Climairpatrol.ru

Мир Стройки
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий — монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.).

Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

— временная нагрузка на перекрытие,

— нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

— нагрузка от веса полов,

— собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 — длина балки, L 2 — расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло — хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала — пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты — временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L — расстояние между балками.

Задаемся шагом балок — 2,5 м, направление балок — вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия — 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры — 35 мм.

Эти примеры помогут сделать расчет металлической балки без напряга

Металлические балки двутавровые

Кроме повсеместно ведущегося строительства многоэтажных зданий с большим числом квартир, широкое распространение получило сооружение частных домов, причем не только небольших одноэтажных, но и довольно крупных, с двумя и более этажами, иногда и с мансардой наверху или обитаемым чердаком. Для таких домов уже не подходит каркасный метод; материалом часто служит, вместо дерева, кирпич или железобетон. Возведение крупных частных домов должно вестись по всем правилам строительной науки, так как ошибки при проектировании или воплощении проекта могут привести к нежелательным последствиям.

Если строящийся дом представляет собой капитальное здание – из бетона, кирпича, шлакоблока, то для потолочных перекрытий, межэтажных и чердачных, целесообразно применить железобетонные плиты. Наиболее подходящий тип каркаса, способный выдержать вес таких перекрытий, – это каркас, элементом которого является металлическая балка двутаврового профиля.

Именно этот вид проката, установленный своей стенкой вертикально, обладает наибольшей несущей способностью. Естественно, фундамент и стены дома при этом должны быть достаточной прочности, чтобы выдерживать дополнительный вес от 0,5 до 1 тонны – столько металла, в зависимости от количества балок и номера профиля может понадобиться для потолочного перекрытия.

Чтобы избежать лишних затрат и лишнего веса каркаса потолка, а также не допустить обрушения или значительного прогиба балок, необходимо заранее рассчитать их параметры и по результатам расчета подобрать нужный прокат. Расчет сводится к вычислению следующих величин: требуемого момента сопротивления и минимального момента инерции сечения балки, а исходя из последнего – максимального относительного прогиба.

Расчет ведется по двум характеристикам – на прочность и на жесткость. По полученным значениям момента сопротивления и момента инерции в таблицах ГОСТ находят требуемый номер проката.

Исходные данные для расчетов

Для каркаса потолочных перекрытий малогабаритных частных домов обычно используется двутавр 10 – 20 номеров. Характеристики этих профилей приводятся в ГОСТ 8239-72 – их линейные размеры, площади сечения, максимальные моменты сопротивления по вертикали Wy и минимальные моменты инерции Jy.

Необходимо знать тип плит, которые будут опираться на балочный каркас, а также размеры несущего периметра дома. Можно применить пустотные железобетонные плиты ПК-12-10-8 (1180 х 990 мм, масса 380 кг), а размеры дома взять 4,5 х 6 м. Балки укладываются вдоль короткой стены; шаг укладки при таком размере плит равен 1000 мм (стыки плит совпадают с продольными осями балок, при минимальном зазоре 1 см). Это потребуется для расчета распределенной нагрузки, и исходя из нее – линейной нагрузки на балку, вес самой балки по сравнению с распределенной нагрузкой мал, и при вычислении линейной нагрузки им можно пренебречь.

Распределенная нагрузка при таком типе плит будет равна 325 кгс / м 2 . К этому надо добавить нагрузку возможных перегородок на верхней стороне перекрытия (75 кгс / м 2 ) и возможную временную нагрузку (200 кгс / м 2 ). В итоге нагрузка, распределенная по площади:

Q = 325 + 75 + 200 = 600 кгс / м 2 ,

а линейная нагрузка

q = Q * p = 600 кгс / м = 6 кгс / см.

Эта величина используется в дальнейших расчетах.

Расчет на прогиб

Изгибающий момент для каждой балки вычисляется, исходя из величины линейной нагрузки q, шага укладки балок p и длины перекрываемого пролета L. Так как балки укладываются вдоль короткой стороны, то L = 4,5 м = 450 см (конечно, сами балки длиннее – около 5 м, так как опираются на стены, но шарнирными опорами для них служат именно внутренние края стен).

Искомая величина момента, в таком случае:

My = (q * L 2 ) / 8 = 6 * 450 2 / 8 = 151875 кгс * см.

Максимальный момент сопротивления сечения балки можно рассчитать, разделив изгибающий момент на расчетное сопротивление стали – например, марки С235, равное 2150 кгс / см 2 :

Wy = 151875 / 2150 = 70,6 см 3 .

Это полученное значение надо сравнить с величиной момента сопротивления сечения двутавровой балки. Из таблицы ГОСТ 8239-72 видно, что вычисленный показатель примерно соответствует (с запасом) моменту сопротивления для профиля 14 (81,7 см 3) . Следовательно, этот номер проката будет удовлетворять требованиям к прочности балок.

Ремонт — это просто!

Построить можно все. Стройка — это шедевр. LaspiHills.com

Перекрытия по металлическим двутавровым балкам

Сейчас все большую популярность обретают постройки, возведенные с использованием каркасных конструкций. Данная технология строительства характеризуется небольшой стоимостью. При этом благодаря применению отдельных каркасных элементов, которые поставляются уже в готовом виде, сокращается срок возведения конструкции. Двутавровая балка, являющаяся незаменимым материалом в строительстве домов, обладает специфическим профилем, который выполнен в виде двух букв «т».

Особенности двутавровой балки и сферы ее применения

Данный материал является видом фасонного проката, выполненного из углеродистой или низколегированной стали. Параметры балки определяются, исходя из номеров, которые указывают на расстояние между наружными гранями, располагающиеся под наклоном или параллельно.

Двутавровая балка используется:- при возведении жилых домов;- строительства промышленных зданий;- для возведения шахт, тоннелей, мостов. Наибольшее применение данный материал нашел в конструкциях, подверженных действию повышенных нагрузок и в возведении потолков в домах из бруса. Особенности конструкции состоят в том, что они эффективно распределяют нагрузки, действующие как вертикально, так и горизонтально. Балка обладает достаточной жесткостью, что необходимо при работе на изгиб.

В качестве материала наибольшее распространение получили различные виды стали и нержавеющие сплавы, которые особенно часто применяются в условиях повышенной коррозии.

Подготовка к установке перекрытия

На первоначальном этапе разрабатывают чертеж поверхности, который позволит получить наилучшее представление о будущем строении. В качеств периметра здания необходимо брать внешнюю сторону стены, поскольку она будет выступать в качестве опоры для балок.

Читать еще:  Как обшить сайдингом фронтон дома
Монтаж перекрытия по двутавровым балкам

Установка балок осуществляется с помощью уровня, это позволит избежать в дальнейшем проблем с опалубкой. В некоторых случаях может понадобиться сращивание двутавров. Так, сращивание проводят в местах соединения балок со стеной. Расстояние между укладываемыми балками должен быть равен 1-2,5 метра. Промежуток зависит от финансовых возможностей, так как, чем больше будет установлено двутавров, тем прочнее будет перекрытие дома или пристройки. Параллельно расположению верхней линии двутавров производят крепление фанеры, которая будет выступать в качестве опалубки. Необходимо обеспечить максимальную прочность при креплении материала, при этом важно сохранить возможность его демонтажа. При устройстве опалубки, необходимо помнить, что в этом случае монтируется не обычный монолит, составляющий 0,3 метра, а усиленный, потому его можно уменьшить примерно в два раза. Поэтому при обустройстве бортов можно оставить 0,15 м.

Следующим шагом является установка поддерживающей системы. Это может быть выполнено путем использования балок из древесины или же с помощью металлических распорок. Распорки монтируют по одной штуке на два квадратных метра, а при использовании балок придется использовать по одной штуке на каждый квадратный метр. После того, как будет проведен монтаж поддерживающих балок, необходимо будет проверить прочность каждой из них, осуществив расчет на падающий цемент массой в 500 кг. Расчету чаще подвергаются распорки, поскольку металл способен сразу же деформироваться, а древесина сможет более длительное время сохранять свои свойства. Установив балочную систему, необходимо проверить ее прочность. Для этого можно просто пройтись по ней, при этом шагать следует, надавливая на покрытие, стараясь обнаружить любое колебание.

Далее необходимо замаскировать двутавры. Для этого используют строительные смеси, что является экономически невыгодным, или прибегают к установке подвесных потолков и утеплению крыши. Наибольшее распространение получили потолки из гипсокартона, которые просты в монтаже, эксплуатации и не уменьшают размеры помещения.

Перекрытия с помощью двутавровых балок

Сегодня поговорим о межэтажных перекрытиях. Я думаю, многим строителям, которые возводят собственный дом, интересно узнать все секреты монтажа межэтажных перекрытий.

Какие существуют перекрытия

При планировании каждого строительного объекта, я тщательно рассчитываю и распределяю несущую нагрузку фундамента и стен. Это важно и не дает дому развалиться после пяти лет эксплуатации.

Немаловажную роль играет обустройство прочных перекрытий между этажами. Такие перекрытия разделяют внутреннее пространство на этажи, отделяют подвальное и чердачное помещение, и обеспечивают необходимую жесткость строения в независимости от того, из какого материала возведено здание. Все межэтажные перекрытия в жилом доме подразделяю на следующие группы:

  • Межэтажные;
  • Цокольные или подвальные;
  • Мансардные;
  • Чердачные.

В ходе проектирования межэтажных перекрытий мне приходится составлять сметы, подготавливать архитектурный макет, производить инженерные расчеты. И в этих расчетах стараюсь учесть основные требования, которые выдвигаются к возведению межэтажных перекрытий. Советую это делать и вам, тем более сейчас в интернете в свободном доступе, есть много онлайн-калькуляторов, которые помогут неопытному пользователю произвести расчеты.

Основные требования к перекрытиям:

  • в соответствии с типом помещения и характером эксплуатации перекрытие должно выдерживать определенную степень нагрузки. Так для цокольных и межэтажных перекрытий нагрузку высчитывают из расчета собственного веса и веса людей, мебели, техники и составляет, в среднем, примерно 200 кг/м2. Для чердачных перекрытий нагрузка обычно не превышает 100 кг/м2;
  • межэтажное перекрытие должно быть достаточно жестким и прочным, чтобы в процессе эксплуатации не образовались прогибы;
  • перекрытие, которое отделяет жилое помещение от подвала или чердака с температурной разницей от 10 °C, должно обеспечивать оптимальную теплозащиту;
  • плиты или монолитные перекрытия укладываю с достаточным уровнем шумоизоляции, значения которого установлены рекомендациями и нормативами по проектированию;
  • перекрытия в помещении должны иметь большой срок эксплуатации и соответствовать всем нормам пожарной безопасности.

Иногда меня просят возвести межэтажное перекрытие в уже построенном ранее доме. Тогда я дополнительно рассчитываю техническое состояние строения, геологические и климатические условия, а также изменения, произошедшие со зданием от воздействия внешней среды.

Как делятся перекрытия по методу монтажа

По способу монтажа перекрытия подразделяю на следующие:

  • безбалочное – тип перекрытия, представляющий собой монолитную, железобетонную плиту или же сплошной ряд плотно уложенных пустотелых плит;
  • балочное – крепление плит с применением балок, установленных с определенным шагом поверх стен или армированного пояса. Чаще всего использую деревянные и металлические балки.

Преимущества установки стальных балок в межэтажных перекрытиях

При сооружении межэтажных перекрытий, в основном, в качестве балок я использую такие виды прокатного металлического профиля, как швеллер и двутавр. Двутавровые балки Н-образной конструкции – это самые надежные при сооружении строительных конструкций разного назначения. Так как дополнительную прочность обеспечивают четыре ребра жесткости.

Кроме перечисленных, советую устанавливать стальные катанные двутавровые балки, так как они обладают несомненными преимуществами:

  • снижают вес конструкции в сочетании с ее высокой несущей способностью. Двутавровые балки имеют относительно небольшой вес, но при этом обладают достаточно высокой прочностью. Поэтому двутаврами я обычно перекрываю пролеты практически любой длины (до 24 метров);
  • не подвержены гниению, перепадам температуры и в отличие от деревянных балок более устойчивы к огню.

Благодаря надежности материала и универсальной Н-образной форме, двутавровые балки легко укладываются плашмя или ребром без потери прочности. Такой монтаж позволяет избегать прогибов и обеспечивает долговечность конструкции в целом.

Фиксирую эти элементы конструкции с помощью сварки – это значительно повышает скорость работы, сокращая сроки сдачи объекта.

Советы по монтажу

К недостаткам металлических межэтажных перекрытий я отношу низкие параметры теплоизоляции и шумоподавления. Но эти минусы легко убрать.

По своему опыту знаю, что теплопотери устраняются путем укладки качественного теплоизоляционного слоя. А звукоизоляцию обеспечивают при помощи войлока, которым оборачивают концы двутавров, а затем наглухо заделывают цементным раствором в стены.

Перед монтажом рекомендую тщательно обработать стальные балки антикоррозийным составом – это позволит избежать ржавчины и коррозии металла.

И не забывайте составить проект и точный расчет несущей нагрузки на все балочные перекрытия. Используйте только качественные материалы для строительства.

Так компания «УралСибМет» уже более 10 лет поставляет высококачественный металлопрокат и строительный материалы по доступным ценам. Специалисты компании помогут правильно рассчитать количество необходимого профиля и оформить доставку по Иркутской области, Бурятии и Забайкальскому краю.

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам

Перед началом расчета стальной балки необходимо собрать нагрузку, действующая на металлическую балку. В зависимости от продолжительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся:

  • собственный вес металлической балки;
  • собственный вес перекрытия и т.д.;

К временным нагрузкам относятся:

  • длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
  • кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);
  • особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);

Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 500кг/м2, а шаг балок 2,5м. Тогда распределенная нагрузка на металлическую балку будет: Qраспр.= 500кг/м2 * 2,5м = 1250кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор

2. Построение эпюр

Далее производится построение эпюры моментов, поперечной силы. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.

3. Расчет по прочности и прогибу

После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и из таблицы сортамента выбрать подходящий металлопрофиль. Вертикальный предельный прогиб fult принимается по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия). Пункт2.а в зависимости от пролета. Например предельный прогиб fult=L/200 при пролете L=6м. означает, что калькулятор подберет сечение прокатного профиля (двутавра, швеллера или двух швеллеров в коробку), предельный прогиб которого не будет превышать fult=6м/200=0,03м=30мм. Для подбора металлопрофиля по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента подбирают подходящий металлопрофиль.

4. Подбор металлической балки из таблицы сортамента

Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается металлопрофиль с большим номером сечения.

Виды металлических балок для перекрытий

Балка – представляет собой длинномерный элемент, длина которого значительно больше характерного размера для поперечного сечения. В составе строительных конструкций балка работает, главным образом, на изгиб, поэтому ее рекомендуется изготавливать с тонкостенным поперечным сечением. Наиболее востребованными являются балки двутаврового сечения, представляющие собой Н-образный профиль, который образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой.

Рис.1 — Двутавровые балки на холодильнике прокатного стана

В строительстве используются балки перекрытия из различных материалов. Наиболее востребованным вариантом является сварной или катанный двутавр. Расчет металлических балок перекрытия ведется, исходя из количества опор, схемы опирания на стены и крепления к основанию, условий эксплуатации и других факторов. На основании расчета выбирается наиболее экономически приемлемый вариант балки.

Читать еще:  Сколько стоит работа по обшивке дома сайдингом

При необходимости выполняется усиление металлических балок перекрытия. Такие мероприятия требуется проводить, если в процессе эксплуатации этот элемент подвергается горизонтальным нагрузкам, которые могут привести к снижению его характеристик и разрушению. Во избежание этого явления металлические балки усиливают одним из следующих способов:

  • применение накладок для увеличения сечения (рис. 2а, 2б);
  • обетонирование (рис 2в);
  • использование шпренгеля (рис. 2г);
  • применение распорных или натяжных устройств для регулировки напряжений (рис. 2 д, 2е);
  • использование дополнительных опор (рис 2 ж, 2з).

Рис. 2 — Методы усиления балок

В зависимости от метода изготовления выделяют следующие виды металлических балок перекрытия:

  • горячекатаные двутавры – наиболее дешевый и простой вариант, который предполагает использование серийно выпускаемого проката;
  • сварные, болтовые, клепаные балки – изготавливаются специализированными предприятиями и позволяют решать нестандартные строительные задачи.

Горячекатаные двутавровые металлические балки перекрытия

Основной объем используемого в строительстве двутавра изготавливается горячей прокаткой из непрерывнолитой заготовки. В зависимости от технологии производства и геометрических характеристик продукции выделяют несколько групп балок.

Двутавры с уклоном граней полок по ГОСТ 8239

Этот вид продукции отличается наличием уклона внутренних граней полок относительно внешних в пределах 6-12°. Такая продукция имеет следующие характеристики:

  • выпускаемые профили – от балки 10 до балки 60 (число обозначает высоту в сантиметрах);
  • ширина профиля – от 55 до 190 мм;
  • толщина стенки – от 4,5 до 12 мм;
  • толщина полок – от 7,2 до 17,8 мм.

В качестве балок перекрытий могут использоваться усиленные двутавры с уклоном полок по ГОСТ 19425, который изначально разрабатывались для изготовления подвесных путей и армирования шахтных стволов.

Рис.3 — Балка, имеющая уклон полок

Двутавры с параллельными гранями по ГОСТ 26020

В последнее время в строительстве отдается предпочтение более экономичным двутаврам, имеющим параллельные грани полок. Кроме указанного стандарта, такая продукция также производится по СТО АСЧМ 20-93 (имеет незначительное отличия по геометрии).

Характеристики нормальных двутавров:

  • выпускаемые профили – от балки 10Б1 до балки 100Б4 (число обозначает высоту в сантиметрах, буква «Б» — нормальный профиль, последняя цифра – номер типоразмера в группе с одинаковой высотой);
  • ширина профиля – от 55 до 320 мм;
  • толщина стенки – от 4,1 до 19,5 мм;
  • толщина полок – от 5,7 до 32,5 мм.
  • выпускаемые профили – от балки 20Ш1 до балки 70Ш5 (Ш – широкополочный тип);
  • ширина профиля – от 150 до 320 мм;
  • толщина стенки – от 6,0 до 23,0 мм;
  • толщина полок – от 9,0 до 36,5 мм.
  • выпускаемые профили – от балки 20К1 до балки 40К5 (К – колонный тип);
  • ширина профиля – от 200 до 400 мм;
  • толщина стенки – от 6,5 до 23,0 мм;
  • толщина полок – от 10,0 до 35,5 мм.

Рис.4 — Балка, имеющая параллельные полки

Сварные, болтовые и клепаные балки перекрытия

Такой вариант используется, когда размеры металлических балок перекрытия отличаются от стандартных или катаные двутавры не удовлетворяют расчетным условиям по общей устойчивости, жесткости либо прочности. Кроме того, предпочтение «сборным» балкам отдается в случае их большей экономичности или лучшего уровня эксплуатационных характеристик.

Чаще всего используется сварная балка, которую изготавливают путем сварки автоматом под флюсом. На предварительном этапе осуществляется раскрой, зачистка и правка металла, разделка кромок под сварку, а затем, непосредственно, процесс соединения элементов в единое целое. После сварки готовое изделие правится для устранения термических деформаций (грибовидности).

Таким образом можно получать не только стандартные типоразмеры, но и изделия переменного сечения, усиленные или бистальные двутавры.

Расчет металлической балки перекрытия

Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Помощь в расчете

Нет желания и времени разбираться в калькуляторе и сборе нагрузок. И в то же время хочется быть уверенным на 100% в результате. Буду рад помочь.

Стоимость расчета балок и других строительных конструкций:

  • от 1 000 руб. — без предоставления подробного письменного отчета;
  • от 1 500 руб. — с отчетом.

А также, если проект не предполагается, но есть масса вопросов по выбору материалов, конструкциям и архитектуре. Обращайтесь, помогу.

  • Консультации от 1 000 руб.

Контакт для связи, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С уважением, Игорь.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

  • Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Длина пролета (L) — расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.

Шаг балок (Р) — шаг по центру балок, через который они укладываются.

Вид перекрытия — в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается «Чердачное», в остальных случаях — «Междуэтажное».

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки.

Длина балки (А) — самый большой размер балки.

Вес 1 п.м. — данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку).

Расчетное сопротивление Ry данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали:

  • С235 — Ry = 230 МПа;
  • С255 — Ry = 250 МПа;
  • С345 — Ry = 335 МПа;

Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода «форс-мажерных» ситуаций. Все-таки в России живем — привезут металлопрокат из стали не той марки и все.

Модуль упругости Е — этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно:

  • сталь — Е = 200 000 МПа;
  • алюминий — Е = 70 000 МПа.

Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие.

Цена за 1 т — стоимость 1 тонны металлопроката.

Результат

Расчет по прочности:

Wтреб требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх — [ и Ι), нужно выбирать «x-x».

Расчет по прогибу:

Jтреб минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и Wтреб.

Количество балок — общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P.

Общая масса — вес всех балок длиной А.

Стоимость — затраты на покупку металлических балок перекрытия.

Применение двутавровых балок в перекрытиях

Стальной двутавр – вид фасонного проката с поперечным сечением Н-образной формы, часто применяемый в качестве несущих балок под перекрытия в зданиях из монолитного бетона, кирпича, блоков и панелей. Для эксплуатации в стандартных условиях используют прокат, произведенный из углеродистой стали типа Ст3, для строительства в холодных регионах – из низколегированной типа 09Г2С.

Преимущества и недостатки использования двутавровой балки при устройстве перекрытий

Использование двутавра в качестве несущей балки под перекрытие обеспечивает следующие преимущества:

  • сочетание высокой несущей способности и меньшей массы погонного метра, по сравнению с массой полнотелого проката с квадратным или прямоугольным профилем;
  • длительный эксплуатационный период при условии антикоррозионной обработки;
  • ассортимент типоразмеров, позволяющий выбрать подходящий вариант для каждого случая.

Минусы устройства перекрытий с использованием металлического двутавра – это трудоемкость работ по монтажу металлоизделий, необходимость в сложных инженерных расчетах для определения оптимального номера профиля, коррозионное разрушение при отсутствии надежного антикоррозионного покрытия. С увеличением длины пролета несущая способность этих металлоизделий существенно снижается.

Виды двутавра по сечению и способу производства

Выпускаются двутавровые балки, изготовленные горячей прокаткой или сваркой. Горячекатаные изделия изготавливают с уклоном внутренних граней полок (ГОСТ 8239-89) и с параллельными внутренними гранями полок (ГОСТ 26020-83 или СТО АСЧМ 20-93).

Горячекатаный с уклоном внутренних граней

Этот вид металлопродукции считается классическим вариантом для использования в строительстве. Уклон граней составляет 6-12%. В маркировке продукции указывается ее номер, равный высоте стенки в сантиметрах.

С параллельными гранями полок

В обозначении этой металлопродукции указывается номер и тип профиля, а также цифра от 1 до 5. Чем больше последняя цифра, тем массивней номер.

Виды профиля:

  • Нормальный, обозначается буквой «Б».
  • Широкополочный, «Ш». Для него характерна увеличенная ширина полок.
  • Колонный, «К». Это самый массивный вид этого фасонного проката. Используется в основном при сооружении колонн.

Сварной

Этот вид в определенных случаях является экономически более рациональным вариантом, по сравнению с горячекатаной продукцией. В зависимости от инженерной задачи, такое металлоизделие изготавливается с переменным сечением, из двух или более марок стали, с вырезами и окнами, снижающими массу погонного метра. Сварная двутавровая балка может иметь полки разной толщины и ширины, усиливаться ребрами жесткости. Использование сварной металлопродукции, часто изготавливаемой в соответствии с индивидуальными чертежами и расчетами, позволяет реализовывать самые сложные архитектурные проекты.

Читать еще:  Алюминиевый профиль для стекла 4 мм

Особенности расчета двутавровой балки для устройства перекрытий

Применение проката Н-образного профиля для усиления перекрытий требует проведения инженерных расчетов. В простых случаях это можно сделать самостоятельно с помощью онлайн-калькулятора.

При определении требуемого номера и типа профиля двутавра, предназначенного для усиления перекрытий, потребуются следующие исходные данные.

Длина пролета

Расстояние между стенами с учетом их толщины.

Схема опирания двутавровой балки и распределения нагрузок

Для удобства проведения расчетов создано несколько типовых схем крепления балки и сосредоточения нагрузок, основные из них:

  • две опоры и равномерно распределенные силы;
  • две опоры, одна или две сосредоточенные силы;
  • консоль с одной сосредоточенной силой или равномерно распределенными силами.

Действующие нагрузки

Все усилия, действующие на двутавр, на котором монтируется плита перекрытия, разделяют на следующие группы:

  • Постоянные.К ним относится сумма масс двутаврового профиля и перекрытия на 1м2. В упрощенном варианте эта величина равна 500 кг/м2 для бетонного перекрытия с цементно-песчаной стяжкой.
  • Временные.Складываются из полезных (определяются назначением объекта), кратковременных (например, снеговых), особых (в стандартных эксплуатационных условиях в расчет не принимаются).

Все нагрузки, действующие на перекрытия с двутавровыми металлическими балками, разделяют на нормативные, установленные СНиПами, и расчетные. Расчетные усилия равны нормативным, умноженным на коэффициент надежности. Этот коэффициент учитывает погрешности, допущенные при производстве металлопродукции и монтаже. Для металлоконструкций, изготавливаемых в производственных условиях, коэффициент запаса равен 1,1, на стройплощадке – 1,3.

После введения в онлайн-калькулятор всех данных и проведения расчетов выдается несколько вариантов профиля по типу и размеру. Для уверенности в прочности и долговечности строительной конструкции выбирают балку с наиболее массивным профилем из предложенных вариантов.

В сложных случаях – при большой длине пролетов, значительных нагрузках, в присутствии особых нагрузок (например, при строительстве в регионах с высокой сейсмической активностью) – требуется проведение подробных инженерных расчетов с привлечением специалистов.

Какой швеллер использовать для перекрытия 6м

Из многообразия стального сортамента в бюджетных проектах чаще выбирается швеллер как балка перекрытия ввиду удачного сочетания характеристик механических и геометрических этого незамкнутого металлического профиля. Основной конкурент – двутавр, но он обходится гораздо дороже при одинаковых размерах сечения полок.

  1. Нюансы использования в балках перекрытий швеллеров
  2. Реакция на усилие скручивания
  3. Способы фиксации
  4. Из-за чего прогибаются балки
  5. Первичные причины
  6. Вторичные причины
  7. Выбор материалов, расчет конструкции
  8. Выбираем балки и правильно их опираем
  9. Швеллер для перекрытий
  10. Расчет необходимых материалов
  11. Каким требованиям должны отвечать перекрытия между этажами?
  12. Виды междуэтажных перекрытий
  13. Из монолитной плиты
  14. Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы
  15. Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам
  16. Мнение эксперта: Перекрытия по металлическим балкам

Нюансы использования в балках перекрытий швеллеров

Наряду с возведением зданий из камня и кирпича, пиломатериалов и бревна востребовано производство металлоконструкций для быстровозводимых сооружений. Основным прокатом для него традиционно являются уголок, труба, двутавр и швеллер. При изготовлении перекрытий по балкам в традиционном малоэтажном строительстве чаще всего применяются два последних профиля. Причем каждый из их имеет, как плюсы, так и минусы.

Реакция на усилие скручивания

Прежде, чем спроектировать и купить балку из швеллера, заведомо бюджетного варианта в сравнении с двутавром аналогичного сечения, следует учесть нюансы:

  • усилия от изгибающих нагрузок сосредоточены в полках
  • центр изгиба не совпадает с плоскостью загружения балки

Другими словами, местоположение стенки не совпадает с главной инерционной осью геометрического П-образного профиля, поскольку рабочим положением швеллера всегда является установка на одну грань (стенка вертикально сбоку).

Зато при одинаковых с двутавром ширине полки и высоте стенки секторная жесткость швеллера значительно выше. В прочностных расчетах учитывается удвоенный момент кручения и его стеснение габаритами профиля.

Способы фиксации

Выяснив, что может использоваться швеллер как балка перекрытия, нужно учесть другую особенность. Если профиль не закрепить жестко в пространстве, при достижении определенного крутящего момента он может опрокинуться.

Существует несколько технических решений для перемычек из этого сортамента:

  • спаренный швеллер – две балки стыкуются неразъемным сварочным соединением свободными краями полок, по верху которых дополнительно привариваются пластины, бюджет повышается вдвое, зато конструкции обеспечен многократный прочностной запас;
  • ребра жесткости – между полками привариваются прямоугольные пластины, так же увеличивающие пространственную жесткость элемента;
  • вмуровывание – металлопрокат обкладывают кирпичом либо бетонируют внутри армопояса, на который ляжет перекрытие;

Конкретное решение принимается проектировщиком или индивидуальным застройщиком (например, при строительстве садового домика, для которого проект не нужен) в зависимости от имеющегося бюджета и нужного запаса надежности.

Из-за чего прогибаются балки

Причины прогибания балок могут быть первичными и вторичными.

Первичные причины

К первичным факторам, из-за которых опорные элементы перекрытий начинают нуждаться в укреплении, относят неправильный расчет их несущей способности. То есть, когда проектировщик не учел длину пролета и расстояние между балками, не соизмерил эти величины с их сечением и предполагаемой нагрузкой. Иными словами, если изначально для устройства перекрытий был использован брус недостаточной высоты и толщины.

Ещё одна причина – использование некачественного материала: с сучками, трещинами, следами гнили. И невыполнение требований по его предварительной обработке антисептиками.

После монтажа паро- и теплоизоляции оценить сечение балок и их состояние будет невозможноИсточник

Проконтролировать соответствие сечения балок длине пролета можно по таблице:

Длина пролета, мШаг между балками, м
0,61
2100х70120х80
3140х90160х110
4160х120200х120
5160х120220х160
6220х140250х180

Эти значения определены для нагрузки 400 кг/м2 перекрываемой площади, их можно менять только в большую сторону. В идеале для каждого дома все эти параметры определяются индивидуальными расчетами. Например, если проектом предусмотрен утеплитель для межэтажных перекрытий, какой выбрать шаг между лагами, зависит от его ширины.

Вторичные причины

Даже изначально качественные и достаточно мощные балки со временем могут ослабнуть по следующим причинам:

  • повреждение древесины вследствие старения, воздействия высокой влажности, порчи насекомыми;
  • увеличение нагрузки на перекрытия, например, при установке тяжелой мебели, оборудования;
  • превращение нежилого помещения над перекрытиями в жилое: их утепление, звукоизоляция и монтаж напольного покрытия также создают дополнительную нагрузку.

Утепление, устройство перегородок и монтаж напольного покрытия увеличивают нагрузку на балкиИсточник

В последнем случае перед тем, как правильно утеплить межэтажное перекрытие по деревянным балкам и настелить на них пол, необходимо выполнить расчеты и при необходимости увеличить их несущую способность.

И в любом случае из перечисленных желательно периодически проверять состояние балок по горизонтальному уровню. При наличии провисания более чем на 1/250 от их общей длины, требуется усиление.

Выбор материалов, расчет конструкции

Типы балок для перекрытий

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

  • доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
  • двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
  • LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
  • комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
  • четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
  • двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
  • оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

  • межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
  • чердачное перекрытие;
  • подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

  • потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
  • длина пролета (ДП);
  • шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector