Как рассчитать нагрузку на бетонный пол

Требуется определить толщину бетонного подстилающего слоя пола в машино-стоительном цехе при нагрузках от станков автоматизированной линии и автомобилей ЗИЛ-164. Схема расположения нагрузок приведена на рис. 1в’, 1в», 1в»’. Центр следа колеса автомобиля находится на расстоянии 50 см от края следа станка. Вес станка в рабочем состоянии Рр = 150 кН распределяется равномерно по площади следа прямоугольной формы длиной 260 см и шириной 140 см.

Покрытием пола является упрочнённая поверхность подстилающего слоя. Грунт основания — супесь. Основание находится в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод

Определим расчётные параметры.

Для автомобиля ЗИЛ-164, имеющего две оси с нагрузкой на колесо 30,8 кН, расчётная нагрузка на колесо по формуле (6):

Площадь следа колеса у автомобиля ЗИЛ-164 равна 720 см 2

Для супесчаного грунта основания, находящегося в зоне капиллярного поднятия грунтовых вод, по табл. 2.2 К = 30 Н/см 3 . Для подстилающего слоя примем бетон класса по прочности при сжатии В22,5. Тогда для машиностроительного цеха, где на полы установлена автоматизированная линия (согласно п. 2.2 группа IV), при одновременном действии неподвижных и динамических нагрузок по табл. 2.1 Rδt = 0,675 МПа, Еб = 28500 МПа.

Зададимся ориентировочно h = 10 см, тогда по п. 2.10 принимаем l = 53,6 см. В этом случае расстояние от центра тяжести следа колеса автомобиля до края следа станка равное 50 см I = M + ΣMi = 2755,5 — 758,05 = 1997,45 Н·см/см

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

Расчёт 2Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе σр II для расчётного центра O1при направлении ОУ перпендикулярно длинной стороне следа станка (рис. 1в»). Разделим площадь следа станка на элементарные площадки согласно п. 2.18. Совместим с расчётным центром O1центр тяжести элементарной площадки квадратной формы с длиной стороны ар = bр = 140 см.

Определим нагрузки Рi, приходящиеся на каждую элементарную площадку по формуле (15), для чего сначала определим площадь следа станка F = 260·140 = 36400 см 2 ;

Для определения изгибающего момента М от нагрузки Р вычислим для элементарной площадки квадратной формы с центром тяжести в расчётном центре O1значения α = β = ар/l = bр/l = 140/53,6 = 2,61 и с их учётом по табл. 2.4 найдём K1 = 36,0; исходя из указаний п. 2.14 и формуле (9) вычисляем:

Определим суммарный изгибающий момент ΣМi, от нагрузок, расположенных вне расчётного центра O1. Расчётные данные приведены в табл. 2.10.

Расчётные данные при расчётном центре O1 и направлении оси ОУ, перпендикулярном длинной стороне следа станка

I xi yi xi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi , кН ni кол-во нагрузок Мi = ni · К4·Pi
2,24 9,33 36,96 363,3
1,86 0,65 -17,22 17,31 -1192,3
ΣМi = -829,0 Н·см/см

Расчётный изгибающий момент от колеса автомобиля и станка по формуле (13):

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

Расчёт 3Определим напряжение растяжения в бетоне плиты при изгибе σр III для расчётного центра O2 (рис. 1в»’). Разделим площадь следа станка на элементарные площадки согласно п. 2.18. Определим нагрузки Рi, приходящиеся на каждую элементарную площадку, по формуле (15).

Определим изгибающий момент от нагрузки, создающейся давлением колеса автомобиля, для чего найдём ρ = rр/l = 15/53,6 = 0,28; по табл. 2.6 найдём К3 = 112,1. По формуле (11): М = К3·Рр = 112,1·36,96 = 4143,22 Н·см/см.

Определим суммарный изгибающий момент ΣМi от нагрузок, расположенных вне расчётного центра O2. Расчётные данные приведены в табл. 2.11.

Расчётные данные при расчётном центре O2

I xi yi xi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi , кН ni кол-во нагрузок Мi = ni · К4·Pi
1,21 40,97 4,9 200,75
1,87 16,36 6,6 107,98
2,89 2,89 11,5 33,24
0,75 1,21 19,1 4,9 187,18
0,75 1,87 8,44 6,6 111,41
0,75 2,89 1,25 11,5 28,75
1,77 1,21 -10,78 8,7 -187,57
1,77 1,87 -5,89 11,5 -135,47
1,77 2,89 -2,39 20,2 -96,56
ΣМi = 249,7 Н·см/см

Расчётный изгибающий момент от колеса автомобиля и станка по формуле (13):

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

более Rδt = 0,675 МПа, вследствие чего повторим расчёт, задавшись большим значением h. Расчёт проведём только по схеме загружения с расчётным центром O2, для которой значение σр III в первом расчёте получилось наибольшим.

Для повторного расчёта ориентировочно зададимся h = 19 см, тогда по п. 2.10 принимаем l = 86,8 см; ρ = rр/l =15/86,8 = 0,1728; К3 = 124,7; М = К3·Рp= 124,7·36,96 = 4608,9 Н·см/см.

Определим суммарный изгибающий момент от нагрузок, расположенных вне расчётного центра O2.Расчётные данные приведены в табл. 2.12.

Расчётные данные при повторном расчёте

I xi yi xi/l yi/l К4 по табл. 2.7 Pi , кН ni кол-во нагрузок Мi = ni · К4·Pi
0,75 76,17 4,9 373,23
1,15 44,45 6,6 293,37
1,79 18,33 11,5 210,79
0,46 0,75 48,36 4,9 473,93
0,46 1,15 32,39 6,6 427,55
0,46 1,79 14,49 11,5 333,27
1,09 0,75 1,84 8,7 32,02
1,09 1,15 3,92 11,5 90,16
1,09 1,79 2,81 20,2 113,52
ΣМi = 2347,84 Н·см/см.
Читайте также:  Как просверлить керамическую раковину под смеситель видео

Напряжение растяжения в плите при изгибе по формуле (7):

Полученное значение σр = 0,67 МПа отличается от Rδt = 0,675 МПа менее чем на 5%. Принимаем подстилающий слой из бетона класса по прочности на сжатие В22,5 толщиной h = 19 см.

Дата добавления: 2015-05-28 ; просмотров: 776 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Хозяйственные постройки и сооружения из тяжелого бетона, такие как: погреб, бассейн, площадка под стоянку автомобиля, отмостка, стяжка пола и площадка перед входной группой дома, как правило, возводятся без разработки проекта.

Поэтому один из основных вопросов который интересует непрофессионального застройщика – это вопрос, какой должна быть толщина бетона площадки под машину, толщина бетона для теплого пола, а также толщина бетонных стен погреба или бассейна. Рассмотрим толщину конструкций этих распространенных видов бытовых и хозяйственных сооружений подробнее.

Толщина бетона для площадки под машину

Существует расхожее мнение, что толщина покрытия под те или иные цели в первую очередь зависит от веса автомобиля. На самом деле это не совсем так. Давайте рассчитаем величину нагрузки «на сжатие» (удельное давление) которое испытывает плита бетона от самой тяжелой легковой машины – внедорожника Jeep Cherokee, 2,8 CRD, массой 2520 кг. Определяем удельную нагрузку на бетон:

  • Исходные данные для расчета: вес машины 2520 кг, ширина шины 23,5 см, количество шин 4 шт., габариты площади пятна контакта шины с бетоном 23,5х40 см (примерно).
  • Определяем площадь давления: 23,5х40х4=3760 см2.
  • Определяем удельное давление: 2520/3760=0,67 кг/см2.

Аналогичным методом, зная ширину колеса, количество колес и размеры отпечатка, можно определить удельное давление на бетон создаваемое любой машиной.

Однако! Самая ходовая марка тяжелого бетона М150, используемая для строительства таких сооружений как открытая площадка под машину и пол в гараже, выдерживает давление до 150 кгс/см2. Как следует из приведенного выше расчета, имеется большой запас прочности.

Поэтому удельным давлением, создаваемым любой легковой машиной можно пренебречь и рассмотреть необходимую толщину бетона под машину и толщину бетона в гараже с другой стороны.

При постановке машины на площадку или в гараж бетонная плита и бетонный пол испытывают, в том числе динамическую изгибающую нагрузку от веса движущейся машины. Как известно прочность бетона на изгиб в 8-10 раз меньше чем прочность на сжатие. Другими словами, толщина слоя бетона должна быть достаточной чтобы плита не раскололась под воздействием комплекса сил: динамических изгибающих и статических сжимающих.

Здесь можно воспользоваться практическим опытом и техническими требованиями ГОСТ 10180-2012 в части габаритов контрольных образцов бетона для лабораторных испытаний на сжатие и изгиб. Минимальный размер кубика для испытания на сжатие и изгиб по ГОСТ 10180-2012 – 100х100 мм. Точно такая же цифра фигурирует во всех практических отчетах опытных строителей.

Таким образом, толщина бетона под автомобиль (наружной площадки и пола в гараже) должна быть минимум 100 мм. Это самый оптимальный вариант.

Для надежности, плиту и пол рекомендуется армировать стальной проволокой или стальной арматурой.

Толщина бетона для пола

Толщина бетонной стяжки пола зависит от величины механического воздействия и оговаривается требованиями нормативного документа – СНиП 2.03.13-88:

  • Очень высокий уровень механической нагрузки на поверхность пола: 50 мм.
  • Большая нагрузка: 40 мм.
  • Умеренное воздействие: 30 мм.
  • Слабое воздействие 20 мм.

В практике строительства бетонных полов в квартирах, домах и придомовых постройках толщина заливки бетона по умолчанию принимается от 30 до 40 мм.

В последнее время частные дома оснащаются теплыми полами. При этом теплые полы бывают с электрическим и водяным подогревом. В первом случае конструкция нагревается специальными проводом, а во втором горячей водой циркулирующей по трубопроводам, находящимся в толще пола. Поэтому расчет толщины бетона для теплого пола производится индивидуально в зависимости от диаметра трубопровода или диаметра нагревательного провода.

В общем случае расчет следующий: 20-30 мм бетона под укладку нагревательных элементов +диаметр провода (6-7 мм) или диаметр трубы (обычно 22 мм, полудюймовая водогазопроводная труба)+20-40 мм (бетонной стяжки над нагревательным элементом).

Получается что для «электрического теплого пола толщина стяжки составляет в среднем 46-76 мм, а для «водяного» теплого пола 62-92 мм.

Толщина стен погреба из бетона

Подземное овощехранилище, возведенное из бетона – один из самых бюджетных вариантов при всех прочих равных условиях: долговечности и функциональности.

Так, если для строительства кирпичного погреба могут потребоваться услуги квалифицированного каменщика, обустроить бетонный погреб можно своими руками и тем самым сэкономить на дорогостоящем наемном труде.

При этом очень важным вопросом, от которого зависит конечная стоимость строительства сооружения, является вопрос оптимальной толщины стен овощехранилища.

Оптимальная толщина стен подземного погреба обустроенного в сухом грунте с низким стоянием грунтовых вод составляет 150 мм с обязательным вертикальным армированием. В этом случае стены не испытывают серьезных механических нагрузок, поэтому величина 150 мм, принимается исходя конструктивных соображений и удобства заливки.

При обустройстве сооружения во влажных грунтах с высоким стоянием грунтовых вод, стенки погреба в зимнее время испытывают достаточно серьезную нагрузку от пучения грунта. В этом случае толщина стен должна быть минимум 250 мм, также с обязательным вертикальным армированием.

Указанные величины подтверждаются практическим опытом строительства и эксплуатации бытовых подземных сооружений габаритами от 2х2 до 4х4 метра в плане.

Читайте также:  Как подключить флешку к телевизору sony

Толщина стенки бассейна из бетона

Монолитный бетонный бассейн – это дорогостоящее сооружение. При этом цена бетона для заливки чаши сооружения, является одной из основных статей себестоимости строительства. Правильный расчет необходимого количества строительного материала дает возможность заказать оптимальное количество бетона и свести затраты на заливку чаши к минимально возможному «минимуму» при всех прочих равных условиях.

В части оптимальной толщины стенок бассейна нет требований нормативных документов, как в случае с толщиной бетона для площадки стяжки пола. Поэтому приходится пользоваться эмпирическими данными, полученными от опытных застройщиков подобных сооружений.

При обязательном горизонтальном и вертикальном армировании, толщина стенок бассейна, полученная эмпирическим способом и проверенная практикой, должна быть не менее 200-250 мм. Увеличение толщины стенки бассейна выше 250 мм ведет к неоправданному, довольно значительному увеличению стоимости строительства.

Чем измерить толщину?

Многих частных застройщиков, которые заказали строительство рассмотренных в этой статье сооружений компаниям или частным лицам, и не имеющим возможности наблюдать за работой лично, интересует вопрос контроля качества работ в части соблюдения подрядчиками проектной толщины бетона.

В этом случае понадобится прибор для измерения толщины бетона. Учитывая высокую стоимость подобного оборудования(250-260 тысяч рублей), есть смысл взять его в аренду на время проведения приемочных испытаний.

Толщиномер бетона TC300

Одним из оптимальных вариантов оборудования для контроля толщины бетонных сооружений является прибор «Толщиномер бетона TC300». Стоимость аренды подобных приборов доступна и находится в пределах 300-500 рублей в сутки с внесением соответствующего возвращаемого денежного залога.

Заключение

Подводя итог данному повествованию, стоит отметить, что при создании этой статьи учитывался успешный личный опыт строительства бетонных сооружений автора публикации и успешный опыт его коллег по бизнесу заслуживающих доверия.

Полы из бетона хорошо зарекомендовали себя в помещениях с большими нагрузками (склады, гаражи). Хотя технология изготовления является непростой, их можно изготавливать самостоятельно. В данной статье будет подробно рассмотрено устройство бетонных полов и их особенности.

На фото – схема бетонного пола

Общие сведения

Как и на любые изделия, существует и СНиП на бетонные полы, которые должны соответствовать определенным нормам и стандартам, основываясь на такие характеристики, как:

  • срок службы;
  • уровень устойчивости к воздействию агрессивной среды;
  • нагрузка на бетонный пол должна соответствовать указанной в проекте.

Исполнительная съемка бетонного пола проводится с помощью лазерного нивелира

Получению поверхности, который будет идеально соответствовать всем вышеперечисленным требованиям, предшествуют два основных требования:

  1. Все используемые материалы должны быть хорошего качества.
  2. Во время процесса изготовления бетона необходимо тщательно соблюдать технологию.

Основные этапы

Технология устройства бетонных полов включает в себя четыре основных стадии:

  1. Подготовительные работы с основанием;
  2. Укладка бетонной смеси в стяжку;
  3. Последующая обработка поверхности;
  4. Процесс нарезки швов и их герметизация.

Стоит отметить, что укладка пола вполне возможна не только на уже существующее основание, но и на землю. Но расчет бетонного пола в этом случае, хотя и подразумевает существенную экономию средств, является достаточно энергозатратным. Кроме того, эффективность такого способа проявляется только в достаточно сухих местах.

Совет: при укладке бетонного пола на грунтовое основание необходимо обустроить дренаж. Это поможет избавиться от излишков влаги, а также обезопасить стяжку от дальнейших повреждений.

Как проводятся бетонные работы по бетонным полам

Укладка по грунту

Поэтому перед изготовлением бетонного покрытия по грунту, сначала необходимо уложить подушку в виде слоя песка либо щебенки, чтобы снизить влияние грунта, а также избавиться от возможных промерзаний и влияния грунтовых вод.

Поскольку такой пол будет иметь многослойную структуру, давайте представим ее компоненты.

Конечно, инструкция будет примерной, каждый может выполнять обустройство по-своему, в зависимости от ситуации:

  1. Сделайте на дне плотное основание.
  2. Насыпьте сверху слой речного песка.
  3. Сделайте слой из керамзита или щебенки.
  4. Проведите гидроизоляционную работу с помощью полиэтиленовых пленок.
  5. Сделайте черновую бетонную стяжку.
  6. Накройте ее пароизоляционным материалом.
  7. Положите сверху «бутерброда» утеплитель.
  8. Сделайте чистовую армированную стяжку.

Изготовления пола из бетона на грунте

Подготовка оснований

Старое бетонное
  1. Расширьте существующие на поверхности трещины и заполните их цементным раствором или же специальным ремонтным полимером.
  2. Удалите участки с основания, которые не подлежат реконструкции, а затем залейте их новой бетонной смесью.
  3. Выровняйте тщательно поверхность, а после высыхания обеспыльте ее.
Грунт В данном случае процесс будет немного сложнее:
  1. Оцените необходимый объем работ, определив на каком уровне будет расположено основание.
  2. Проведите утрамбовку грунта после земляных работ, желательно с помощью соответствующего оборудования.
  3. Сделайте песчаную подушку из речного песка. Этот слой также следует тщательно утрамбовать.
  4. Насыпьте поверх него шар керамзита или некрупного щебня для бетона.

Совет: увеличение плотности песка достигается таким образом — возьмите его на четверть больше необходимого, смочите его, тщательно утрамбовывайте, пока не будет достигнута необходимая толщина.

Гидроизоляция

Она выполняет сразу две важные функции:

  1. Не позволяет грунтовым водам попадать в бетонную стяжку.
  2. Препятствует впитыванию влаги от стяжки основанием.
Читайте также:  Интерьеры двухкомнатных квартир в современном стиле фото

Для ее изготовления используется рулонные материалы, полимерные мембраны или же толстые слои полиэтилена. Не забывайте, что гидроизоляционный слой должен быть уложен внахлест. Напуск на стены должен составлять не менее 150-200 мм, а для склеивания стыков лучше всего использовать скотч.

Совет: при заказе работ в строительной организации, за основу расчета можно взять ЕНиР на бетонные полы .

Укладка чернового бетонного основания

Данный слой будет выступать в качестве основания для гидроизоляции. Для изготовления черновой стяжки используется «тощий» бетон, в котором применяется щебенка с размером фракций от 5 до 20 мм. Поскольку к процессу ее укладки не предъявляются какие-либо особые требования, данный процесс проходит легко.

Совет: толщина бетонного пола в данном случае должна превышать 40 мм, а максимальный перепад в горизонтальной плоскости должен составлять не более 4 мм.

Сверху черновой стяжки необходимо уложить слой, который будет обеспечивать пароизоляцию. Наиболее подходящим материалом для этого являются мембраны битумно-полимерного типа.

После этого обычно проводят утепление пола, однако перед началом работ необходимо убедиться, насколько данный процесс будет важным, а также какие материалы будут для него наиболее подходящими. Помните, что они должны обладать водоотталкивающими свойствами.

В противном случае вам необходимо будет существенно усилить гидроизоляционный слой. Одним из наиболее распространенных вариантов является слой пенопласта особой плотности и качества, цена которого выше обычного, или экструдированного пенополистирола.

Совет: расчет толщины бетонного пола напрямую зависит от поверхности, на которую он заливается.

Укладка финишного основания

Данный процесс также состоит из нескольких этапов:

Армирование В данном случае вполне подойдет дорожная сетка. Однако если пол будет подвергаться существенным нагрузкам, наиболее оптимальным вариантом будет каркас из металлических диаметром не менее 8 мм.
Заливка смеси Бетонная смесь должна заливаться равномерно и достаточно быстро, поэтому лучше воспользоваться спецтехникой.
Установка маяков Чаще всего между маяковыми рейками соблюдается расстояние в 2 метра, это позволяет опирать на них концы правила.
Заливка пола Проводится на 15 мм выше установленных маяков.
Уплотнение Лучший вариант – использование вибратора, с последующим выравниванием поверхности.

Финишное полимерное основание

Финишная обработка

По завершению последнего этапа необходимо немного подождать, пока бетон обретет достаточную прочность. На время технологического перерыва влияет температура окружающей среды, а также влажность воздуха. В зависимости от этих условий, время может колебаться в пределах от 3 до 7 часов.

Затирочные работы машинами

Когда глубина следа на поверхности не превышает 2-3 мм необходимо провести ее первичную (грубую) затирку с помощью дисков или затирочных машин. Окончательная (финишная) затирка проводится при глубине следа на поверхности 1 мм.

Совет: если вам необходимо добиться еще большей прочности пола, используйте топпинг.
Это специальная смесь, состоящая из цемента и добавок, которая втирается в бетон.

Нарезка швов

Не секрет, что бетон, используемый в стяжках, является достаточно хрупким материалом, и может подвергнуться растрескиванию. Для предотвращения данного процесса и осуществляется нарезка деформационных швов.

Всего выделяются такие их виды:

  1. Изоляционные, которые используются в тех местах, где происходит соприкосновение разных поверхностей, например, пола и стен, пола и колонн. Главная задача – воспрепятствование передаче вибраций.
  2. Усадочные, применяются для снятия напряжений при высыхании и усадке пола.
  3. Конструкционные, используют для разделения бетонов, уложенных в разное время.

Нарезка швов должна осуществляться сразу же после набора бетоном определенной прочности, но до появления на поверхности трещин. Для разметки используется мел, а порядок работы определяется последовательностью укладки бетона.

Нарезка швов алмазным диском

При этом подобные швы должны заходить примерно на треть глуби стяжки. Для облегчения ухода за ними и укрепления краев используется герметизация.

В завершении хотелось бы сказать, что укладывать бетонный пол можно и своими руками. Главное – внимательно отнестись ко всем нюансам, а также к деталям процесса. В результате вы получите прочный, ровный, теплый пол, который сможет справляться с существенными нагрузками.

Вывод

В данной статье было рассмотрено подробно устройство бетонных полов на грунте и на старой бетонной стяжке. Данные принципы могут применяться также и на других основанием, с соблюдением определенных нюансов. Фактически работы не отличаются особой сложностью, но требуют соблюдения инструкции и больших физических затрат, облегчить которые сможет только современная техника. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*