Разновидности и обозначение железобетонных балок

При расширении существующих или устройстве новых проемов в несущих стенах, проект перепланировки квартиры может содержать различные способы металлоусиления. Здесь мы рассмотрим такой распространенный вариант, как усиление швеллером.

Плюсы и минусы перекрытия из дерева

Для монтажа перекрытия своими руками необходимо подготовиться. Пол в доме должен опираться на прочную и жесткую конструкцию. Перед началом работ придется изучить требования к элементам, особенности их расчета и типы сечений.

Можно выделить следующие преимущества деревянного перекрытия:

  • привлекательный внешний вид, возможность сделать деревянный пол без дополнительных мероприятий;
  • небольшой вес, снижение нагрузки на стены и фундаменты, экономия на строительстве;
  • возможность проведения ремонтов в процессе эксплуатации;
  • скорость монтажа, выполнение работ без дополнительных машин и механизмов.

Деревянные балки не утяжеляют конструкцию и быстро монтируются Но также стоит выделить и недостатки:

  • горючесть древесины, потребность в специальной пропитке антипиренами;
  • меньшая по сравнению с железобетонными или металлическими элементами прочность;
  • усадка и деформации при перепадах температур и влажности;
  • подверженность гниению, грибку и плесени при повышенной влажности, необходимо выполнять обработку антисептиками на стадии строительства и периодически в течение срока службы.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см.

Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров.

Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата.

Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

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.

Смотрите также:

  • Дача на селе. Садоводческим землям могут сменить статус земли
  • Конституционный суд разрешил садоводам и дачникам разводить домашнюю живность на своем участке
  • Дачную амнистию продлили на пять лет
  • Чем зелёные фрукты полезнее красных?
  • Правда ли, что с 1 января жителям частных домов запретят разжигать костры?
  • Условия и способы хранения зернопродуктов
  • Преимущества и недостатки

    Балки ЖБИ обладают высокими техническими качествами, к которым можно отнести следующее:

    1. Высокую прочность.
    2. Стойкость к огню – элементы перекрытия из железобетона не поддерживают и не способствуют распространению пламени.
    3. Стойкость к воздействию влаги – конструкции не теряют своих качеств и не разрушаются в условиях повышенной влажности.
    4. Удобную форму, которая позволяет производить быстрый монтаж перекрытий.
    5. Высокую механическую, химическую и биологическую стойкость.
    6. Высокую стойкость к нагрузкам разного типа: на изгиб, на сжимание, на растягивание и вибрацию.
    Читайте также:  Правила установки перемычек над окнами

    Недостатки железобетонных балок перекрытия:

    1. Значительный вес конструкции;
    2. Высокая теплопроводность;
    3. Высокая цена;
    4. Необходимость задействовать при транспортировке и монтаже спецтехнику;
    5. Необходимость качественной подготовки основания.

    Расчет стоек опалубки перекрытия

    Расчет стоек опалубки перекрытия следует производить из расчета квадратуры и геометрических размеров комнаты. Во избежание обрушения конструкции опалубки перекрытия, необходимо производить расчет стоек опалубки перекрытия из принципа 1 телескопическая стойка на 1 м2 перекрытия. В любом случае на каждый ригель (двутавровая балка), длиной 2 метра – 3 метра, необходимо производить монтаж по принципу – «начало – середина-конец» балки».

    Рассмотри на конкретном примере схемы перекрытия для частного дома.

    На участке строительства частного дома расположен объект с наружными размерами 10,18 м х 10,8 м. По центру проходит несущая перегородка толщиной 40 см.

    Для начала расчета необходимо выяснить какой длины размещаются балки для монолитного перекрытия. В нашем случае конкретного проекта бетонного перекрытия, устанавливаются двутавровая булка диной 3 метра по 2 шт. в ряд. Шаг ригеля примем с размером 1,25 метра. В таком случае на наше монолитное перекрытие необходимо следующее количество балок:

    1. В одном ряду по 2 шт. балок по 3 метра – 16 рядов х 2 шт. = 32 шт. по 3 метра
    2. 2 ряда по 1 шт. = 2 шт. по 3 метра

    Второстепенный ряд балок устанавливается сверху и перпендикулярно основному ряду балок с шагом 610 мм (под ламинированную фанеру 1220/2440 мм). В нашем случае на монолитное перекрытие необходимо уложить второстепенных балок длиной 2,65 метра– 62 шт.

    Закончив расстановку балок на предварительном чертеже опалубки перекрытия, можно приступить к расчету стоек опалубки перекрытия. Принцип расстановки простой. На каждую основную балку (ригель) устанавливается по 3 стойки – «начало-середина-конец». На последней стойки, стыкуется следующая балка. На чертеже виден расчет стоек опалубки перекрытия. Необходимое количество -86 стоек опалубки перекрытия. На каждую телескопическую стойку устанавливается унивилка – 86 шт. Тренога для телескопической стойки монтируется через одну стойку и соответственно нужно 43 шт.

    Основные требования к балкам перекрытия

    1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
    2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
    3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
    4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
    5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
    6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
    7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
    8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).

    В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.

    Расчет деревянной балки перекрытия

    Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

    1. Калькулятор

    2. Инструкция к калькулятору

    Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор.

    С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

    • Тип 1 — цельная деревянная балка.
    • Тип 2 — клееная балка из досок.
    • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
    • Тип 4 — обрезанное бревно.

    Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП

    2011) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь.

    Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

    Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

    Тип 1

    Условия эксплуатации:

    Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

    Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

    Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

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

    Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

    Читайте также:  Использование плит перекрытия для возведения фундамента дома

    Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

    Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

    Характеристики балки:

    Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

    Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

    Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

    Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

    Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

    Нагрузка:

    Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

    Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

    Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

    Тип 2

    Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

    Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

    Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

    Тип 3

    Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

    Тип 4

    Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

    Результат

    Расчет по прочности:

    Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

    Wтреб — требуемый момент сопротивления.

    Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

    Расчет по прогибу:

    Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

    Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

    Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

    Другие параметры:

    Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

    Общий объем — общая кубатура балок.

    Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

    Железобетонные перекрытия по металлическим балкам

    В некоторых случаях в качестве балок перекрытия, на которые укладываются бетонные плиты, используется стальной прокат: швеллер и двутавр. Это заслуживающее на жизнь решение, если нет возможности приобрести цельные или сборные железобетонные балки перекрытия.

    Например, цена новой бетонной балки сечением 220х180 мм длиной 6 000 мм на момент написания статьи составляет 9 000 рублей. В то же время цена бывшей в употреблении двутавровой балки №18 длиной 6000 мм, аналогичной несущей способности составляет 39 500 рублей. При всех прочих равных условиях, разница в цене на порядок выше. Данные по стоимости изделий взяты из открытых источников. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании и возведении зданий.

    Железобетонные балки перекрытия межэтажные – характеристика конструкций

    Наиболее значимым преимуществом ригелей является их прочность, жесткость и надежность, ведь если все технологии при изготовлении железобетона соблюдены, он получается очень крепким. Еще одним достоинством такого материала является его долговечность. ЖБ балки не корродируют, не гниют, что значительно продлевает срок их эксплуатации. Они также пожароустойчивы. Такими балками можно перекрыть довольно длинные по размеру пролеты.

    Вес этих изделий является недостатком, поскольку затрудняет их монтаж и транспортировку, а также перед началом строительства потребует дополнительных расчетов прочности фундамента. ЖБ балки не используются для перекрытия деревянных или каркасных строений, поскольку несущая способность стен этих сооружений значительно ниже, нежели кирпичных или монолитных.

    Для самостоятельного изготовления ригелей необходимы: материал для выставления опалубки, бетонная смесь, арматура, сварочный аппарат или специальный вязальный крючок с вязальной проволокой. Теперь самое время рассмотреть процесс изготовления.

    Расчет деревянного перекрытия

    Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

    Во-первых, предполагаемыми нагрузками.

    Расчет деревянного перекрытия

    Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

    А также переменной – она принимается равной 150 кг/ (Согласно СНиП «Нагрузки и воздействия»). К переменным нагрузкам относят вес мебели, оборудования, находящихся в доме людей.

    Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности. Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.

    Расчет деревянного перекрытия

    Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.

    Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

    На величину прогиба оказывает влияние и порода древесины, из которой изготовлена балка.

    Расчет деревянного перекрытия

    Расчет перекрытия по деревянным балкам

    Предположим, что расстояние между деревянными балками составляет 1 м.п. Общая длина балки 4 м.п. А предполагаемая нагрузка составит 400 кг/

    Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

    Расчет деревянного перекрытия

    Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 400х4 в кв./8 = 800

    Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

    Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

    Расчет деревянного перекрытия

    R — сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.

    Читайте также:  Как сделать потолочное перекрытие в частном доме?

    В таблице приведено сопротивление лиственницы.

    Расчет перекрытия по деревянным балкам — таблица сопротивления древесины

    Расчет деревянного перекрытия

    Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП )).

    Расчет перекрытия по деревянным балкам — переходящий коэффициент

    Если учесть предполагаемый срок службы строения, то полученное значение нужно скорректировать и на него.

    Расчет деревянного перекрытия

    Расчет перекрытия по деревянным балкам — срок службы дома

    Пример расчета балки показал, что сопротивление балки на прогиб может уменьшиться вдвое. Следовательно, нужно изменить ее сечение.

    Расчёт деревянных балок перекрытия можно выполнить с применением выше приведенной формулы. Но можно использовать специально разработанный калькулятор расчета деревянных балок перекрытия. Он позволит учесть все моменты, не утруждая себя поиском данных и расчетом.

    Расчет деревянного перекрытия

    В-третьих, параметрами балки.

    Длина деревянных балок перекрытия цельных может составлять не более 5 метров для междуэтажных перекрытий. Для чердачных перекрытий длина пролета может составлять 6 м.п.

    Таблица деревянных балок перекрытия содержит данные для расчета подходящей высоты балок.

    Расчет деревянного перекрытия

    Таблица деревянных балок перекрытия для расчета высоты балок

    Толщина деревянных балок перекрытия рассчитывается исходя из предпосылки, что толщина балки должно быть не меньше 1/25 ее длины.

    Например, балка длиной 5 м.п. должна иметь ширину 20 см. Если выдержать такой размер сложно, можно достичь нужной ширины путем набора более узких балок.

    Расчет деревянного перекрытия

    Следует знать: Если балки сложить рядом они выдержат нагрузку в два раза больше, а если сложить друг на друга — выдержат нагрузку в четыре раза больше.

    Используя график, представленный на рисунке можно определить возможные параметры балки и нагрузку, которую она в силах вынести. Учтите, что данные графика пригодны для расчета однопролетной балки. Т.е. для того случая, когда балка лежит на двух опорах. Измеряя один из параметров можно получить желаемый результат. Обычно в качестве изменяемого параметра выступает шаг балок деревянного перекрытия.

    Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия

    Расчет деревянного перекрытия

    Итогом наших расчетов станет составление чертежа, который будет служить наглядным пособием при работе.

    Чтобы качественно и надежно осуществить своими руками перекрытие по деревянным балкам, чертеж должен содержать все расчетные данные.

    Расчет деревянного перекрытия

    Когда необходимо усиливать лаги?

    Если хозяин дома заметил провисание верхнего этажа, то первое, что необходимо сделать, провести несложные измерения и оценить состояние конструкций, величину статической нагрузки, чтобы определить величину провисания потолка или изменения кривизны пола для принятия решения о необходимости усиления лаг.

    Любые перекрытия под действием собственного веса, статической нагрузки установленных на них конструкций и предметов прогибаются с течением времени. Допустимая величина провисания принимается 1:300, то есть, если трехметровая балка прогнулась на 10 мм, поводов для беспокойства нет, но если эта величина больше, то необходимо принимать меры к устранению деформации и усилению конструкции.

    Усиление металлоконструкций

    Металлические конструкции, использованные в качестве балок межэтажного перекрытия, можно усилить при помощи дополнительных изделий из металлопроката при помощи сварки или болтового соединения. Для этого разбирается поверхность пола или потолка, если необходимо, под балки перекрытия заводятся регулируемые подпорки для устранения деформации, и производится усиление конструкции стандартными изделиями из металлопроката необходимого сечения, расчет которого выполняется с применением специальных таблиц и методик.

    Усиление деревянных элементов

    Существующие конструкционные элементы деревянного перекрытия в зависимости от их состояния можно усилить несколькими способами:

    1. При помощи накладок из бруса, выполнив несложный математический расчет, когда из табличного значения сечения необходимой балки перекрытия отнимается ширина существующего бруса. Брус и балка скрепляются при помощи болтов с металлическими накладками, препятствующими разрушению древесины в месте крепления и ослаблению конструкции. Существующая балка приподнимается домкратами до получения ровной поверхности пола, после чего накладка и балка скрепляются между собой;
    2. Используя в качестве накладок металлические полосы толщиной 10 мм и шириной на 10-20% меньше высоты бруса. Для предотвращения деформации полосы и снижения прочности количество крепежных болтов должно быть увеличено на 25% по сравнению с деревянными элементами. Накладки устанавливаются с одной или двух сторон балки в зависимости от величины нагрузки на несущие элементы пола верхнего этажа;
    3. Деревянные балки перекрытия, поврежденные насекомыми или гнилостными бактериями можно усиливать при помощи протезов, сваренных из прутка в виде пространственной фермы, или при помощи из швеллера необходимого размера. Швеллер, устанавливаемый в качестве протеза, подбирается из стандартного ряда металлопроката, а для изготовления пространственной прутковой фермы требуется выполнить достаточно сложный расчет прочности, который под силу только квалифицированному специалисту.
    4. Усиление несущей способности межэтажных конструкций можно выполнить путем установки дополнительного количества балок, но эти работы требуют изготовления отверстий в несущих стенах, что в некоторых случаях выполнить затруднительно.

    Используя металлические элементы для усиления несущих межэтажных конструкций, особенно это касается разрушенных частей, подлежащих удалению, следует предусмотреть установку элементов, на которые будут закрепляться половые доски верхнего этажа. Крепление должно быть надежным и долговечным, исключающим возможность разбалтывания и появления скрипов.

    Усиленные различными способами лаги позволяют увеличить грузоподъемность несущих межэтажных конструкций и общую безопасность эксплуатации существующих строений без значительных капиталовложений и большого объема строительных работ.