Междуэтажное перекрытие по стальным балкам

Деревянные балки перекрытия для большого пролета. Установка деревянных балок для перекрытия между этажами не является большой редкостью. Главным предназначением является равномерное распределение будущей нагрузки на фундамент и стены здания.

Заделка стальных балок в стену

Заделка балок в ниши аналогична таковой в случае деревянных балок, но с некоторыми особенностями.

Стальные балки заделываются в специально подготовленные в стене ниши глубиной 250 мм (рис. ). Для равномерного распределения усилий под балки подстилаются стальные пластины (рис. , а), или балки укладываются на распределительную бетонную подушку (рис. , б). Такой приём к тому же защищает стену из кирпича или ячеистых блоков от смятия в области опирания балок.

Рис. Заделка стальных балок в стену:

а — неутеплённая ниша, анкеровка балок с помощью стальной полосы или прута; б — утеплённая ниша, анкеровка балок с помощью уголков; в — заделка балок в нишу во внутренней стене; г — вид двутавровой балки; 1 — условное обозначение стены; 2 — цементно-песчаный раствор; 3 — анкер — стальная полоса или прут; 4 — стальной лист для распределения нагрузки от балки; 5 — набетонка с той же целью; 6— сечение двутавровой балки; 7 — двутавровая балка; 8— анкеры — уголки; 9 — эффективный утеплитель

Глубина опирания стальных балок должна быть не менее 200 мм.

Отделывают нишу по тем же соображениям, что и в случае деревянных балок. Если устройство ниши нарушает теплозащитные свойства стены, то между задней стенкой ниши и балкой закладывают утеплитель (рис. , б). При этом глубину ниши рассчитывают в зависимости от требуемой толщины утеплителя.

Полость ниши заделывают цементно-песчаным раствором. В отличие от балок деревянных, стальные «хорошо себя чувствуют» при контакте с раствором.

Анкеровка балки в стену производится с помощью металлического анкера, приваренного с одной стороны к балке, а с другой — заведённого в кладку (рис. , а). При этом длина отгиба должна быть не менее 200 мм. Для анкеровки сгодятся также уголки, приваренные к балке сверху и снизу и заведённые в кладку (рис. , б).

Опирание балок на внутреннюю стену, их анкеровка и отделка ниши производится так же, как и в случае наружных стен (рис. , в).

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.

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

Читайте также:  Лестничный проем - как правильно рассчитать

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.

Характеристики широкополочных двутавровых балок:

  • 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.

Характеристики колонных балок двутавровых:

  • 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.

Преимущества деревянных балок перекрытия

Схема балки перекрытия.

  1. Малый вес конструкций. Его легко выдерживают стены и фундамент, а при монтаже можно обойтись без грузоподъемных механизмов.
  2. Простота монтажа. Работа посильна для людей без высокой строительной квалификации.
  3. Высокие теплоизоляционные свойства.
  4. Хорошая надежность, прочность и долговечность.
  5. Меньшая стоимость по сравнению с конструкциями из других материалов.

Для изготовления брусьев можно применять древесину как хвойных, так и лиственных пород дерева. Но особое внимание надо обратить на качество древесины:

  1. Отсутствие сучков и трещин. Брус работает на изгиб, и любая трещина снижает несущую способность. Это приводит к прогибу перекрытия или его полному разрушению.
  2. Отсутствие гнили или поражения паразитами. Эти факторы постепенно распространяются в теле конструкции даже после обработки защитными средствами и уменьшают возможность выдерживать нагрузки;
  3. Влажность. Деревянные брусья должны быть просушены на открытом воздухе в течение не менее 3 месяцев при высокой температуре и низкой влажности воздуха.

Усиление деревянных балок перекрытия металлическим уголком. Процесс работы

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

  • Чердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
  • Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
  • Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.
Читайте также:  Установка плит перекрытия на кирпичную стену

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

  1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
  3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Как выполнить работы

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

  • Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
  • Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
  • Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
  • Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
  • Есть возможность изменить ширину шага укладки.
  • Можно установить внутренние коммуникационные линии.
  • Отличная звукоизоляция.
  • Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

  • Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
  • Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
  • Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы. Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета. Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1. Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели. Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Монолитное перекрытие по профилированному листу

Изначально НИИЖБ (научно-исследовательский институт бетона и железобетона) Госстроя СССР разработал методику заливки монолитных железобетонных перекрытий со стальным профилированным настилом (СПН) для зданий и сооружений промышленного назначения. Первые рекомендации по проектированию монолитных железобетонных перекрытий с СПН были разработаны в 1987 году, спустя почти два десятилетия появился СТО 0047-2005, по сути, слегка обновленная версия первого варианта. Однако тем, кто хочет разобраться в технологии и сделать расчеты самостоятельно, не прибегая к услугам профи, наши старожилы советуют сначала изучить методичку родом из Страны Советов.

Если хотите разобраться без лишних затрат, читайте рекомендации по проектированию монолитных железобетонных перекрытий со стальным профилированным настилом, НИИЖБ, 1987 г.

Читайте также:  Деревянное перекрытие между этажами. Особенности монтажа

Суть методики заключается в том, что профнастил служит одновременно и несъемной опалубкой, и внешней арматурой плиты, а также финишным слоем.

Монолитное перекрытие по профилированному листу

Когда речь о производственных помещениях, такой наружной отделки более чем достаточно. По мнению разработчиков СТО, облегченные перекрытия по профилю по сравнению с обычной монолитной плитой обладают рядом достоинств:

  • Снижение количества стали на балки – на 15 %.
  • Сокращение трудозатрат – на 25-40 %.
  • Сокращение массы плиты – на 30-50 %.
  • Увеличение жесткости перекрытий (к горизонтальным нагрузкам).
  • Упрощение проводки коммуникаций – размещение магистралей в гофрах.
  • Отсутствие деревянной опалубки – увеличение скорости работ.

Применение сталежелезобетонных перекрытий при строительстве промышленных и частных зданий допустимо при следующих основных условиях:

  • слабоагрессивная и неагрессивная среда эксплуатации;
  • влажностный режим до 75 %;
  • температура в помещении не выше +30⁰С;
  • используемый бетон без хлористого калия и других, хлорсодержащих, добавок.

То есть, основным противопоказанием к этому типу перекрытий является повышенная влажность, в силу чего они обычно используются как межэтажные и не применяются между цоколем и первым этажом или подвалом и первым этажом.

Профлист в цоколе сгниет, кому интересны сроки, посмотрите поиском. На защите арок колес оцинкованные саморезы ржавеют за пару месяцев.

Монолитное перекрытие по профилированному листу

Для заливки плит допускается использование как тяжелых, так и легких бетонов, но класс прочности на сжатие для тяжелого бетона на мелкозернистом заполнителе – от В15 (М200), для легкого бетона на пористом заполнителе – от В12,5 (М150). Минимальный слой бетона над профильным настилом – 30 мм, если предусмотрена чистовая стяжка, если без стяжки – от 50 мм. Настил изготавливается из несущих профилированных листов (Н), с высотой гофры от 44 мм.

Для арматурного каркаса применяются арматурные стержни периодического профиля, класса А-III, и проволока класса Вр. Если планируется перекрытие с лестничным проемом, то необходимо усиление арматурного каркаса по периметру и устройство бортовой опалубки. Стальные балки силового каркаса либо прокатные, либо составные профили.

Как самостоятельно изготовить?

При необходимости, железобетонные балки несложно изготовить своими силами, соблюдая следующие рекомендации:

  • начертите эскиз формы, соответствующей размерам и профилю необходимой балки;

Как самостоятельно изготовить?

Железобетонные конструкции можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно

  • применяйте для формирования опалубки струганные доски, толщина которых составляет 2,5–4 см. Допускается использование влагостойкой фанеры толщиной 2 см;
  • покройте внутреннюю поверхность каркаса пленкой из полиэтилена или другим гидроизоляционным материалом;
  • подготовьте стальную арматуру диаметром 1,2–1,4 см;
  • нарежьте заготовки, требуемого размера;
  • изготовьте арматурный каркас, применяя четыре стальных прутка, соединенных в поперечной плоскости стальной проволокой;
  • установите готовый каркас в опалубку, применяя подкладки, обеспечивающие гарантированный зазор до краев бетонной поверхности;
  • подготовьте, используя цемент, щебень, песок и воду, бетонный раствор, марка которого М300 и выше;
  • рассчитайте объем бетонной смеси, обеспечивающий выполнение заливки без перерывов;
  • после заливки накройте поверхность бетонного массива гидроизоляционным покрытием;
  • увлажняйте ежесуточно бетон в жаркое время года;
  • обеспечьте возможность твердения на протяжении 3–4 недель.

Бетонные балки перекрытия указанным методом изготовить проблематично, учитывая степень воспринимаемых нагрузок, ответственность конструкции, увеличенные габариты изделий. Но небольшая балка, изготовленная по приведенной технологии, может использоваться при перекрытии проема двери или окна.

Какие инструменты понадобятся для монтажа балочного перекрытия?

Установка балок перекрытия в доме из газобетона, кирпича и других материалов не состоится без перфоратора, уровней разного размера, сварочного аппарата, болгарки, рулетки, шлифмашинки, молотка, стамески и топора. Самые объемные и дорогие инструменты из этого списка лучше взять в аренду, если вы не работаете строителем, а просто выполняете работы по построению своего жилья. Список этих инструментов может меняться или дополняться в зависимости от материала, из которого делают перекрытие.

Делая монтаж балочного перекрытия своими руками, не забывайте о таких правилах:

  • Требования пожарной безопасности должны выполняться целиком и полностью, от этого зависит жизнь и здоровье всех, кто будет проживать в этом здании. Следуя этим требованиям, не меньше 40 сантиметров расстояния должно быть между дымоходом и ближайшей к нему балкой.
  • Точки соприкосновения балок со стенами всегда надо обрабатывать антисептиками, просмаливать их и покрывать рубероидом. Это поможет уберечь древесину от гниения и разрушения.
  • Каждая вторая балка должна хорошо крепиться на стене несущего типа. Это даст всей конструкции необходимый уровень жесткости, а зданию в целом – желаемую надежность. Иногда для этой цели в кладку вмуровывают стальные анкеры.

Если для создания балочных перекрытий или выполнения других строительных работ вам понадобится помощь настоящих профессионалов, обращайтесь в компанию «ИнноваСтрой». Мы всегда рады сотрудничеству!

Монтаж и установка железобетонных балок

Рисунок 3. Монтаж железобетонных балок перекрытия

Выполнять монтаж всевозможных железобетонных конструкций перекрытия вовсе несложно. Требуется только уметь точно их фиксировать, учитывая особенность сооружения. Сначала, предваряя монтаж, выполняют особую подготовку. Для этого каждую осевую деталь покрывают краской, зачищают ее поверхность.

Монтаж и установка железобетонных балок

Обычно изделия устанавливают, используя кран. Он поднимает элемент за монтажные петли. На размер используемых строп влияет длина элемента. Установку двутавровой детали делают непосредственно с борта транспортного средства: ее поднимают за траверсные крюки, выполняя  поддержку оттяжками, дабы не повредить колонны весьма тяжелым элементом перекрытия. Подкрановые опоры ставят на специальные прокладки, а затем крепят болтами. После геодезической выверки окончательно фиксируют детали.