Jak vypočítat tloušťku a vyztužení základové desky

Navzdory vysokému rozsahu hotových desek neztratily železobetonové monolitické desky svůj význam a jsou nadále žádané. Jejich použití je relevantní zejména při výstavbě nízkopodlažních příměstských nemovitostí, které se vyznačují individuálním uspořádáním s různou velikostí místností nebo v případech, kdy se pro stavbu nepoužívají jeřáby. Tato možnost výstavby budov ušetří peníze za dodávku materiálů a sníží náklady na instalaci. Zároveň se prodlouží čas na provádění přípravných prací, které budou spojeny s výstavbou bednění. Tato skutečnost však neodrazuje vývojáře, kteří v nákupu betonu a výztuže nevidí žádné potíže. Je mnohem obtížnější správně vypočítat podlahové desky, určit požadovaný druh betonu, typ výztuže, hodnotu efektivního zatížení a další charakteristiky související s pevností a spolehlivostí.

Princip výpočtu

Monolitická podlahová deska je jednou ze součástí rámu budovy, která absorbuje svislé zatížení a zároveň působí jako ztužující prvek celé konstrukce. Výpočet parametrů železobetonových konstrukcí se provádí v souladu s předpisy stavebních předpisů a předpisů SP 52-101-2003 a SNiP 52-01-2003. Proces ručního výpočtu konstrukcí je série fází, během kterých se provádí výběr parametrů, jako je třída betonu a výztuže, průřez dostatečný k tomu, aby se zabránilo destrukci při vystavení maximálním zatěžovacím silám. V případě použití osobního počítače se používají specializované softwarové systémy.

Jak ukazuje praxe používání železobetonových podlahových desek, pro zjednodušení problému lze zanedbat složité výpočty takových veličin, jako jsou výpočty otevření a deformace trhlin, torzních a příčných sil, jakož i proražení a místního stlačení. V normální konstrukci to není nutné, soustředíme se na výpočet ohybového momentu působícího na průřez.

Charakteristika monolitické desky

Skutečná délka desky se může lišit od vypočteného rozpětí, které se obecně považuje za vzdálenost mezi stěnami vyčnívajícími jako podpěry. Stěny slouží jako podpora pro desku. Rozpětí je tedy velikost místnosti na délku a šířku. K jejímu změření můžete použít jednoduchý svinovací metr, kterým změříte vzdálenost mezi stěnami. V tomto případě musí být skutečná délka monolitické desky nutně větší. Podpěry pro desku jsou stěny, jejichž materiálem mohou být běžné cihlové nebo škvárové bloky, kámen, expandovaný jílový beton, plynový nebo pěnový beton. Je nutné vzít v úvahu pevnost stěn, která musí unést váhu desky. U kamene, škvárobetonu a cihel o únosnosti není pochyb, konstrukce z pěnového betonu musí být navrženy na určitou hmotnost. Jako příklad vypočítáme půdorys o jednom poli podepřený dvěma stěnami, jejichž vzdálenost je 5000 mm.

Jsou uvedeny geometrické rozměry tloušťky a šířky desky. V příměstské výstavbě se zpravidla nejčastěji používají desky o tloušťce 0,1 m s konvenční šířkou jeden metr. Jako základ bereme návrh s vyztužením podlahové desky výztuží třídy A400 při lití betonu B20. Dále je deska ve výpočtech uvažována jako nosník.

Výběr typu podpory

Podlahová deska může při výpočtu spočívat na nosných stěnách různě v závislosti na druhu materiálu použitého na jejich konstrukci. K dispozici jsou následující možnosti podpory:

• nosník pevně upnutý na podpěrách;
• sklopně podepřený nosník konzolového typu;
• nekonzolový sklopný nosník.

Typ podpory určuje princip výpočtu. Uvažujme příklad výpočtu pro nejběžnější typ konstrukce podlahové desky s kloubově podepřeným nosníkem nekonzolového typu.

Definice zatížení

Během procesu výstavby a následně během provozu je nosník vystaven různým typům zatížení. Při výpočtech nás zajímají především dynamická a statistická zatížení vznikající v důsledku pohybu nebo tlaku dočasných sil způsobených pohybem osob, dopravou, provozem mechanismů a trvalých součástí způsobených hmotou budovy. prvky. Při provádění výpočtů lze pro získání požadované bezpečnostní rezervy zanedbat rozdíl mezi těmito typy zatížení.

Podle charakteru zátěže se dělí na:

• distribuovány chaoticky a nerovnoměrně;
• směřovat;
• rovnoměrně rozložené.

Při výpočtu podlahové desky se stačí zaměřit na rovnoměrné zatížení. Pro soustředěná zatížení se síly měří v newtonech, kilogramech (kg) nebo kilogramech síly (kgf).

V případě rovnoměrného rozložení je důležité použít údaje o zatížení působící na elektroměr. U obytných budov je parametr rovnoměrně rozloženého zatížení v průměru 400 N/m2. Při tloušťce desky 10 cm její hmota vytvoří zatížení cca 250 kg/m2 a s přihlédnutím k potěru nebo použití keramických obkladů se může zvýšit až na 350 kg/m2. Zatížení je tedy vypočítáno s bezpečnostním faktorem 20 %, který činí:

Q = (400+250+100)*1.2 = 900 N/m

Tato hodnota únosnosti zajistí pevnost při různých variacích statického a dynamického zatížení. Pokud se na podlahové desce opírají schody nebo betonová ramena, je nutné počítat s jejich hmotností a neztrácet ze zřetele dynamické zatížení během provozu. Návrh venkovských domů by měl zahrnovat instalaci velkých předmětů na sporák, například krby, jejichž hmotnost se může lišit od 1 do 3 tun. Pro zajištění pevnosti v takových případech se používá místní vyztužení – výztuž nebo samostatný nosník.

Výpočet ohybového momentu

Pro nosník bez konzolového typu v přítomnosti rovnoměrně rozloženého zatížení, které je soustředěno na kloubové podpěry, je maximální ohybový moment určen podle vzorce:

Mmax = (Q * L²) / 8, kde

Při výpočtu máme:

Mmax = (900 x 5) / 8 = 225 kg/m.

Základ pro výpočet

U betonových podlahových desek je pevnost materiálu v tahu prakticky nulová. Tento závěr lze učinit na základě analýzy a srovnání tahových zatížení, kterým působí výztuž a beton. Rozdíl mezi těmito údaji je tři řády, což znamená, že celé zatížení nese výztužná klec. U tlakových zatížení je situace jiná: síly jsou rovnoměrně rozloženy podél vektoru síly. V důsledku toho se předpokládá, že odpor v tlaku je roven vypočtené hodnotě.

Chcete-li vybrat výztuž, musíte určit hodnotu pomocí vzorce:

ER = 0,8/ 1+RS/700, kde

RS – vypočtená hodnota odporu výztuže, MPa.

S údaji o vzdálenosti mezi dnem nosníku a středem kružnice tvořené rovinou průřezu výztuže je její značka vybrána na základě tabulky.

Správný výběr výztuže zajistí spolehlivou přilnavost k betonu, která zaručuje pevnost v tahu bez deformací a praskání. V tomto případě by maximální tahová síla výztuže neměla překročit hodnotu získanou výpočtem.

Při vyztužení vyžaduje jeden lineární metr zpravidla nejméně pět tyčí, které jsou rovnoměrně rozmístěny ve stejných vzdálenostech. Přesný počet tyčí závisí na zatížení a je určen podle SNiP 52-01-2003. Rám je nejčastěji tvořen z více vrstev tyčí, které mohou mít různé průřezy. Síť je předem upevněna svorkami nebo upevněna svařováním. Jako výztužné prvky se nejčastěji používá nepředepjatá výztuž At-IIIC a At-IVC s tepelným tvrzením.

Výpočet železobetonové podlahové desky tedy zahrnuje následující fáze:

• vypracování schematického provedení podlahy s uspořádáním prvků. Při stavbě výškových budov by vzdálenosti mezi sloupy měly být násobky 3000 mm v rozsahu hodnot od 6 do 12 metrů. Výška jednoho patra se může pohybovat od 3,6 do 7,2 metru s rozlišením 600 mm. Tyto podmínky pomohou zjednodušit výpočet a zajistí standardní automatický výpočet;
• pevnostní konstrukční výpočet monolitické desky. K výpočtové části musí být přiložena grafická část ve formě podrobného výkresu, který si můžete vypracovat sami nebo jeho realizaci svěřit specialistům z projekčních organizací. V tomto případě je nutné vypočítat podlahové prvky a hlavní nosník. Výběr betonu při návrhu se provádí podle třídy materiálu pro tlak při dané pevnosti na základě norem a tabulkových hodnot. Nosník a monolit jsou zpravidla navrženy ze stejného jakosti betonu;
• v závislosti na architektonických prvcích konstrukce může být nutné vypočítat sloup, stejně jako příčku nebo sekundární nosník;

• Na základě všech provedených výpočtů, výsledných hmotností a zatížení je vytvořen základ. Monolitický základ je podzemní stavba, přes kterou se zatížení z budovy přenáší do země. Obecný výkres by měl odrážet strukturu budovy jako celku s přihlédnutím k poloze podlahových desek, nosných stěn a základny.

Výpočtovou částí stavebního projektu pro jakoukoli budovu je nezbytná dokumentace, která obsahuje informace o rozměrech architektonického objektu, jeho vlastnostech a technologii výstavby. V tomto případě je na základě projektu vypracován výdajový list stavby, který obsahuje materiály potřebné pro stavbu budovy a určuje mzdové náklady. Na základě výpočtu se provádí plánování materiálů, fází stavebních prací, jejich objemů a načasování. Pevnost a spolehlivost budovy do značné míry závisí na správnosti výpočtů, kvalitě použitých materiálů a dodržení technologie výstavby v každé z jednotlivých etap.

Výhody použití podlahových desek

Technologie výstavby podlah ve formě železobetonových desek má řadu výhod, včetně:

• možnost konstrukce podlah pro budovy a konstrukce s téměř libovolnými rozměry, bez ohledu na lineární rozměry. Jedinou nuancí jsou konstrukční prvky budov. Pokud je oblast pokrytí příliš velká, jsou instalovány další podpěry, aby byla zajištěna stabilita podlah a nepřítomnost prohýbání. Pro domy a budovy, jejichž stěny jsou vyrobeny z pórobetonu, jsou pro instalaci železobetonové podlahové desky instalovány další podpěry vyrobené z oceli nebo betonu;
• není třeba provádět rozsáhlé dokončovací práce na vnitřní straně povrchu, který má zpravidla díky technologii monolitického lití hladký a rovnoměrný tvar;
• vysoký stupeň zvukově izolačních vlastností. Obecně se uznává, že podlahová deska o tloušťce 140 mm má vysoký stupeň snížení hluku, což zajišťuje pohodlné bydlení v domě pro člověka;
• Strukturálně má tato technologie flexibilní nástroje pro stavbu různých architektonických forem a objektů. Například venkovský dům může být snadno vybaven balkonem ve druhém patře, který bude mít požadované rozměry a konfiguraci;
• vysoká úroveň pevnosti a trvanlivosti stavební konstrukce podlahy jako celku, což je způsobeno souborem pevnostních charakteristik železobetonu.