» » Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

20.04.2016

Условия проектирования

Требуется разработать конструкцию крупнопанельного междуэтажного перекрытия жилого дома из перлитобетона в двух вариантах:
1) применительно к изготовлению комплексных панелей на конвейерной линии методом послойного бетонирования несущей части и основания пола;
2) применительно к изготовлению элементов перекрытия (несущей части и основания пола) в кассетных формах с последующей комплектацией.
Насыпная масса перлитового щебня 300—400 кг/м3.
Определение расчетных параметров

В соответствии с рекомендациями предыдущих разделов настоящей главы принимаем марку перлитобетона для изготовления несущего элемента 150, для изготовления элемента пола — 100.
Объемную массу перлитожелезобетона, приведенную в табл. 5 (для расчета звукоизоляции), уменьшаем на 100 кг/м3; γн.ч=1300—100=1200 кг/м3. Объемную массу перлитобетона марки 100 для основания пола принимаем в сухом состоянии по табл. 10: γо.п=1000 кг/м3. Ориентировочно принимаем толщину несущего элемента 100 мм, толщину основания пола 40 мм.
Для первого варианта в качестве сплошного звукоизоляционного слоя принимаем мягкие минераловатные плиты на синтетической связке марки ПМ толщиной 40 мм в необжатом состоянии (γп=100 кг/м3; E0=0,11 кгс/см2; ε0=0,23; Ед=1,3 кгс/см2; Кдл=0,75). Для второго варианта — полосовые прокладки шириной 100 мм через 500 мм (в осях) из минераловатных плит на смешанном связующем марки ПП-100, толщиной в необжатом состоянии 30 мм (γп=100 кг/м3; E0=0,33 кгс/см2; ε0=0,03; Ед=1,2 кгс/см2; Кдл=0,75).
Толщину звукоизоляционного слоя при кратковременном действии нормативной нагрузки определяем по формуле (33), принимая для первого варианта σ=0,02 кгс/см2 (200 кгс/м2), а для второго варианта — σ=0,1 кгс/см2 (1000 кгс/м2).
Определяем также толщину, соответствующую давлению 0,02 кгс/см2, при котором определена величина динамического модуля упругости, приведенная в табл. 11:
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Оба варианта имеют близкие значения толщины звукоизоляционного слоя (22,3 и 26 мм), поэтому в рабочих чертежах можно указать единую толщину этого слоя — 25 мм (±5 мм).
Ожидаемая толщина звукоизоляционного слоя после длительной эксплуатации hдл равна КДЛh. Для первого варианта hдл=0,75-26=19,5 мм=1,95 см; для второго варианта hдл=0,75-22,3=16,7 мм=1,67 см.
Динамический модуль упругости материала при длительной эксплуатации для первого варианта определяем по формуле (35), а для второго — по формуле (34).
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Динамическую жесткость для обоих вариантов определяем по формуле (36):
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Выше указывалось, что с увеличением динамической жесткости прокладки снижается звукоизолирующая способность перекрытия. Поэтому звукоизоляцию ориентировочно определяем только для второго варианта (большая жесткость прокладок). При удовлетворительном результате можно рассчитывать, что все варианты про кладок с меньшей жесткостью также будут обеспечивать достаточную звукоизолирующую способность перекрытия.
Для расчета снижения уровня ударного звука под перекрытием за счет конструкции раздельного пола необходимо определить массу отдельных элементов перекрытия, приходящуюся на 1 м2 его площади. Масса основания раздельного пола Р1 равна 0,4*1000=40 кг/м2 (массой покрытия пола пренебрегаем). Масса звукоизоляционной прослойки P2 при использовании полосовых прокладок определяется в предположении заполнения этими прокладками всей площади перекрытия: P2=0,03*100=3 кг/м2. Масса несущего элемента Рз равна 0,1*1200=120 кг/м2.
Расчет показателя звукоизоляции от ударного звука

Резонансную частоту колебаний пола на упругом основании находим по формуле
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Снижение уровня ударного звука на средних и высоких частотах определяется по формуле
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Практически достаточно определить AL для самой высокой частоты нормируемого диапазона — 3200 Гц. При снижении частоты на каждую треть-октавы значение AL уменьшается на 2 дб.
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Кривую, построенную по полученным значениям снижения приведенного уровня ударного звука под перекрытием, обычно сравнивают с кривой требуемого снижения. На рис. 63 показана кривая требуемого снижения уровня ударного звука для перекрытия с массой 1 м2 несущего элемента Р3 от 160 до 300 кг.
Показатель звукоизоляции Ey принимается равным максимально допустимому смещению требуемой кривой на целое число дб, при котором сумма отклонений расчетных значений снижения уровня ударного звука в треть-октавных полосах от кривой в неблагоприятную сторону не превышает 30 дб. Неблагоприятными отклонениями в данном случае являются отклонения расчетных значений от требуемой кривой в меньшую сторону. Поэтому при смещении требуемой кривой вниз показатель звукоизоляции имеет отрицательную величину, а при смещении вверх — положительную.
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

В рассматриваемом примере нельзя воспользоваться кривой требуемого снижения приведенного уровня ударного звука под перекрытием, так как Рз = 120 кг/м2≤160 кг/м2. В этом случае необходимо использовать измеренную частотную характеристику приведенного уровня ударного звука под аналогичным перекрытием без конструкции пола.
В данном примере в качестве такого аналога можно использовать частотную характеристику перлитобетонной панели, приведенную на рис. 38 (кривая 3). Вычитая из ординат этой кривой найденные значения снижения уровня ударного звука, достигнутого за счет раздельной конструкции пола, получаем кривую расчетных значений приведенного уровня ударного звука под перекрытием, которую и сравниваем с нормативной кривой (рис. 64).
Показатель звукоизоляции Ey удобно рассчитывать в табличной форме (табл. 12). В этой таблице f — средние частоты треть-октавных полос нормируемого диапазона; L0 — ординаты кривой 3 (рис. 38); ΔL — расчетные значения снижения уровня ударного звука за счет раздельного пола; L — расчетные значения приведенного уровня ударного звука под перекрытием (с полом); Lн — ординаты нормативной кривой; Lн — Ey — ординаты нормативной кривой после смещения на предполагаемую величину показателя звукоизоляции Eу; L — Lн+Еу — неблагоприятные отклонения ординат расчетной кривой от нормативной, смещенной на Еудб.
Пример расчета звукоизолирующей способности легкобетонного междуэтажного перекрытия от ударного звука

Из Табл. 12 видно, что сумма неблагоприятных отклонений от нормативной кривой, смещенной на Ey, равна 4 дб (Еу=4 дб), меньше 30 дб (отклонения на крайних частотах нормируемого диапазона в соответствии с нормами учтены в половинном размере).
Следовательно, показатель звукоизоляции Ey действительно равен +4 дб, что больше нормативного значения (3 дб).
Таким образом, выбранный материал для звукоизоляционных прокладок обеспечивает с небольшим запасом нормативную звукоизоляцию. Учитывая, что при определении показателя звукоизоляции мы пренебрегли массой покрытия пола и его влиянием на снижение уровня ударного звука, полученный запас можно признать достаточным. Вместе с тем малая однородность звукоизоляционных материалов не позволяет рекомендовать применение прокладок с большими значениями динамической жесткости, чем у полосовых прокладок толщиной 30 мм из минераловатных плит марки ПП-10 (G = 1,84 кгс/см3).
Выше отмечалось, что при показателе звукоизоляци от ударного шума Ey≥3 дб подобных конструкций перекрытий без покрытия пола показатель звукоизоляци от воздушного шума обычно превышает 0 дб (Ев≥0 дб) Поэтому есть основание рассчитывать, что рассмотрен ная конструкция перекрытия при правильном ее выполнении обеспечит нормативную звукоизоляцию для жилых домов (Еу≥3 дб; Eb≥0 дб).