Нагрузка на перекрытие жилого дома (кг/м²): какой вес выдерживают разные виды плит

Многие параметры будущего дома зависят от характеристик ж/б плит перекрытия. Нагрузка на перекрытие жилого дома, кг м², станет ограничителем, например, предельного веса крыши; она же подскажет, какой отделочный материал можно выбрать. Разбираемся в особенностях и разновидностях строительных панелей, как определить, какую нагрузку они выдержат без деформации.

Разновидности ж/б изделий

При разработке любого проекта в число первоначальных входит задача обеспечения жесткости каркаса строения. Не последнюю роль в ее решении играет прочность будущих перекрытий, горизонтальных элементов, разделяющих этажи и принимающих на себя нагрузки сверху.

Каждое перекрытие складывается из плит, плоских ж/б изделий. В расчетах прочности важно понимать, какой вес выдержит плита перекрытия как единица конструкции. Для организации перекрытий применяются три вида ж/б плит:

• Полнотелые (монолитные). Ж/б продукция сплошного сечения; отличается значительным весом, используется при возведении высотных зданий и производственных объектов.
• Ребристые. Изделия с продольными ребрами жесткости. Повышенные прочностные характеристики позволяют применять их в промышленном и высотном строительстве. В частном домостроении используются редко, из-за сложностей с отделкой.
• Пустотные. По всей длине изделия проходят технологические отверстия, благодаря которым снижается нагрузка на фундамент и стены, уменьшаются транспортные расходы и стоимость перекрытия в целом.

Способность выдерживать ту или иную нагрузку зависит от марки цемента, использовавшегося при изготовлении. Например, если был выбран цемент М300 или М400, плиту можно нагружать до 400 кгс/м². Однако нужно помнить, что этот параметр описывает не постоянную, а временную нагрузку.

Характеристики пустотных плит (ПП)

Первые две разновидности плит используют на объектах, где прогнозируются значительные нагрузки на конструкцию. Для ПП характерен сравнительно небольшой вес и приемлемая стоимость. Поэтому они применяются как для перекрытия пролетов жилых и общественных строений, так и в частном строительстве, и обладают следующими характеристиками:

• Высоким качеством и расчетными параметрами надежности, так как изготавливаются на производстве с соблюдением требований ГОСТ 9561-91.

• Кроме строительных задач улучшают тепло- и звукоизоляцию постройки. Количество и положение пустот рассчитывается определенным образом, и несущие свойства не страдают.
• Габариты распределяются следующим образом: длина 1,18-9,7 м, ширина 0,99-3,5 м.
• В частном строительстве популярностью пользуется формат шириной до 1,5 м и длиной 6 м.
• В зависимости от толщины различают стандартные (220 мм) и облегченные (160 мм) ПП.
• По способу производства различают ПК и ПБ плиты.
• Для доставки и установки нужна спецтехника.

ПП перекрытия практически не имеют конкурентов среди других решений, поэтому их используют на большинстве строек. Монолитные ж/б конструкции уступают им в технологичности, ведь их изготовление отнимает много сил и времени. Деревянные балки уступают по прочности и эксплуатационному ресурсу.

Чем отличаются ПК и ПБ плиты перекрытий

На производстве используется два способа изготовления ПП:

• ПК. Применяется старая (первоначальная) опалубочная технология: бетонная смесь заливается в металлическую опалубку. Ж/б плиты изготавливаются по единой документации, кроме пустот они имеют монтажные петли.
• ПБ (иногда ППС). Используется технология непрерывного безопалубочного формования. Бетонная заготовка формуется на стендах непрерывным способом; когда бетон наберет прочность, полуфабрикат режут на части нужных размеров. Единая документация для выпуска стендовых изделий отсутствует; на производстве пользуются рабочими чертежами от поставщика оборудования.

Технология накладывает следующие ограничения на характеристики ПП:

• Толщина традиционных ПК 160 или 220 мм. У ПБ она составляет от 160 до 330 мм, что определяется особенностями проекта.
• Габариты заготовок имеют определенный шаг. У плит ПК он кратен 30 см, у ПБ – кратен 10 см.
• В производстве используется марка бетона, соответственно, М200 (ПК) и от М-400 до М-550. Изделия, изготовленные на стендах, выглядят более гладкими и ровными, так как разглаживаются экструдером.

Традиционные ПП выдерживают нагрузку до 800 кгс/м², хотя на некоторых заводах под заказ изготавливают плиты на 1250 кгс/м². У стендовых панелей стандарт также 800 кгс/м². Но, если необходимо, технология позволяет изготовить более (или менее) прочный строительный материал в диапазоне 300-1600 кгс/м².

Значение 8 кгс/дм² – стандарт для большинства ПП, так как оно является требованием СНиП к нагрузкам на плиты данного вида. Это же значение используется при расчете нагрузки на пустотные плиты перекрытия в таблицах и справочниках.

Для армирования всех видов изделий используется нержавеющая сталь с высокими антикоррозийными свойствами; благодаря армированию бетон получает высокую несущую способность. Кроме того, металл устойчив к температурным колебаниям в широких пределах (от –40 до +50°), что подходит для многих климатических зон.

Как маркируют ПП

На последнем этапе производства бетонную продукцию маркируют по государственному стандарту. Маркировка имеет вид буквенно-цифровой аббревиатуры; в ней зашифрованы типоразмеры панели, указана предельная нагрузка.

Например, маркировка ПК 38-10-8 сообщает о следующем:

• ПП изготовлена по опалубочной технологии.
• Длина панели составляет 3780 мм (для упрощения записи округляется до 38 дм).
• Ширина 990 мм округляется и прописывается в дм (число 10).
• Изделие рассчитано на стандартную нагрузку 800 кгс/м² (цифра 8).

Маркировка 1 ПБ2,2 63.15.8.К7.п.к содержит следующую информацию:

• Цифра 1 – индекс, указывающий на наличие в ПП выреза конкретной конфигурации.
• ПБ2,2 – многопустотная плита перекрытия толщиной 220 мм. Изготовлена методом непрерывной безопалубочной формовки.
• 63 – длина плиты в дм (округленное значение).
• 15 – ширина в дм (округленно).
• 8 – панель рассчитана на нормативную нагрузку 800 кгс/м² при ее равномерном распределении и без учета собственного веса.
• К7 – рабочая арматура нижней зоны плиты.
• п – наличие монтажных петель (буква «а» говорит о наличии анкеров).
• к – в верхнем поясе имеются выборки бетона (используется в каркасном домостроении).

Какие нагрузки действуют на ПП внутри конструкции

Перед тем, как провести расчет нагрузки пустотной плиты перекрытия, необходимо разобраться, какие силы действуют в конструкции, и какого рода давление они оказывают. Важно понимать, что нас всегда интересует допустимая нагрузка, то есть та, которая не вызывает деформации (прогиба) панели.

Если посмотреть на любое бетонное перекрытие между этажами, то можно выделить три части:

• Верхняя часть, пирог из стяжки, утепления и финишной отделки пола и мебель, стоящая на полу.
• Основа конструкции, ж/б панели.
• Нижняя часть, отделка потолка. Сюда же входят потолочные светильники.

Все, что находится сверху и снизу, создает нагрузки двух видов:

• Статическую (постоянную) нагрузку создают неподвижные элементы, от материалов до предметов, в том числе стоящих, висящих или прибитых к стене.
• Динамическая (временная) нагрузка появляется при движении людей и животных, при перемещении предметов по полу второго этажа.

По месту приложения нагрузки (а это не что иное, как точки и площади приложения сил) делятся на два вида:

• Точечная (сосредоточенная). Примером могут служить подвешенные к потолку качели.

• Распределенная (равномерная). Ее создает, например, натяжной потолок, поскольку он крепится во многих точках (через равные промежутки).

Иногда говорят еще о неравномерной нагрузке (тяжелая мебель у одной из стен комнаты). При таком разнообразии распределения сил актуальным остается расчет распределенных и точечных нагрузок на плиту перекрытия.

В строительной практике принято использовать ж/б ПП с запасом несущей способности (больше, чем предлагают расчеты для конкретного проекта). Запас прочности необходим во всех случаях. Благодаря ему перекрытие, сложенное из пустотелых плит, спокойно выдерживает дополнительные нагрузки, описанные выше, а риск обрушения конструкции сводится к минимуму.

Какая методика используется при расчетах

Если нужно определить, какой будет максимальная нагрузка на плиту перекрытия в кирпичном (или любом другом) доме, в первую очередь подготавливают чертеж строения. Он должен быть выполнен в соответствии со строительными нормативами.

Принцип вычислений прост:

• Сначала, согласно чертежу, рассчитывают вес всего, что будет создавать нагрузку на ПП перекрытия. Это, например, стяжка и перегородки, декоративная отделка и утеплитель пола (чертеж нужен для определения площади стен и пола).
• Полученную цифру делят на количество ПП, из которых будет сложено перекрытие.

Вычисления ведутся с учетом следующих правил:

• Всегда предполагается, что середина ПП не будет принимать на себя большой вес, даже если под центральной частью запланирована капитальная стена.
• Расчет нагрузок на ПП выполняют на каждый погонный метр.
• Вес отделочных и строительных материалов считают в килограммах.
• Нагрузка любого вида рассчитывается в килограмм-силах или Ньютонах на квадратный метр (кгс/м²).

Как вычислить нагрузку

Чтобы узнать, какой вес выдерживает бетонная плита, начинают с определения ее собственного веса. Примером послужит ПП, часто применяемая в строительстве, с маркировкой ПК-60-15-8. Маркировка позволяет определить параметры:

• Вес плиты: 2,85 тонны или 2850 кг.
• Площадь несущей поверхности находят перемножением длины (5,9 м) и ширины (1,49 м); округленно получается 9 квадратных метров.

• По нормативам СНиП максимально допустимая нагрузка составляет 800 кг на 1 м². Значит, данная ПП выдерживает вес в 9х800=7200 кг. Из полученного числа убираем вес самой плиты (2850 кг), получаем допустимую нагрузку в 4350 кг.
• Необходимо узнать, сколько будут весить строительные материалы напольного пирога на втором этаже. Принятое среднее значение – 150 кг на квадрат. Общий вес готового пола составит: 9х150=1350 кг.
• Определяем допустимую нагрузку окончательно: 4350-1350=3000 кг на всю плиту и 300/9=333 кг на квадратный метр.

Теперь можно обратиться к СНиП. По стандарту на все виды нагрузки (статическая, динамическая) отводится 150 кг на квадрат площади ПП. В данном случае имеем излишек в 183 кг на квадратный метр (333-150). Дополнительные килограммы можно оставить как запас прочности, или использовать для возведения межкомнатных перегородок, или каких-то декоративных конструкций.

Иногда расчеты показывают, что нагрузка оказалась выше максимально допустимого значения. В этом случае решением может стать выбор облегченной конструкции пола или отказ от декора.

Коротко о главном

Пустотные плиты перекрытия широко используются при возведении частных домов. Они разнообразны по типоразмерам, и подходящий материал выбирают, основываясь на размерах и несущей способности. Последний критерий определяют после расчета нагрузок на все плиты перекрытия. Проектные работы выполняют, основываясь на заводской маркировке изделий.