / кг / ° C 1
3 Температура на входе Ti ° С 75
4 Температура на выходе по ° С 50
5 Теплообменник H = Qh x Cw x (Ti — To) Ккал / час 3000000
Б Холодная сторона (тростниковый сок)
1 Массовый расход Qc кг / час 160000
2 Удельная теплоемкость Cp ккал / кг / ° C 0.93
3 Температура на входе ти ° С 35
4 Температура на выходе к = ti + [H / (Qc x Cp)] ° С 55

Пример оценки требуемого расхода пара для достижения требуемой температуры на выходе холодной жидкости.

С

S. No. Описание Формула ЕД Значения
А Холодная сторона (тростниковый сок)
1 Массовый расход Qc кг / час 270000
2 Удельная теплоемкость Cp ккал / кг / ° C 0.95
3 Температура на входе ти ° С 95
4 Требуемая температура на выходе по ° С 110
5 Теплообменник H = Qh x Cw x (to — ti) ккал / час 3847500
Б Горячая сторона (насыщенный пар)
1 Температура пара телевизор ° С 112
2 Скрытая теплота пара λ (согласно таблице пара) ккал / кг / ° C 531
3 Расход пара Qh = H / λ (Не учитывается явная теплота конденсата) кг / час 7243

Онлайн-стол для насыщенного пара

Нажмите здесь

Пример расчета площади теплообмена пластинчатого теплообменника

С

С

С.№ Описание Формула ЕД Значения
А Горячая сторона (горячая вода)
1 Массовый расход Qh кг / час 120000
2 Удельная теплоемкость Cw ккал / кг / ° C 1
3 Температура на входе Ti ° С 75
4 Температура на выходе по ° С 55
5 Теплообменник Qh x Cw x (Ti — To) ккал / час 2400000
Б Холодная сторона (тростниковый сок)
1 Массовый расход Qc кг / час 160000
2 Удельная теплоемкость Cp ккал / кг / ° C 0.93
3 Температура на входе ти ° С 35
4 Температура на выходе по ° С 51
5 Теплообменник Qc x Cp x (to — ti) Ккал / час 2400000
К Средняя логарифмическая разница температур ∆T m (LMTD)
1 ∆T к-ти ° С 16.1
2 ∆Ti ти-К ° С 23,9
3 ∆To к — Ti ° С 20,0
4 ∆T м ∆Ti — ∆To / [Ln (∆Ti / ∆To)] 21,9
D Коэффициент теплопередачи Ккал / ч / м 2 / o C 1800
E Поверхность нагрева Qh x Cp x ∆T = K x S x ∆Tm м 2 60.9

plate type heat exchanger design calculation

Статьи по теме

Окончательное хранение мелассы | Концепции проектирования кожухотрубных охладителей мелассы

Конструкция кожухотрубного многопроходного теплообменника | Расчет конструкции трубчатого нагревателя сока с помощью онлайн-калькулятора

Напорная головка | Скорость головы | Расчет статической высоты всасывания НАСОСА

Законы родства Энергосбережение | Онлайн-калькулятор закона сродства к насосу

Расчет конструкции вертикального охлаждающего кристаллизатора на сахарном заводе

Благодарим за чтение статьи «Расчет конструкции пластинчатого теплообменника».Надеюсь, вам понравилось. Оставляйте отзывы, комментарии и, пожалуйста, поделитесь ими

.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection.description.length}} / 500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$ item}}

{{l10n_strings.PRODUCTS}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}}

{{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection.description.length}} / 500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$ item}}

{{l10n_strings.PRODUCTS}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}}

{{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

.

Испытание плиты нагрузкой для расчета несущей способности и оседания грунта

Что такое испытание под нагрузкой на пластину?

Испытание плиты под нагрузкой проводится на месте для определения предельной несущей способности грунта и осадки фундамента под нагрузками для глинистых и песчаных грунтов. Итак, испытание под нагрузкой плиты полезно для выбора и проектирования фундамента. Для расчета безопасной несущей способности применяется соответствующий запас прочности.

Аппарат для испытания плиты нагрузкой на грунт

  • Пластина из мягкой стали
  • Домкрат гидравлический
  • Опорная балка или реакционная ферма
  • Циферблат
  • Инструменты для земляных работ

Процедура испытания плиты нагрузкой на грунт

В земле вырывается котлован, в который закладывается фундамент.Размер ямы обычно в 5 раз превышает размер тарелки. Глубина выкапывания должна быть равна предлагаемой глубине фундамента.

Используемая пластина изготовлена ​​из мягкой стали. Он может быть квадратным (0,3 м x 0,3 м) или круглым (диаметр 0,3 м) и толщиной 25 мм.

После выемки котлована в центре выкопанного котлована выкапывается отверстие толщиной «Dp» из стальной пластины и укладывается в него пластина.

Толщина пластины Dp рассчитывается по формуле

ниже.

После размещения пластины в центральном отверстии гидравлический домкрат устанавливается наверху пластины для приложения нагрузки.Для гидравлического домкрата предусмотрена противодействующая балка или реакционные фермы. В противном случае создается нагруженная платформа (с использованием мешков с песком и т. Д.) На верхней части гидравлического домкрата и обеспечивает реакцию.

После этого прилагается усилие посадки 7 кН / м. 2 прикладывается, чтобы установить пластину, и через некоторое время отпускается. Теперь нагрузка прикладывается с шагом 20% от безопасной нагрузки.

Циферблатные индикаторы расположены внизу для регистрации расчетных значений. Через 1 минуту, 5 минут, 10 минут, 20 минут, 40 минут и 60 минут и после этого для каждого часового интервала наблюдается и отмечается оседание.Наблюдения производятся до тех пор, пока не произойдет полная осадка 25 мм.

В случае нагрузки реактивной фермы, ферма устанавливается на домкрате, и обе стороны фермы крепятся к земле с помощью прочной опоры. Два конца фермы нагружаются равномерно, затем ферма преобразует нагрузку в плиту и происходит оседание.

Нагрузка применяется с шагом 2 кН через каждый интервал. Расчет осуществляется через разные промежутки времени, как указано в методе выше. Для глинистых почв наблюдения ведутся до тех пор, пока скорость осадки не станет равной 0.2 мм в час.

Расчет несущей способности при испытании пластины под нагрузкой

На основе результатов, полученных при испытании на нагрузку на плиту, строится логарифмический график между нагрузками, приложенными к соответствующей осадке. Нагрузка принимается по оси абсцисс, а расчетная нагрузка — по оси ординат.

Из графика мы можем узнать значение предельной нагрузки для плиты, которое равно соответствующему осадку 1/5 -го ширины плиты.

Кривая разрывается в одной точке, нагрузка, соответствующая этой точке разрыва, считается предельной нагрузкой для листа.По этой предельной нагрузке на плиту мы можем определить значение предельной несущей способности и безопасной несущей способности грунта для фундамента.

Расчет несущей способности глинистых грунтов

Предельная несущая способность = предельная нагрузка на плиту

Т.е. q u (f) = q u (p)

Расчет несущей способности песчаных грунтов

Предельная несущая способность = предельная нагрузка на плиту x {Ширина углубления (B f ) / Размер плиты (B p )}

q u (f) = q u (p) x B f / B p

Наконец, безопасная несущая способность = предельная несущая способность / запас прочности

Коэффициент запаса прочности от 2 до 3.

Расчет осадки фундамента по испытанию пластиной нагрузки

Мы также можем рассчитать осадку для данной нагрузки из испытания нагрузки на пластину следующим образом

Расчет осадка фундамента на глинистых грунтах

Осадка фундамента (s f ) = s p x B f / B p

Расчет осадка фундамента на песчаных грунтах

Осадка фундамента (s f ) = s p [{B f (B p + 0.3)} / {B p (B f + 0,3)}] 2

Где B f и B p — ширина фундамента и плиты.

Подробнее о различных испытаниях на почве

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*