Швеллер для перекрытия между этажами

Перекрытие по металлическим балкам

Дата: 22 января 2018

3630

Коментариев: 0

Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов.

Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката.

Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации.

Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:

• перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
• монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
• составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.

В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования

Применяемые материалы и оборудование

В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:

• двутавр номер 16 или 20;
• швеллер высотой до 20 см;
• уголок, сваренный в силовой каркас.

Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:

• бетонная смесь для формирования цельной основы;
• стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
• строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.

Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.

Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:

• деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
• полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
• подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.

Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным

Следует также подготовить оборудование:

• бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
• сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.

Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.

Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

• повышенной надежностью;
• высоким запасом прочности;
• длительным ресурсом эксплуатации;
• увеличенной несущей способностью.

Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.

Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

• трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
• необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.

К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций.

Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

Расчет перекрытия по металлическим балкам

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

Однозначно квартира! Комфорт, уют и тепло, вокруг люди и инфраструктура 0 ( 0 % )

Только частный дом! Вокруг тишина, покой, много места и мало людей! 0 ( 0 % )

Зачем выбирать что-то одно? В городе квартира, а за городом — частный дом. 0 ( 0 % )

Я — свободный Гражданин Планеты Земля! Мне не нужна рукотворная клетка! 0 ( 0 % )

При этом необходимо учитывать комплекс факторов:

• общий вес;
• нагрузочную способность;
• площадь формируемой поверхности;
• расстояние между балками;
• ширину пролета.

Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.

Несущая способность составляет:

• 0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
• 0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

• прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
• при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива.

Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы.

Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.

Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:

1. Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
2. Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
3. Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
4. Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
5. Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
6. Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
7. Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.

При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже.

Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции.

Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен

Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам

Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.

После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:

1. Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
2. Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
3. Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
4. Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
5. Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.

Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.

Подводим итоги

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам обеспечивает повышенный запас прочности.

Важно правильно выполнить расчет перекрытия по металлическим балкам и придерживаться технологических рекомендаций.

Квалифицированный совет профессионалов поможет при выполнении работ.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование.

Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.

Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.

Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Источник: https://pobetony.ru/bloki-i-perekrytiya/perekrytiya-po-metallicheskim-balkam/

Межэтажные перекрытия для загородного дома

Перекрытие частного дома представляет собой горизонтальный строительный элемент, разделяющий строение по высоте.

Он одновременно является полом верхнего этажа и принимает на себя его нагрузку вместе с обстановкой и людьми.

Перекрытия обеспечивают сооружению необходимую жесткость, поэтому к их устройству относятся очень требовательно.

Конструкции, отделяющие жилые этажи от чердачных и подвальных помещений, выполняют также функцию энергосбережения. Какое лучше выбрать перекрытие для частного дома из пеноблоков? Как смонтировать его своими руками? Разберемся с вопросами вместе.

Виды перекрытий

По техническому решению междуэтажные своды условно разделяют на 2 группы:

• монолитные – перекрытия, выполненные из однородных элементов;
• сборные – конструкции из балок и заполнения.

В производстве монолитных сооружений используется бетон, который заливают в опалубки прямо на месте строительства.

Толщина плит должна быть не менее 150 мм. Такие перекрытия отличаются прочностью и высокой несущей способностью.

Кроме того, им можно задавать произвольные геометрические формы.

Несущей частью сборных вариантов являются балки. Они бывают деревянные, металлические, железобетонные.

Балки равномерно распределяют по верхней части этажа.

Между ними укладывают элементы заполнения, которые служат ограждением.

1. Перекрытия из деревянных балок.

Это наиболее популярный вариант материала для строительства деревянных и каркасных сооружений.

Основу перекрытий составляет клееный брус из древесины хвойных и лиственных пород. Он отличается малым весом, простым монтажом и невысокой стоимостью.

Недостатком древесного каркаса является повышенная огнеопасность, а также вероятность загнивания и поражения жуками-вредителями.

2. Металлические перекрытия.

В качестве несущей основы выбирают швеллеры № 12-36 и выше. Для предотвращения коррозии их покрывают грунтом.

Сверху укладывают деревянные лаги, а образовавшиеся пустоты заполняют утепляющими материалами со звукоизоляцией.

У них меньше толщина, что экономит жилое пространство. Большим минусом металлических вариантов является сложность монтажа, поэтому в частных домах из пенобетона они встречаются редко.

3. Перекрытия из железобетонных балок.

Изделия изготавливают на заводе промышленным способом. Это наиболее популярный вариант, применяемый в строительстве коттеджей.

Конструкцию составляют балки из прокатного профиля и пустотелые ж/б плиты толщиной от 90 мм.

Межэтажные перекрытия имеют размеры 1,3-7,5 м в длину и 1-1,5 м в ширину.

Плюсы:

• быстрый монтаж;
• высокая несущая способность;
• хорошая термо- и звукоизоляция;
• приемлемая цена.

К минусам относится необходимость привлечения спецтехники при монтаже.

Массивность конструкций требует дополнительного усиления стен в виде армированной обвязки.

Кроме того, готовые ж/б плиты имеют фиксированные размеры, что ограничивает архитектурные возможности частного дома.

Требования к перекрытиям

Плиты, разделяющие этажи, должны обладать прочностью, достаточной для того, чтобы выдержать собственную и полезную массы (люди, мебель, бытовая техника, предметы интерьера). Размер полезной нагрузки на квадрат площади перекрытия определяется в зависимости от назначения помещения и характера находящихся в нем объектов. Так, для межэтажных перекрытий допустимый показатель составляет не более 210 кг/м2. Больше информации о перекрытиях разных типов можно найти здесь.

Для обеспечения надежной звукоизоляции все щели в местах стыковки строительных элементов тщательно закрывают.

Любое перекрытие не может противостоять сильному и долгому горению.

Для каждого вида материала рассчитано предельное время огнестойкости:

• 60 мин – плиты ж/б;
• 45 мин – деревянные конструкции с засыпкой и штукатуркой на нижней поверхности;
• 15 мин – перекрытия из древесины со штукатуркой;
• менее 15 мин – деревянные балки, не защищенные огнеупорными материалами.

Перекрытия, которые отделяют жилые комнаты от холодного чердака или подвала, нуждаются в дополнительной термоизоляции.

Укладка ж/б перекрытия в частном доме из пеноблоков своими руками

Железобетонные плиты являются прочным и надежным основанием для строений из ячеистых материалов.

Вместе с тем они обладают большой массой, которую необходимо учитывать при кладочных работах.

Чтобы вес перекрытия распределялся по этажу равномерно и не нарушал целостность стен, лучше сделать дополнительное устройство в виде усиливающего пояса.

Вариант I:

• По периметру стены коттеджа смонтировать бетонную ленту размером 150×250 мм. Ее армируют стальным прутком диаметром 10-12 мм и заливают бетоном марки М200.
• Плиту перекрытия уложить на застывший монолитный пояс, оставляя зазор между торцом и стеной в 10-20 мм.
• Закрепить на плитах листы экструдированного пенополистирола толщиной 50 мм. Это поможет ликвидировать мостики холода.

Утепление перекрытия и армирующего пояса не представляется сложным процессом. Поэтому в целях экономии эту работу можно сделать самому.

Вариант II:

• Усилить арматурой стеновые блоки. Для этого по периметру помещения нужно проштробить глубокие пазы, заложить в них арматурные прутки и закрепить цементным раствором.
• Сделать распределительную ленту из обожженного кирпича, расположив ее над арматурой. Она состоит из трех рядов, прослоенных кладочной сеткой.

Перекрытие первого этажа должно заходить вглубь стены на 130-140 мм с соблюдением температурного зазора в 10-20 мм. Такое расположение обеспечивает устойчивость и жесткость строительной конструкции.

Кладка из кирпича является наиболее популярным видом распределяющего пояса. Для его устройства не требуется сооружение опалубки и арматурного каркаса, что значительно облегчает и удешевляет работы.

Технология монтажа деревянного перекрытия между этажами

По мнению строительных экспертов, брус является предпочтительным вариантом для частного дома высотой 1-3 этажа из легких ячеистых блоков.

Масса деревянного перекрытия намного меньше железобетонного аналога.

Она оказывает пониженное давление на несущие стены, поэтому по конструкции выглядит проще.

• Перед укладкой перекрытия соорудить армированный пояс по периметру стен. Для этого через каждые 150 мм вкрутить в пеноблоки стальные прутки и закрепить их цементным раствором.
• Деревянные лаги лучше покрыть специальным защитным составом. Это предохранит древесину от грибка, плесени и увеличит срок ее эксплуатации.
• На концах балок, которые будут опираться на стены коттеджа, сделать запил торцевой части под углом 60 градусов. После хорошо обернуть слоем рубероида.
• В углублении стены закрепить минеральный утеплитель со звукоизоляцией толщиной 50 мм.
• Заложить деревянные лаги в стену на глубину 140-150 мм. Между утеплителем и торцом балки лучше оставить зазор в 20 мм на случай температурного расширения.

Деревянное перекрытие вместе с транспортировкой и установкой обходится намного дешевле, чем ж/б конструкция. К тому же многие работы по монтажу можно провести самостоятельно.

Советы специалистов

• В устройстве коттеджей из пеноблоков не обойтись без арматурных стержней, закрепленных анкерами. Самая большая длина прутка (75 мм и выше) требуется для железобетонных плит.
• В сборных вариантах перекрытий для соединения элементов используют шлак и бетонную стяжку.
• Технологической особенностью ячеистого бетона является его относительная мягкость. Поэтому межэтажные перекрытия из железобетонных балок нельзя укладывать непосредственно на пеноблоки. Массивные плиты монтируют на армированный пояс из тяжелого бетона или силикатного кирпича.
• Устройство железобетонного обвязочного контура по периметру перекрытия усиливает жесткость и прочность конструкции. При ширине сечения в 100 мм его высота должна соответствовать толщине плиты.
• Перекрытия между этажами укладывают только на основные несущие стены. Внутренние перегородки лучше сделать немного ниже.

Источник: http://stroitel-lab.ru/mezhetazhnye-perekrytiya-dlya-zagorodnogo-doma.html

Швеллер — использование и нагрузка

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П».

Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков.

Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль.

Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным.

Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля.

Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке.

Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90).

Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров.

Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения.

При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности.

Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров.

используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров.

Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Номер швеллера	Масса 1 метра в кг	Метров в тонне
5	4,84	206,6
6,5	5,9	169,5
8	7,05	141,8
10	8,59	116,4
12	10,4	96,2
14	12,3	81,3
16	14,2	70,4
18	16,3	61,3
20	18,4	54,3
22	21	47,6
24	24	41,7
30	31,8	31,4

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно.

Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку.

Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. «Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

Вид C. «Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид D. «Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

Вид E. «Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

     -Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

     -Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

по теме:

Источник: https://stvybor.ru/staty/183-shveller-ispolzovanie-i-nagruzka/

Металлические балки перекрытия

Кроме того, металлические балки могут быть любой длины и даже не из цельного металлопроката, а сваренными из отдельных кусков.

И хотя такое соединение следует выполнять согласно отдельному расчету, но тем не менее это позволяет минимизировать отходы при устройстве перекрытия, а значит и сэкономить.

И еще одна очень важная особенность металлических балок перекрытия — такие балки могут использоваться для устройства перекрытия сразу над двумя, тремя и больше помещениями. Т.е.

металлическая балка может быть и двухпролетной и трехпролетной. И хотя в малоэтажном частном строительстве такое случается не часто, тем не менее подобный вариант мы тоже рассмотрим.

Начнем с более простого — упрощенного расчета металлической балки перекрытия однопролетной с шарнирными опорами из цельного металлопроката. Как произвести наиболее полный расчет согласно действующих нормативных документов, рассказывается отдельно.

Дано:

Планируется деревянное перекрытие по металлическим балкам. Шаг балок (расстояние между центрами тяжести поперечных сечений балок) — 1 метр. Расстояние между стенами в свету l = 5.

4 метра — это пролет балки.

Нагрузка на балку — это собственный вес балки, который мы пока не знаем, вес конструкции перекрытия по металлическим балкам и все остальные временные нагрузки (мебель, оборудование, люди и т.п.).

Если перекрытие будет не очень тяжелым, например, черновой пол из досок по лагам, выравнивающий листовой материал из продуктов обработки древесины (фанера, ДСП, ОСП и др.

), а сверху плитка ПВХ, линолеум или ковролин, кроме того тяжелых перегородок по перекрытию из кирпича или шлакоблока также не планируется, то при расчетах балки можно использовать проверенную временем величину плоской равномерно распределенной нагрузки — 400 кг/м2. Т.е. при шаге балок 1 м линейная равномерно распределенная нагрузка на балку составит:

q = 400·1 = 400 кг/м.

Примечание: при шаге (расстоянии между осями) балок 0.5 м линейная равномерно распределенная нагрузка составила бы q = 400·0.5 = 200 кг/м.

Требуется:

Подобрать сечение металлических балок.

Решение:

1. Расчет на прочность (по первой группе предельных состояний).

1.1 Максимальный изгибающий момент для бесконсольной балки на шарнирных опорах, , на которую действует равномерно распределенная нагрузка, будет посредине балки:

Мmax = ql2/8 = 400·5.42/8 = 1458 кгм или 145800 кгсм

1.2 Требуемый момент сопротивления:

Wтреб = Мmax / Ry = 145800/2100 = 69.43 см3

где Ry — расчетное сопротивление стали. Ry = 2100 кгс/ см2 (210 МПа)

Примечание: Вообще-то расчетное сопротивление стали следует узнавать у производителя того самого металлопроката, который вы собираетесь использовать.

1.3. Если в качестве балкок перекрытия будут использоваться двутавры, то согласно сортаменту нашим условиям удовлетворяет двутавр №14 с моментом сопротивления Wz = 81.7 см3.

Примечание: При определении момента сопротивления, как и момента инерции, важно не спутать оси координат, относительно которых данные геометрические характеристики определяются.

В сортаментах эти оси могут называться по-разному.

2. Определение прогиба (расчет по второй группе предельных состояний).

Для однопролетной балки на шарнирных опорах, на которую действует равномерно распределенная нагрузка, максимальный прогиб будет посредине балки и составит:

fmax = 5ql4/(384EIz) = 5·4·5404/(384·2·106·572) = 3.87 см

где q — нагрузка выраженная в кг/см;

l — длина пролета в см;

E — модуль упругости, для стали Е = 2·105 МПа или 2·106 кг/см2

Iz — момент инерции согласно сортаменту для выбранного швеллера.

По требованиям СНиПа 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» максимальная величина прогиба для балок перекрытия, открытого для обзора, не должна превышать 1/200 пролета (при l = 6 м), т.е.

в нашем случае прогиб должен быть не более 540/200 = 2.7 см.

Это требование не выполнено, поэтому мы, преобразовав формулу прогиба, можем определить требуемый момент инерции поперечного сечения:

Iz = 5ql4/(384Ef) = 5·4·5404/(384·2·106·2.7) = 820.1 см4

Этому требованию удовлетворяет двутавр №16 с моментом инерции Iz = 873 см4.

Примечание: Если по каким либо причинам и такой прогиб кажется вам чрезмерным, то вы можете подобрать сечение, исходя из своих соображений о допустимой величине прогиба.

Так как принятое нами перекрытие является достаточно легким, его следует проверить дополнительно на физиологический прогиб, т.е.

на прогиб, который будет возникать при ходьбе по минимально загруженному перекрытию.

В этом случае максимально допустимая величина прогиба составит:

fф = g(p + p1 + q)/(30n2(bp + p1 + q))

где g — ускорение свободного падения g = 9.81 м/с2;

р — значение нормативной нагрузки от людей, которые возбуждают колебания перекрытия. р = 25 кг/м2 — при расчете перекрытий в квартирах и домах;

р1 — значение пониженной нормативной нагрузки на перекрытие, принимается равным р1 = 150·0.35 = 52.5 кг/см2 для перекрытий в жилых зданиях;

q — значение нормативной нагрузки от веса рассчитываемого элемента, в данном случае металлической балки перекрытия и опирающихся на него элементов пола (лаги, половая доска, и др.). В данном случае нагрузка от веса металлической балки согласно все тому же сортаменту составит qб = 15.9 кг/м2, нагрузка от плитки ПВХ и фанеры толщиной 1см qп = 6 кг/м2 (при объемном весе фанеры около 550 кг/м3), нагрузка от досок толщиной 2.7 см qд = 500·0.027 = 13.5 кг/м2, нагрузка от лаг сечением 5х10 см, уложенных с шагом 50 см qл = 2·500·0.05·0.1 = 5 кг/м2 , тогда q = 15.9  +6 + 13.5 + 5 = 40.4 кг/м2;

Примечание: вообще-то нагрузку от лаг более правильно рассматривать не как равномерно распределенную, а как несколько сосредоточенных, но так как лаг у нас будет больше 10, то такое уточнение будет не очень актуальным и потому мы будем рассматривать нагрузку от лаг, как равномерно распределенную даже без использования соответствующего коэффициента перехода.

n – частота приложения нагрузки при ходьбе человека, как правило принимается n = 1.5 Гц (1/с);

b – коэффициент, равный 125√Q/(αpal)

где Q — нагрузка от человека, принимаемая равной 80 кг (во всяком случае так рекомендуют СП, хотя сейчас более актуальной может быть нагрузка и 100 кг);

α — коэффициент, учитывающий перераспределение нагрузки; для элементов конструкций, рассчитываемых как балки, принимается равным 1,0;

а – шаг балок (лаг, ригелей), ширина рассчитываемых плит (настилов), в нашем случае а = 1 м;

l – расчетный пролет элемента конструкции, l = 5.4 м.

В итоге значение коэффициента b составит

b = 125√80/(1·25·1·5.4) = 96.225

тогда

fф = 9.81(25 + 52.5 + 40.4)/(30·1.52(96.225·25 + 52.5 + 40.4)) = 0.00686 м или 0.686 см

fд = 2Ql3/48EI = 2·80·5403/48·2·106·873 = 0.3 см

Как видим, прогиб от динамической нагрузки, создаваемой человеком, значительно меньше предельно допустимого нормами.

Однако, если вы собираетесь по перекрытию не только спокойно ходить, но еще бегать, прыгать, ронять штанги и другие тяжелые предметы, то это следует учесть при расчете.

Пример расчета металлической двухпролетной балки перекрытия

Для наглядности рассмотрим металлическую балку, перекрывающую два равных по длине пролета l = 5.4 м при той же нагрузке.

Максимальный изгибающий момент для такой балки будет возникать на средней опоре и составит все те же 145800 кгсм.

А вот максимальный прогиб для такой балки будет меньше и составит:

fmax = ql4/(185EIz) = 4·5404/(185·2·106·572) = 1.61 см

Это означает, что двухпролетную металлическую балку мы можем делать из двутавра №14, который не подошел нам при расчете однопролетной балки по второй группе предельных состояний.

Конечно же длины пролетов у двухпролетных балок далеко не всегда бывают одинаковыми и в таких случаях для определения максимальных моментов и прогибов можно воспользоваться соответствующими уравнениями.

Источник: http://DoctorLom.com/item453.html

Перекрытия между этажами частного дома

Перекрытия между этажами частного дома должны обеспечить требуемую несущую способность, иметь достаточную жесткость, обладать высокой степенью огнестойкости, сохранять тепло и обеспечивать хорошую звукоизоляцию. При проектировании перекрытий учитывается вес предметов и приборов, которые будут находиться в комнате выше и для которой перекрытие между этажами будет служить полом.

Если чердачные и цокольные перекрытия необходимо утеплять, так как они разделяют помещения с различной температурой, то на перекрытия между этажами в частном доме вполне достаточно будет уложить звукоизоляционный материал.

В зависимости от материала, из которого изготовлены стены частного дома перекрытия между этажами делятся на:

• Перекрытия этажей плитами из железобетона.
• Деревянные балочные перекрытия этажей.
• Металлические балочные перекрытия между этажами.
• Часторебристые сборно-монолитные перекрытия.

Существуют еще опалубочное перекрытие, то есть происходит сначала сооружение опалубки, закладка в нее арматурной сетки и в итоге осуществляется заливка бетоном.

На взгляд автора статьи такой вид перекрытия мало эффективен и трудоемкий поэтому рассматриваться не будет.

Хотя если кому интересно в интернете достаточно статей на эту тему и в конце статьи будет ролик на эту тему.

Перекрытия этажей плитами из железобетона

Перекрытия этажей плитами из железобетона применяются тогда, когда стены дома выложены из керамического или силикатного кирпича.

Железобетонные плиты представляют собой конструкцию из бетона и арматурной стали, которая в виде натянутой струны проходит вдоль плиты.

Учитывая это, нельзя распиливать плиты кусками, так как арматура потеряет свои свойства, что приведет к ослаблению прочности всей конструкции.

Перекрытия этажей плитами из железобетона

При монтаже железобетонные плиты на стены дома укладываются поперечной частью, но никак боковыми гранями.

Перед укладкой плиты на место выкладывается раствор, который прижимается плитой.

Выдавленный лишний раствор сразу убирается, чтобы он впоследствии не застыл и не стал причиной дополнительной работы по его очистке.

Железобетонные пустотные плиты перекрытия

Применение железобетонных плит обеспечивает быстроту монтажа перекрытия, не подвержено возгоранию, не требует дополнительной звукоизоляции, пароизоляции и сохраняет тепло между этажами. Но вместе с тем – это дорогое удовольствие, которое стоит немалых денег, идущих на покупку плит и аренду автокрана. Кроме того, оно не подходит для частных домов из оцилиндрованного бруса и домов, стены которых выложены газобетонными блоками. И еще: размеры дома по периметру и внутренние перегородки нужно «подгонять» под размер плит, а это не всегда удобно.

Деревянные балочные перекрытия этажей

В отличие от перекрытий этажей плитами деревянные балочные перекрытия требуют дополнительного утепления, должны иметь достаточную прочность, чтобы удерживать предметы верхнего этажа, устройство звукоизоляции. Однако, несмотря на это дерево является экологическим материалом, источает полезные для здоровья человека вещества, имеют сравнительно небольшой вес, а при соблюдении всех норм и правил эксплуатации может прослужить длительный срок. К этому еще нужно добавить отсутствие тяжелой строительной техники при монтаже перекрытий.

Деревянные балочные перекрытия этажей

Наиболее качественным перекрытие получается с использованием хорошо просушенной древесины хвойных пород цилиндрической формы.

По мнению опытных строителей брус прямоугольного сечения со временем может прогибаться, нарушая целостность всего перекрытия.

Почему так происходит? Все дело в том, что прямоугольный брус изготавливается из материала близкого к сердцевине дерева, которая по прочности уступает внешним краям.

Схема балочной конструкции

Перед перекрытием этажа балки обрабатывают антисептиком, чтобы материал не гнил и в нем не заводились насекомые-вредители

Укладку брусьев следует производить маячным методом, то есть сначала устанавливаются крайние брусья, а затем и промежуточные.

Весь процесс монтажа контролируется уровнем, чтобы не допустить какую-либо погрешность, а для равномерного распределения брусьев (шага) применяют шаблон.

Если возникает необходимость выравнивать балки используют отходы древесины, но обязательно просмоленные.

Снаружи стены балки должны не доходить до края стены на 3–5 см: впоследствии это пространство заполняется монтажной пеной что позволяет избежать вредного воздействия атмосферных осадков на торцы брусьев.

Следует помнить, что балки, находящиеся вблизи дымовых труб, необходимо изолировать негорючими материалами, например, асбестовыми листами.

Металлические балочные перекрытия между этажами

Перекрытия между этажами в частном доме с помощью металлических балок (швеллера, двутавра, обыкновенного рельса, уголков большого размера и т. д.) применяется крайне редко, хотя они более долговечны и имеют небольшие габариты.

Междуэтажные перекрытия из металлических балок

Однако, с помощью металлических балок можно перекрывать большие пролеты до шести метров и более.

Кроме того, балки из металла лишены какой-либо горючести, но вместе с тем непригодны при использовании в местах с повышенной влажностью, а также имеют низкие теплоизоляционные свойства и хорошо проводят звук.

Часторебристые сборно-монолитные перекрытия

Часторебристые сборно-монолитные перекрытия представляют собой довольно сложную конструкцию, состоящей из армирующего пояса (венца), балки перекрытия, разделительных ребер, пустотелых блоков и слоя бетона толщиной в несколько сантиметров.

Сборно-монолитные (часторебристые) железобетонные перекрытия

Венец является обязательным элементом перекрытия, проходящий через все стены дома и заходит в них на глубину 10–12 см; высота армирующего пояса равна 25–28 см.

Балки перекрытия располагаются с шагом 50–60 см и служат основанием для пустотелых блоков, которые выполняют лишь функцию заполнения пространства и не несут никакой силовой нагрузки в отличие от разделительных ребер, придающих жесткость перекрытию.

Монолитное перекрытие

Преимущество часторебристых перекрытий состоит в том, что для их сооружения не требуется устройство опалубки и применения тяжелой строительной техники в виде автокрана. Технология является довольно прогрессивной, но почти никогда не используется частными застройщиками.

Источник: https://remontzhilya.ru/perekrytiya-mezhdu-etazhami-chastnogo-doma.html