33. Требования, предъявляемые к перекрытиям. Классификация перекрытий. Перекрытия по металлическим балкам снип

Нормативные документы для проектирования перекрытий

СНИП для перекрытий От надежности перекрытий зависит срок эксплуатации зданий, комфорт и безопасность проживающих в них людей. Ошибки в проектировании и строительстве перекрытий могут привести чрезмерным прогибам, приводящим к преждевременному износу полов и порче потолочных отделочных материалов, а в некоторых случаях — к обрушению несущих конструкций. Требования к перекрытиям регламентируются несколькими нормативными документами.

СНиП 31-02-2001

СНиП 31-02-2001 регламентирует общие требования к несущим конструкциям одноквартирных жилых домов.

Высота от пола до потолка жилых комнат должна быть не менее 2,7 метра, на мансарде — 2,3 метра, в коридорах — 2,1 метра.
Конструкция несущих конструкций должна исключать появление трещин, деформаций и разрушений, ухудшающих эксплуатационные свойства дома и приводящих к невозможности проживания в нем.

Несущие конструкции должны рассчитываться исходя из постоянных нагрузок от собственного веса, временных сосредоточенных, равномерно распределенных и снеговых нагрузок.
При подсчете нагрузок учитывается вес каминов, печей и других тяжелых элементов. Нормативные значения нагрузок, прогибов и перемещений перекрытий принимаются согласно СНиП 2.01.07-85.

СНИП ii-26-76 кровли. Нормы проектирования

О нормах проектирования кровли, отраженных в СНИП-II-76, читайте в нашей публикации.
Как правильно произвести монтаж винтовых свай для забора, расскажет данная статья.
Что представляет собой сайдинг под дерево и какой разновидности этого материала отдать предпочтение при выборе, Вы узнаете по этой ссылке.

СНиП 2.01.07-85

СНИП для перекрытий

СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия» устанавливает правила определения постоянных и временных нагрузок и коэффициентов надежности. В первом разделе классифицируются виды нагрузок и указывается, что расчеты несущих конструкций должны выполняться для неблагоприятных случаев сочетания нагрузок. Далее регламентируется порядок учета каждой из нагрузок при расчетах несущих конструкций и даются коэффициенты надежности, которые вводятся в формулы расчетов.

Величина равномерно распределенных нагрузок для перекрытий жилых зданий принимается равной 150 кгс/кв. м, нагрузок от веса перегородок — не менее 50 кгс/кв. м. Нормативное значение сосредоточенной нагрузки равно 150 кгс/кв. м. Снеговые нагрузки в зависимости от региона имеют значения от 80 до 560 кгс/кв. м.

В разделе 10 устанавливаются предельные прогибы несущих конструкций. Для балок и плит перекрытия в зависимости от длины пролета их величина равна 1/120 — 1/300 (для пролета 6 метров — 1/200). Здесь же приводятся формулы для расчетов прогибов.

Другие нормативные документы

Отдельные требования к перекрытиям изложены во многих нормативных документах. Ниже перечислены некоторые из них.

СНиП 3.03.01 — 85 «Ограждающие и несущие конструкции» устанавливает правила монтажа плит перекрытия.
СНиП II-25-80 и СП64.13330.2011 регламентируют требования к несущим деревянным конструкциям, содержат расчетные таблицы с характеристиками материалов и формулы для проверки несущей способности элементов.
СНиП II-23-81 содержит методику расчета металлических балок, таблицы с характеристиками материалов и необходимыми коэффициентами.
В «Пособии к проектированию жилых зданий», созданном в дополнение к СНиП 2.08.01-85 «Жилые здания», дается классификация полов и приводится методика расчета железобетонных плит перекрытия.
В СНиП 21.02-2003 указаны требования к тепловой защите зданий, приведены нормативные значения сопротивлений теплопередачи перекрытий в зависимости от климатических условий.

Заключение

Проектирование и сооружение перекрытий является непростой задачей. Нормативы и требования, приведенные в СНиПах, основаны на многолетнем опыте и научных изысканиях, их знание поможет правильно рассчитать несущие конструкции, избежать ошибок и построить надежный безопасный дом.

okrovle.com

33. Требования, предъявляемые к перекрытиям. Классификация перекрытий.

Перекрытия служат для разделения здания по высоте на этажи и приема нагрузки от людей и оборудования. Они повышают жесткость зданий.

Перекрытие состоит из несущих элементов (балок и плит) и ограждающих конструкций (плит, межбалочных накатов, полов).

Являясь несущей и ограждающей частью здания, перекрытия должны отвечать требованиям прочности, жесткости, долговечности звуко- и теплоизоляции (для чердачных перекрытий и перекрытий над проездами и холодными подвалами) и огнестойкости, иметь небольшую толщину и др. Учитывая значительный удельный вес, стоимость перекрытий и полов в общей стоимости здания, к перекрытиям предъявляются повышенные требования в части их экономичности и индустриальности.

В зависимости от назначения здания, его капитальности, материала несущих элементов перекрытия бывают:

по материалу несущих конструкций различают перекрытия по стальным, деревянным балкам и железобетонные перекрытия;

по способу возведения железобетонные перекрытия подразделяются на сборные, монолитные и сборно-монолитные;

по конструктивной схеме перекрытия можно подразделить на балочные и безбалочные.

В балочной схеме с пролетом до 6 м нагрузку от пола и веса межбалочного заполнения воспринимают балки перекрытия, укладываемые на несущие стены с определенным расстоянием (шагом), параллельно меньшей стороне перекрываемого пролёта. Шаг балок зависит от их материала и сечения. При пролетах более 6 м применяют балки более крупного сечения (прогоны). Прогоны опираются на несущие стены или на отдельно стоящие опоры (колонны, столбы). Балки перекрытий в этом случае укладывают на прогоны, образуя с последними балочную клетку. Перекрытия из плит, укладываемых непосредственно на несущие стены, называют безбалочными.

Перекрытия по назначению классифицируются на:

Чердачные перекрытия – отделяют жилой этаж от чердака. Основное требование, предъявляемое к данному типу перекрытий – теплозащита. Пароизоляция позволяет предотвратить не только увлажнение, возникающее в результате диффузии паров из жилых этажей, но и конденсацию в точке, где температура снижается до точки росы.

Межэтажные перекрытия – отделяют жилые этажи друг от друга. Для межэтажных перекрытий температурно-влажностные факторы не являются определяющими.

Подвальные перекрытия – отделяют подвал от жилого этажа. В случае, когда подвал не отапливаемый, то к подобного рода перекрытиям предъявляются те же самые требования, что и к чердачным – надежная теплоизоляция, в противном случае так же, как и к межэтажным.

Цокольные перекрытия – отделяют жилой этаж от подполья. Для цокольных перекрытий характерны те же требования, что и для чердачных, т.е. должны выполняться теплозащитные требования. Слой пароизоляции укладывается так же, как и в подвальных перекрытиях.

34. Перекрытия по деревянным балкам. Перекрытия по стальным балкам.

Перекрытия по деревянным балкам, применяемым в современном малоэтажном строительстве там, где древесина является местным строительным материалом, имеют небольшой собственный вес, но загниваемы, недостаточно огнестойки и трудоемки. Для повышения долговечности деревянных перекрытий древесину антисептируют. Деревянные балки представляют собой брусья или толстые доски из древесины хвойных пород. Высота сечения деревянной балки составляет обычно 1/20-1/25 часть перекрываемого пролета, но всегда определяется расчетом. Шаг дощатых балок колеблется от 600 до 800 мм, а брусчатых - от 600 до 1000 мм. Опирание концов деревянных балок на каменные стены может быть с глухой или открытой заделкой

При глухой заделке зазор между балкой и гнездом в 20-30 мм заделывают раствором. Открытая заделка допускается при толщине наружных стен более 510 мм и при опирании балок на внутренние стены. В наружных стенах толщиной 510 мм и менее при открытой заделке гнезда балок необходимо утеплять вкладышами из теплоизоляционных материалов.

Для связи стен с перекрытиями концы балок заанкеривают в стены, а концы балок, опирающиеся на внутренние стены или на прогоны, соединяют между собой стальными связями. Анкеры ставят не реже чем через одну балку. Прогоны могут быть железобетонными, стальными и деревянными (составного сечения на пластинчатых нагелях или клеевые).

Пространство между балками заполняют межбалочным накатом. Накат укладывают на черепные бруски (сечением 40х40 или 40х50 мм), прибиваемые к балкам гвоздями. Для обеспечения необходимой звукоизоляции перекрытии по накату устраивают глино-песчаную смазку толщиной 20-30 мм, или укладывают слой рулонного материала. Дополнительное улучшение звукоизоляции междуэтажных перекрытий, звука- и теплоизоляции перекрытий, разделяющих помещения с разной температурой воздуха, достигается укладкой поверх смазки изоляционного материала (сухой песок, керамзит, шлак и др.). Для настилки пола по балкам через 500-700 мм укладывают лаги из досок или пластин, к которым прибивают доски пола. Горизонтальность лаг проверяется по уровню. В местах опирания лаг на балку под лаги подкладывают звукоизоляционные прокладки из двух слоев рулонных материалов, резины или полосок оргалита. Улучшая звукоизоляцию перекрытия, лаги способствуют и вентиляции образующейся под всем полом воздушной прослойки через отверстия в полах, закрываемые решетками. Потолки оштукатуривают или обшивают листами сухой штукатурки.

Перекрытия по стальным балкам. Балки перекрытий в виде стальных двутавров, швеллеров или рельсов укладывают на несущие стены или столбы с заделкой и анкеровкой их. Межбалочное заполнение может быть монолитным и сборным.

Монолитное межбалочное заполнение может быть из кирпича, бетона или железобетона и керамических камней. Перекрытия по стальным балкам со сборным накатом в схеме своей сходны с аналогичными перекрытиями по деревянным балкам. Стальные балки чердачных перекрытий утепляют со стороны чердака, чтобы исключить образование зимой конденсата на потолке в местах расположения балок вследствие большой теплопроводности их.

Перекрытия по стальным балкам в настоящее время редко применяют, так как для устройства 1 м2 перекрытия требуется до 30— 35 кг прокатного металла. Однако в существующих зданиях, особенно с пролетами 6—8 м, эти перекрытия встречаются часто.

Перекрытия по стальным балкам могут быть двух видов — со сгораемым (деревянным) и несгораемым наполнением. Несгораемым междубалочным заполнителем является монолитная железобетонная плита или из сборных плит и пустотелых блоков.

studfiles.net

Перекрытия в жилых зданиях по металлическим балкам — МегаЛекции

Вместо тяжелых железобетонных балок часто применяют металлические двутавровые балки, которые укладывают с расстоянием в осях 120 см. Между балками помещают сборные железобетонные пустотелые плиты толщиной 9 см, реже керамические балочки-вкладыши. По железобетонным плитам наносят слой шлака и железобетонной стяжки толщиной 8—10 см. Масса 1 м2 такого перекрытия часто превышает 400 кг. Теплоизоляция улучшена за счет шлаковой насыпки слоем 30—35 см.

Применяют армированные и изоляционные плиты, выравнивающий шлакобетонный слой.

Стальные балки высотой полки 140 см укладывают на подвальные стены на предварительно нанесенный слой цементного раствора марки 50. Укладывают балки с шагом 90 см. При этом необходимо строго соблюдать равномерность и горизонтальность укладки балок. Затем сбоку, пока еще не возведена кладка над подвалом, между полками стальных балок укладывают армированные шлакобетонные плиты на известково-цементный раствор марки 25, на них — балочку высотой 8 см или доску параллельно стальной балке на расстоянии 1,5 см от ее верхней полки. В зазор между балкой и балочкой укладывают бетон на гравийно-песчаной смеси.

Забетонировав верхнюю часть стальных балок перекрытия, значительно увеличивают несущую способность балок и уменьшают их прогиб. Но если по какой-либо причине этого не сделали, перекрытие тоже будет достаточно прочным. При укладке такого перекрытия над жилыми помещениями бетонирование верхних частей балок обязательно, поскольку это предохраняет штукатурку от растрескивания.

На шлакобетонные плиты, покрытые тонким выравнивающим слоем из известкового раствора, укладывают кровельный пергамин без песчаной посыпки, предотвращающий проникание водяных паров. На пергамине размещают изоляционные плиты из легкого опилочного бетона, после чего по перекрытию устраивают шлакобетонную стяжку.

Чтобы штукатурка хорошо держалась и на нижних полках стальных балок, их обертывают проволочной сеткой, оштукатуривают цементным раствором, после высыхания которого все перекрытие обрабатывают цементным набрызгом и, наконец, наносят известково-цементный раствор марки 25. Такие перекрытия можно устраивать над всеми помещениями первого этажа. В этом случае в качестве изоляции используют опилочный бетон.

19. Особенности перекрытий жилых зданий нижнего, промежуточного иверхнего этажей

Строение перекрытий и применяемые для их сооружения материалы в полной мере зависят от конструкции здания. В зданиях каркасной или каркасно-щитовой конструкции перекрытия делают деревянными, так как каркас дома не рассчитывают на более тяжелые нагрузки. Здесь с уверенностью можно сказать, что перекрытие тоже является ограждением, с той лишь разницей, что расположена она в горизонтальной плоскости. Несмотря на это, порядок монтажа перекрытия несколько отличаются от стеновых конструкций.

Несущей основой каркаса деревянного перекрытия являются потолочные балки, которые входят в схему силового каркаса здания. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы.

Простильный настил устраивают для нежилых помещений, так как шумопоглощающие и теплоизоляционные свойства такого перекрытия довольно низкие. Суть перекрытия состоит в том, что между несущими балками нашивают настил из досок, служащий полом чердака. Подшивное перекрытие чаще всего применяют в дачных домиках мансардного типа, которые эксплуатируются сезонно, и к теплоизоляционным свойствам перекрытия не предъявляются высокие требования. Суть перекрытия состоит в том, что с обеих сторон балок крепят настил из шпунтованных досок. Шумопоглощающий слой укладывают прямо на доски нижней подшивки. Нижний настил служит потолком нижнего этажа, а верхний — полом мансардного.

Классификация кровель. Требования к кровлям

Кровли могут быть разделены по конструкционным особенностям на несколько видов, каждый из которых имеет определенные преимущества и характерен для того или иного типа зданий.

Односкатная кровля. Представляет собой крыши с одним скатом - несущая часть опирается на наружные стены здания, которые располагаются на разных уровнях.

Двускатная (другое название - щипцовая) кровля. Наиболее распространенный вид скатных кровель. В такой конструкции плоскости кровли опираются на стены, располагающиеся на одном уровне. Фронтонами в такой крыше (или щипцами) называют треугольные элементы торцовых стен. Двускатная кровля на жилых и промышленных строениях имеет ряд отличий - в частности, в промышленной кровле применяется меньший угол наклона скатов при большей их длине и ширине.

Шатровая крыша. Элементы такой кровли - это четыре ската треугольной формы, который соединяются вместе в одной точке.

Сводчатая кровля. Если представить такую крышу в поперечном сечении, то получится окружность или другая совмещенная кривая. Сводчатая кровля, в зависимости от формы кривой, может быть круглой или параболической.

Вальмовая кровля. Представляет собой крышу, состоящую из четырех скатов. Формирование такой кровли происходит путем соединения двух скатов трапециевидной формы с двумя треугольными скатами (торцевыми), называемыми вальмами.

Полувальмовая кровля. Состоит из двух скатов, имеющих срез над торцевыми стенами. Вершины на срезе представляют собой треугольники (вальмы).

Складчатая кровля. Складками в таком типе кровли называют трапецеидальные элементы, которые соединяются между собой.

Куполообразная кровля. Внешне такая кровля выглядит как половина шара, опорой для которой служит цилиндрическая стена здания.

Крестовый свод. Представляет собой 4 совмещенных арочных свода.

Шпилеобразная кровля - устраивается при помощи нескольких крутопадающих скатов, соединенных на вершине.

Мансардные крыши. Такой тип крыши все чаще используется в загородном строительстве, так как позволяет эффективно использовать пространство чердака в качестве помещения для проживания или других целей.

Требования, предъявляемые к кровле

- прочность (кровля испытывает давление атмосферных осадков и особенно снега)

- водонепроницаемость

- морозостойкость

- биохимическая стойкость (устойчивость кровли к химическому воздействию атмосферы)

- небольшая собственная масса (большая масса увеличивает нагрузку на кровлю и требует дополнительных мер по укреплению

стропильной системы и обрешетки).

- звукопоглощение

- архитектурно-декоративные требования (кровля должна гармонировать с общим видом постройки и дополнять его)

- простота обслуживания

- долговечность.

megalektsii.ru

Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам своими руками

Если предстоит реконструкция, строительство загородного дома, дачи или бани, где предусмотрено деревянное перекрытие, то для работы подойдут двутавровые балки. Материал соответствует нормам СНиП и позволяет существенно сократить время постройки. Применение деревянных балок имеет ряд неоспоримых достоинств, что делает этот материал популярным среди застройщиков. Конструкция двутавра, основное предназначение, расчет и технология монтажа описаны в статье.

Деревянные двутавровые балки: конструкция и сфера применения
Виды и технические характеристики деревянных двутавров
Требования к межэтажным перекрытиям
Расчет предполагаемых нагрузок
Технология монтажа межэтажного перекрытия
Использование деревянных балок перекрытия по ГОСТу и СНиП
Изготовление деревянных двутавров своими руками

Деревянные двутавровые балки: конструкция и сфера применения

Двутавры из древесины активно используются в сфере строительства для устройства межэтажных перекрытий, в качестве несущей конструкции стропильной системы, кровельных и мансардных стеновых каркасов. В разрезе конструктивный материал имеет сечение в виде буквы «Н». Боковые полозья двутавра изготавливаются из сухого проклеенного бруса, перемычка выполняется из ОСБ (ориентированно-стружечной плиты). Согласно СНиП поперечная перемычка пропитывается огнеупорным, водоотталкивающим клеем.

Деревянная двутавровая балка – отличное решение для частного строительства, начиная от возведения каркасного дома и заканчивая деревянной постройкой из сруба. Этот конструктивный элемент – достойная альтернатива металлическим профилям, деревянным доскам и ЖБ плитам. К числу основных достоинств относятся:

высокая прочность и жесткость, позволяющая выдерживать большие нагрузки;
в отличие от традиционных пиломатериалов, балки не прогибаются и не вызывают скрипов пола;
благодаря относительно невысокому весу облегчается монтаж перекрытия – работу получится выполнить без привлечения спецтехники; выполнить межэтажное перекрытие из бетона своими руками очень сложно;
деревянные двутавровые балки перекрытия, в отличие от металлических, не подвергаются коррозии;
материал не рассыхается, не деформируется, не ссыхается и не подвергается усадке, кручению и вздутию;
в полках двутавра есть возможность проложить коммуникации;
использование деревянных балок в разных климатических условиях;
работы относительно «чистые» - нет такого количества грязи и пыли, как при заливке межэтажного перекрытия своими руками;
сокращение сроков строительства и экономия трудозатрат;
экологичность и длительный срок службы.

Достоинства стройматериала обуславливают популярность его применения:

Каркасное строительство. Возведение несущих элементов, опор перекрытия дверных и оконных проемов, стропильной кровельной конструкции.
Обустройство межэтажных перекрытий и чердаков. Особенно актуально при возведении газобетонных домов, мансардного помещения.
Реконструкция здания. Деревянные двутавровые опоры применяются при реставрации, замене или укреплении конструктивных узлов постройки.

Виды и технические характеристики деревянных двутавров

Серии двутавровых балок из древесины подразделяются на несколько разновидностей. Классификация согласно СНиП:

Серия БП. Балки для устройства перекрытий на пролетах до 9 м. Основные габариты элементов:
- высота – 19-46 см;
- боковые пояса – 4*9 см;
- толщина ОСБ-перегородки – 12 мм;
- длина балки – 12 м.
Серия БС. Изделие используется для стропильной системы. К этой группе относятся балки двутавровые размерами:
- ширина опоры – 19-41 см;
- пояса по 4*6 см;
- поперечная стойка – 9,5 мм;
- длина – до 8,5 м.
Серия СС. Двутавры применяются при строительстве домов согласно «канадской» технологии, выполняя функцию основной стойки при возведении внутренних перегородок и фасадной стены. Параметры выпускаемой продукции:
- высота балки – 13-25 см;
- ширина пояса – 4-4,5 см;
- габариты стойки и длина соответствуют моделям серии БС.

Номенклатурный ряд деревянных двутавров включает ряд позиций:

БДК – клееные балки для возведения конструкций с небольшими пролетами;
БДКУ/БДКУ-Л – широкие ребра жесткости, обеспечивающие высокую прочность;
СДКУ/СДКУ-Л – сооружение стенового каркаса;
БДКШ/БДКШ-Л – для возведения конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам; оптимально для строительства построек коммерческого назначения;
СДКШ, СДКШ-Л – широкие ребра жесткости позволяют использовать балки при сооружении стеновых панелей.

Двутавровое сечение выступает усилителем конструкции – прочность перемычки многократно возрастает. По техническим показателям материал стоит в одном ряду с ЖБ и бетонными перекрытиями.

Сравнительная характеристика основных параметров деревянного двутавра, брусьев, металлической и монолитной железобетонной опоры отображена в таблице. Показатели рассчитаны для площади в 200 кв.м.

Требования к межэтажным перекрытиям

Обустройство перекрытия межэтажного руками выполняется с учетом постоянных и переменных нагрузок. Помимо своего веса, балки должны удерживать мебель, технику и людей. Кроме того, обязательно закладывается запас прочности – его величина зависит от назначения постройки, этажности дома, материала стен и прочих факторов.

Важно! При расчете обязательно надо брать во внимание индивидуальные особенности помещения. Например, облицовка натуральным камнем, размещение тяжелых тренажеров или установка объемного аквариума, существенно увеличивают нагрузку на перекрытия.

Для уменьшения нагрузки на площадь балки, их рекомендуется равномерно располагать перпендикулярно длинным стенам.

Принцип устройства перекрытия зависит от его предназначения:

Цокольное помещение. Главное требование – высокая прочность. Двутавровые балки выступают основанием пола, поэтому обязаны выдерживать существенную нагрузку. При устройстве цокольного помещения или подземного гаража расстояние между двутаврами необходимо сократить.
Чердачное перекрытие. Возможно независимое или «встраиваемое» в стропильную систему размещение. Первый способ повышает звукоизоляцию помещения. Кроме того, «независимый» монтаж позволяет при необходимости ремонтировать перекрытие.
Межэтажная конструкция. С одной стороны балки являются опорным конструктивом для потолка, а с другой выступают напольными лагами. Межэтажный «пирог» заполняется звуко- и теплоизолятором с применением пароизоляционной прослойки.

Расчет предполагаемых нагрузок

Расчет деревянного перекрытия желательно доверить профессионалам. Грамотно произведенные вычисления и подбор материалов гарантируют качественный монтаж и безопасную эксплуатацию. Для определения типа опоры, его сечения и шага установки надо рассчитать суммарную нагрузку на перекрытие с учетом удельной массы самого перекрытия и переменных нагрузок.

Предварительно следует подготовить схему межэтажного перекрытия, отобразив на ней количество и частоту размещения деревянных балок, разновидность гидро- и пароизоляции.

Масса каждого составляющего рассчитывается как произведение объема материала и его плотности. Объем определяется исходя из площади перекрытия, а значение плотности берется из справочника.

Плотность строительных материалов и отделки

Важно! Вес межкомнатных перегородок и стен, опирающихся на перекрытие, рассчитывается как стабильная нагрузка. Номинальный удельный вес конструктивных элементов – 50 кг/кв.м.

Переменная нагрузка (вес людей, предметов мебели, животных и т.д.) согласно СНиП для жилых зданий составляет 150 кг/кв.м. Суммарная нагрузка определяется исходя из коэффициента надежности:

1,2 – если постоянная и переменная масса в пределах 200 кг/кв.м.;
1,3 – если сумма расчетных нагрузок свыше 200 кг/кв.м.

Исходя из полученного значения и рекомендуемых предельных нагрузок на деревянные двутавры, подбирается оптимальный тип опоры и расстояние между балками.

Технология монтажа межэтажного перекрытия

Варианты крепления балок

Деревянное межэтажное перекрытие руками обустраивается одним из следующих способов:

Фиксация в несущей конструкции. Балка вмуровывается на глубину 15-20 см. Торцы деревянной опоры спиливаются под углом 60°, зачищаются и покрываются водоотталкивающим слоем, например, рубероидом. В стене размещается утеплитель и оставляется зазор в 2-2,5 см для обеспечения нормального воздухообмена.
Подвесной метод применяется, как правило, при возведении межэтажного перекрытия деревянного дома своими руками. Фиксация балок осуществляется посредством металлических крепежей, уголков и кронштейнов. При таком монтаже поддерживающие конструкции принимают на себя вес балка двутавровой и остальные нагрузки.

Важно! Крайние балки перекрытия не должны размещаться впритык к параллельной стенке. Минимально допустимое расстояние – 10 см. Нельзя устанавливать балку возле дымохода.

«Пирог» межэтажного перекрытия из деревянных балок

Устройство перекрытия по деревянным двутаврам осуществляется по следующей схеме:

Сверху балок зафиксировать потолочное покрытие. В качестве чернового пола может использоваться: фанера, ДСП, доски или другой материал.
Уложить пароизоляционную пленку. Материал желательно прикрепить к двутаврам скобами, чтоб он не сместился в процессе работы.
В пространство между двутаврами уложить теплоизоляционный материал (минеральную вату). Важно проконтролировать, чтоб утеплитель плотно примыкал к деревянным элементам.

Стоит помнить, что перекрытие со стороны нижнего этажа будет потолком, а со стороны верхнего – полом. Верх обшивают напольным покрытием – ламинатом, шпунтованной доской. Подойдет укладка ковролина или линолеума. Для отделки потолка используют гипсокартон, деревянные ламели, вагонку, пластиковые панели или подвесные системы.

Использование деревянных балок перекрытия по ГОСТу и СНиП

Применение деревянных двутавров в строительстве регулируется государственными стандартами и нормативами. Перед работой необходимо ознакомится с основными документами:

СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»;
ГОСТ 8486-86Е «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия»;
СНиП 2.08.01-89 «Жилые здания»;
ГОСТ 30244-94 «Материалы и изделия строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».

Изготовление деревянных двутавров своими руками

Для создания двутавровой балки понадобятся следующие инструменты и материалы:

циркулярная пила;
шлифмашинка;
хомуты и швеллера;
рулетка, клей для деревянных изделий;
клееный брус и ОСП.

Порядок изготовления балок:

Клееный брус раскроить на равные детали и выпилить в них пазы нужной глубины. Это будет основание балки.
Подготовить ребро жесткости. На этом элементе не должно быть неровностей, все дефекты надо зашкурить.
Зафиксировать перемычку из ОСП в пазах брусьев, используя специальный клей.
Оставить балку до полного высыхания клеевого состава.

strport.ru

Устройство и монтаж перекрытий по деревянным балкам

Устройство и монтаж перекрытий по деревянным балкам. Деревянные балочные перекрытия

Перекрытия относятся к важнейшим конструктивным элементам любого частного или загородного дома. В этой статье попробуем максимально подробно рассмотреть особенности устройства и монтажа перекрытий по деревянным балкам.

Перекрытием называют горизонтальную конструкцию, разделяющую пространство здания по высоте. Перекрытия воспринимают нагрузки от мебели, оборудования и находящихся в помещении людей, а также связывая между собой несущие стены, служат элементами, обеспечивающими устойчивость строения.

В зависимости от места расположения различают перекрытия подвальные, цокольные, междуэтажные и чердачные. По своей конструкции перекрытия бывают безбалочными или балочными.

Какие требования предъявляют к перекрытиям?

Перекрытия должны обладать прежде всего необходимой прочностью, чтобы выдерживать собственный вес и действующие на них нагрузки (равномерно распределенные или сосредоточенные).

Согласно СНиП 2.01.07-85 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ (а точнее, в более актуальной редакции свод правил СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»), перекрытия в жилых зданиях должны выдерживать равномерно распределенную нагрузку не менее 200 кг/м². Вместе с тем на практике междуэтажные перекрытия в частном загородном доме обычно рассчитываются на более высокую нагрузку, а чердачные — на меньшую. Особый расчет нужен тогда, когда предполагаются сосредоточенные нагрузки значительной величины — ванна большого объема, спа-бассейн, котел, рояль и пр.

Другое требование — перекрытие должно быть жестким, то есть не прогибаться под действием нагрузок (допустимый прогиб — от 1/200 пролета для чердачных перекрытий до 1/250 пролета для междуэтажных), а также не быть зыбким, то есть не колебаться при перемещении мебели или движении людей.

Для повышения жесткости перекрытия деревянные балки укрепляют распорками

Деревянные балки укреплены распорками, которые повышают жесткость конструкции

Балки из неклееной древесины зачастую имеют высокий процент влажности, из-за чего могут деформироваться в процессе эксплуатации здания. Неклееными балками можно перекрыть пролет длиной не более 6 м.

Кроме того, перекрытия призваны обеспечивать защиту комнаты от проникновения в нее воздушного и ударного шума из помещений, расположенных выше или ниже. В конструкции балочного перекрытия для погашения шума предусматривают плиты из минераловатного утеплителя, устанавливаемые в промежуток между опор. От толщины изоляционного слоя зависит уровень шума в помещении. Обычно создают слой утепления толщиной 150 мм.

Бывают случаи, когда балки перекрытия должны частично оставаться в интерьере, а толщина их скрытых за подшивкой потолка частей недостаточна, чтобы уложить между ними плиты требуемой для обеспечения хорошей толщины изоляции. Тогда можно установить поверх балок каркас из деревянных брусков, также заполненный плитами из минеральной ваты. Наиболее эффективное в плане звукоизоляции решение — перекрытие, состоящее из двух контуров деревянных балок (как вариант — разнонаправленных), не имеющих контакта между собой. Каждый контур заполняют звукоизоляционным материалом.

Перекрытие должно быть теплоизолированным в том случае, когда оно разделяет помещения с разницей температур <10 °С (например, находится между холодным подвалом или чердаком и отапливаемой жилой комнатой). Наконец, ему нужно обладать огнестойкостью — иметь степень горючести, соответствующую требованиям противопожарных норм.

В зданиях из бревна и бруса имеет смысл опирать балки перекрытия обоими концами на несущие стены: осадка таких стен примерно одинаковая, а значит, перекоса перекрытий не произойдет

Деревянные балки перекрытий

Перекрытия по деревянным балкам обычно устраивают в деревянных и каркасных домах, но нередко их используют и в коттеджах с каменными стенами (из керамического кирпича, пено- и газобетонных блоков и пр.). Такие перекрытия — легкие, быстро- возводимые и недорогие в сравнении с перекрытиями других типов. Вместе с тем они не лишены недостатков. Прежде всего, деревянные балки меняют размеры при колебаниях температуры и влажности, что может приводить к их деформации.

Самая распространенная проблема, возникающая при эксплуатации деревянных перекрытий, — их зыбкость, колебание под воздействием нагрузок, что оборачивается сокращением срока службы дома в целом. Причины, вызывающие подобную зыбкость, могут быть разными. Во-первых, недостаточная жесткость балки, особенно в случае длинного пролета. Во-вторых, неправильное расположение балок, когда вместо ряда опор, уложенных вдоль короткой стены, имеется небольшое число балок вдоль длинной стены. Даже при достаточном сечении этих балок амплитуда их колебаний из-за собственного веса (в сочетании с нагрузкой на них) бывает ощутимой. В-третьих, зыбкость может быть вызвана неправильным закреплением балок на стенах, например, когда балка опирается на бревенчатую стену точечно, вместо того чтобы быть уложенной в вырезанный в бревне паз.

Кроме того, есть опасность поражения древесины грибком и жуками-древоточцами. Чтобы свести к минимуму деформацию и вероятность гниения балок, имеет смысл использовать только древесину, высушенную до 8-12%. Для дополнительной защиты от гниения проводят обработку антисептиками (биозащитными составами). Впрочем, срок их действия, как правило, не превышает 3-5 лет, так что применять невысушенную древесину, полагаясь только на антисептик, специалисты не рекомендуют. Для продления срока службы деревянных конструкций следует поддерживать в доме стабильный температурно-влажностный режим.

В целях пожарной безопасности дымоходы должны быть отделены от деревянных перекрытий специальными коробами, заполненными негорючим теплоизоляционным материалом (обычно минеральной ватой).

К недостаткам деревянных перекрытий относят также повышенную пожароопасность, в связи с чем обычно балки обрабатывают антипиренами (огнезащитными составами), например Neomid 530-540, Сенеж огнебио проф или Pirex Firebio Prof.

Экономичный вариант перекрытий — по балкам толщиной 50-80 мм и высотой 200-300 мм, изготовленным из неклееной древесины (обычно хвойных пород). Нередко во избежание боковых деформаций широкие балки укрепляют деревянными распорками. У опор такого типа целый ряд недостатков. Во-первых, приобрести изделия приемлемого качества довольно проблематично. Как правило, балки имеют высокий уровень влажности (поскольку они не проходят через камерную сушку), что оборачивается заметным изменением их геометрии в процессе эксплуатации здания.

Кроме того, в них могут быть скрытые пороки, снижающие их несущую способность. Во-вторых, размер пролета, который может перекрыть неклееная балка максимального сечения, не превышает 6 м, что зачастую мало. К тому же шаг подобных опор будет сравнительно небольшим (например, в случае пролета длиной 4,5 м при использовании самой ходовой доски размером 50 х 200 мм шаг составляет обычно 500 мм между осями досок), что также можно отнести к их минусам.

Всех этих недостатков лишены более дорогие балки — в виде досок-ламелей (без пороков), склеенных между собой (балки из клееного бруса). Размеры сечения стандартных клееных опор колеблются от 140 х 50 до 200 х 200 мм, но при необходимости их сечение может быть увеличено. Балками данного типа, размер которых не создает трудности для транспортировки, можно перекрыть пролет до 12 м. Добавим, что клееные опоры значительно прочнее неклееных того же сечения. Некоторые фирмы изготавливают гнутоклееные балки: чаще всего они нужны для создания перекрытий над помещением оригинальной формы, где опоры частично видны в интерьере.

Длина пролета балок из клееной древесины

Длина пролета, который удастся перекрыть с помощью балок из клееной древесины, может достигать 12 м

Клееные балки прочнее неклееных того же сечения. Балка перекрытия, состоящая из склеенных между собой досок-ламелей.

Сечение и шаг размещения балок перекрытия — взаимозависимые параметры, их выбирают исходя из длины пролета, предполагаемой нагрузки на перекрытие, удобства заполнения пространства между опорами звуко- или теплоизоляционным материалом требуемых размеров. Выбор сечения бывает обусловлен также необходимостью сделать балки элементом дизайна интерьера. Обычно балки укладывают параллельно короткой стене помещения. Но если архитектурный проект предусматривает опоры, расположенные вдоль длинной стены (как правило, это балки, которые заметны из помещения), то следует принять меры против их прогиба или колебаний: например, использовать особые клееные балки, упрочненные металлической арматурой, устанавливать под балки опорные столбы или усиливать перекрытие поперечными балками и пр.

Бывают ситуации, когда деревянная балка перекрытия одним концом опирается на деревянную стену, подверженную осадке, а другим — на конструкцию, не дающую осадки (например, на кирпичную или бетонную стену). В этом случае, чтобы избежать перекоса перекрытия в процессе эксплуатации здания, мы применяем следующее решение: вдоль жесткой стены устанавливаем столбы (деревянные, бетонные и пр.), на них закрепляем специальные винтовые домкраты, на которые укладываем опорный брус, а на него — концы балок перекрытия. По мере осадки деревянной стены мы регулируем домкраты, уменьшая высоту столба и сохраняя ровность перекрытия.

Сечение и шаг столбов определяются согласно предварительно проведенному расчету важен и эстетический фактор: если опорные столбы будут оставлены в интерьере, то имеет смысл сделать шаг их расположения больше, если же они будут скрыты отделкой комнаты, то этот шаг можно уменьшить. Когда опоры находятся за отделкой помещения, нужно предусмотреть возможность доступа к домкратам: например, закрыть их съемными декоративными наличниками.

В последнее время у деревянных балок перекрытий появились серьезные конкуренты — балки из LVL-бруса (аббревиатура от английского Laminated Veneer Lumber — брус из клееного шпона), балки на основе плит OSB, металлодеревянные балки и др.

Для закрепления балок на стенах из бруса или бревна используют различные решения

Первое — заглубление торцевых частей не менее чем на 70 мм в пазы, вырезанные в стенах (иногда паз заполняют изоляционным материалом, чтобы исключить появление скрипа). Практикуют также соединение типа «ласточкин хвост» и др. Если закрепление балки предполагает подрубку ее концов, то стоит иметь в виду: согласно СНиП 11-25-80 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, допустима подрубка не более 1/4 высоты балки. К сожалению, нередко концы подрубают в полдерева, значительно уменьшая сечение балки, из-за чего в зоне распила образуются протяженные трещины, снижается жесткость опоры, что сокращает срок службы здания.

Еще один способ соединения — с помощью специальных опор из оцинкованной стали (хомутов, кронштейнов, уголков и т. п.). Их плюс — технологичность и быстрота монтажа. Бывают опоры с открытым и скрытым креплением. Последние применяют, когда балки должны быть видны в интерьере (пример такого крепежа — Т-образная пластина, длинным плечом входящая в паз, сделанный в торце балки). К опоре балку фиксируют металлическими саморезами, а саму опору присоединяют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения.

Балки зафиксированы на стенах и сращены встык специальным крепежом

Балки зафиксированы на стенах и сращены встык стальными уголками и накладками, которые закреплены саморезами

Сечение и шаг размещения балок выбирают исходя, прежде всего из длины пролета и предполагаемой нагрузки на перекрытие

Ряд специалистов критически относится к использованию подобных опор при закреплении балок на ограждающих стенах. Ведь, согласно указанным выше СНиПам, металлические элементы, применяемые в условиях, при которых возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным слоем. Между тем в случае соединения балки перекрытия с ограждающей стеной металлический крепеж опор может оказаться в зоне точки росы. По словам экспертов, это обернется появлением темных полос на поверхности древесины в районе такого крепежа.

Торцевые части балок заглублены в пазы, вырезанные в стенах

Закрепление на стене стальной опоры для балки с помощью шурупов-глухарей

При использовании же стальных опор для соединения балок перекрытия со стенами внутри помещения (где опасности выпадения конденсата нет) подобной проблемы не возникает. В каменных (кирпичных, пенобетонных и пр.) ограждающих стенах для закрепления деревянной балки еще на стадии их возведения создают так называемое гнездо, в которое и вставляют балку.

Опоры с открытым креплением

Глубина укладки опоры — не менее 150 мм. Конец балки тщательно обрабатывают антисептическими составами и подрезают под углом, чтобы ее торец не насыщался влагой. Притом для отделения древесины от камня конец балки оборачивают гидроизоляционным материалом (чаще всего рубероидом или пергамином в два слоя), оставляя торец открытым, чтобы не было препятствий для свободного отвода водяного пара из древесины. Балку обычно укладывают на антисептированный деревянный накат, закрепленный в гнезде поверх слоя гидроизоляции, механически фиксируя к нему.

Крепление деревянной балки в каменной стене

Чтобы закрепить деревянную балку, в каменной стене еще на стадии ее строительства создают особое гнездо

Согласно требованиям вышеупомянутых СНиПов, не допускается глухая заделка деревянных конструкций в каменные стены, а значит, гнездо обязательно должно проветриваться. Кроме того, для предотвращения появления в стене мостиков холода его следует заполнить теплоизоляционным материалом (например, паклей), не создавая притом препятствий для движения воздуха.

Вид сбоку	Вид сверху
Вариант опирания деревянной балки на кирпичную стену: 1. Деревянный короб 2. Теплоизоляция 3. Деревянная балка 4. Обертка торца балки гидроизоляцией 5. Металлический анкер 6. Гидроизоляция

«Пирог» перекрытия

Конструкция балочного перекрытия бывает разной. Чаще всего пространство между балками заполняют утеплителем в виде плит из базальтового волокна, которые выполняют тепло- и звукоизоляционную функцию. Толщину слоя изоляции рассчитывают исходя из возложенных на него задач. Так, для междуэтажного перекрытия, где важна только защита от шума, слой утепления составляет от 50 до 150 мм. Более толстый слой позволит эффективнее изолировать комнату от шума из смежного помещения. Слой толщиной, например, 100 мм формируют, как правило, из 50-миллиметровых плит, уложенных в два слоя с перекрытием швов.

Утепление перекрытия по деревянным балкам

Обычно в промежуток между балками укладывают тепло- и звукоизоляционный материал, снизу защищая его от влаги пароизоляционной пленкой, а сверху — гидроизоляционной пленкой.

Чтобы обеспечить долговечность утеплителя, его нужно защитить от влаги. Для этого снизу его закрывают пароизоляцией (обычно пленочного типа), отсекая от водяного пара, стремящегося из нижних помещений здания вверх. Кроме того, пароизоляция не дает проникнуть в комнату посторонним запахам. Пароизоляцию укладывают либо по нижней поверхности балок, либо так, чтобы она огибала балки. Ее настилают без разрывов, с перехлестом швов рулонов и проклейкой стыков специальными лентами (в то же время ряд специалистов рекомендует подрезать ее в месте огибания, чтобы пар свободно выходил из балки).

Утепление перекрытия по деревянным балкам

Сверху утеплитель, как правило, закрывают гидроизоляционной пленкой для защиты от влаги, которая может попасть в него через пол верхнего помещения, соблюдая при монтаже те же правила, что и при устройстве пароизоляции. К нижней поверхности балок крепят либо непосредственно подшивку потолка нижнего этажа (допустим, вагонку), либо ту или иную конструкцию для потолочного покрытия. К верхней поверхности балок монтируют обрешетку (или лаги), по которой устраивают черновой, а затем чистовой пол или сразу же чистовой пол (например, массивную доску).

Что бы еще почитать?

remstd.ru

Совершенствование методики расчёта пологих железобетонных сводов, опирающихся на металлические балки

Данная статья посвящена особенностям расчёта пологих железобетонных сводов, опирающихся на металлические балки. В ней приведены основные причины ошибок при проектировании подобных конструкций, ведущие, в дальнейшем, к их неоправданному усилению.

Кроме того, разработана новая методика расчёта конструкции, учитывающая совместную работу её элементов. Данный метод использован в расчёте надподвального перекрытия Дома Мельникова в Санкт-Петербурге. Результаты расчёта сравнены со значениями, полученными в результате инструментального анализа.

Ключевые слова: железобетонные своды, расчёт, совместная работа, перекрытие.

Введение

В конце XIX — начале XX вв. одним из конструктивных решений междуэтажных перекрытий в зданиях было перекрытие по металлическим балкам. Межбалочные заполнения могли быть различными — из кирпичных, бетонных или железобетонных сводов, из плоских кирпиче-железных покрытий, с использованием волнистого железа или гипсовых досок. Самым распространённым среди них являлось перекрытие с накатом в виде бетонных сводиков.

Рис. 1. Междуэтажное перекрытие по металлическим балкам

Высокая степень огнестойкости, коррозионная стойкость, а также дешевизна железа и цемента и простота их изготовления способствовали массовому внедрению данной конструкции в строительство гражданских зданий, а способность выдерживать значительные нагрузки — в строительство некоторых фабричных и промышленных зданий.

Подобные конструкции перекрытий использовались недолго и перестали применяться уже в первой трети XX века. В основном, это произошло из-за активного использования в строительстве железобетонных конструкций.

Несмотря на то, что перекрытия по металлическим балкам с накатом в виде бетонных сводиков применялись сравнительно недолго, зданий с подобным конструктивным решением сохранилось немало.

Многие из таких перекрытий по результатам визуального осмотра и поверочного расчёта находятся в неудовлетворительном состоянии и нуждаются в ремонте, усилении или замене конструкций. Несмотря на это, они продолжают воспринимать приложенные к ним нагрузки.

Этот факт говорит о том, что в настоящее время нет достоверных методик расчёта перекрытий со сводчатым заполнением. Рассмотрим основные причины их отсутствия.

Основные причины отсутствия достоверных методик расчёта

Из всех факторов, приводящих к неверным расчётам рассматриваемых перекрытий, можно выделить два основных:

Ошибочный анализ напряжённо-деформированного состояния конструкции перекрытия.

Период с середины XIX в. характеризовался активным изучением арочно-сводчатых конструкций. Основная часть исследований в то время была ориентирована на расчёт исключительно каменных сводов, преимущественно полуциркульных или лучковых .

Появление в конце столетия плоских бетонных сводчатых конструкций не вызвало должного научного интереса. Учёных волновал, в основном, бетон как строительный материал, так как на тот момент он ещё не был достаточно изучен. Характер работы самой конструкции детально не исследовался. С учётом того, что подъём свода составлял всего от 1/6 до 1/12 от пролёта, его геометрией пренебрегали, рассматривая конструкцию как обычную балку. Подтверждение этому можно найти во многих научных работах того времени. Например, в книге В. Р. Бернгарда «Арки и своды. Руководство к устройству и расчёту арочных и сводчатых перекрытий», 1901 г., сказано следующее: «Конструкция плоских сводов на металлических балках относится к балочным перекрытиям, и здесь не подлежит рассмотрению».

Точно такой же подход используется и при современных поверочных расчётах. Между тем, он совершенно недопустим. Своды, даже плоские, имеют горизонтальные реакции распора, которые отсутствуют в балках. Такой некорректный анализ напряжённо-деформированного состояния конструкции и приводит в дальнейшем к ошибкам в расчётах.

Рис. 2. Опорные реакции: А — в балке, Б — в своде

Отсутствие необходимости в расчёте конструкции перекрытия.

При строительстве зданий были нередки случаи, когда расчёт конструкций перекрытий не проводился. Объяснялось это тем, что учёные опирались на накопленный опыт и брали конструкции «на глаз», с большим запасом прочности. Кроме того, при необходимости они могли жёстко зафиксировать концы балок в стене, тем самым заметно уменьшить прогиб и увеличить прочность конструкции.

Между тем, такие ошибки при расчётах приводят к сильно заниженным результатам, и, как следствие, к неоправданному усилению конструкций и перерасходу материала. Таким образом, возникает необходимость в совершенствовании методов расчёта сводчатых перекрытий.

Эта цель может быть достигнута путём приведения конструкции перекрытия к комбинированной конструкции, в которой металлические балки будут работать совместно с бетонными сводами.

Расчёт надподвального перекрытия Дома Мельникова вСанкт-Петербурге

В 2017 г. Институтом проектирования и обследования строительных конструкций, зданий и сооружений Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета была выполнена оценка технического состояния несущих конструкций надподвального перекрытия Дома Мельникова, расположенного по адресу: Сапёрный пер., д.10, лит. Б.

Рис. 3. Надподвальное перекрытие. Фрагмент

Данные конструкции состояли из бетонных сводов, опёртых на металлические балки. Сечение балок — I № 25 немецкого сортамента [4], пролёт — 7,8 м.

По данным инструментального анализа прогиб балки составил 3,0 см.

Рис. 4. Надподвальное перекрытие. Фрагмент

Произведём аналитический расчёт данного надподвального перекрытия.

Проверяем наиболее нагруженный участок перекрытия. Несущими элементами перекрытия являются металлические балки I№ 25 немецкого сортамента [4] (Ix=4966 см4, Wx=397 см3, Aб=49,7 см2, Pn=39 кг/м) и работающие совместно с ними бетонные своды. Расстояние между балками a=1,5 м.

Расчётный пролёт балки l0 принимаем равным

(1)

где l — длина балки, м; l’ — величина заделки балки в кирпичную стену, м.

Производим сбор нагрузок на балку перекрытия (см. Табл. 1).

Таблица 1

Сбор нагрузок на балку перекрытия

№п/п	Наименование	Нормативная нагрузка, кг/м	Коэффициент надёжности по нагрузке	Нормативная нагрузка, кг/м
	Постоянная
1	Собственный вес металлической двутавровой балки, I25 немецкого сортамента	39,0	1,05	41,0
2	Бетонные своды толщиной 85–100 мм, p=2300 кг/м3	345	1,3	448,5
3	Засыпка строительным мусором, 210–290 мм, p=1300 кг/м3	487,5	1,3	633,7
4	Цементно-песчаная стяжка, 20 мм, p=2300 кг/м3	69	1,3	89,7
5	Керамическая плитка, 10 мм, p=1800 кг/м3	18	1,1	19,8
	gn=	959	g=	1232,7
	Временные
6	Полезная нагрузка на перекрытие	200	1,2	240
	qn=	1159	q=	1473

Определяем изгибающие моменты от расчётной и нормативной нагрузок по формулам (2), (3):

(2)

(3)

где q и qn — расчётная и нормативная нагрузки на балку, кг/м.

Определяем величину длительно действующей нагрузки на 1 м.п. балки перекрытия по формуле (4):

(4)

где a — расстояние между балками, м; qr — пониженное нормативное значение нагрузки, кг/м2 [5]; – коэффициент надёжности по нагрузке [5].

Вычисляем величину распора, возникающего в сводах по формуле (5):

(5)

где b — пролёт свода, м; f — стрела подъёма свода, м.

Рис. 5. Расчётное сечение

Определяем положение центра тяжести комплексного сечения по формуле (6):

(6)

где — суммарный статический момент, приведённый к металлу, ; — приведённая площадь сечения, .

Для определения статического момента разбиваем участок свода на прямоугольники (19,25х9) см (рис.6). Статический момент определяем по формуле (7):

(7)

где Fi— площадь i-ого участка свода, ; yi— расстояние от i-ого участка свода до оси Х, см.

Рис. 6. Определение координат центра тяжести площадей относительно оси Х

Определяем статический момент балки относительно оси Х по формуле (8):

(8)

где Aб — площадь сечения балки, см2; y — расстояние от центра тяжести балки до оси Х, см.

Определяем суммарный статический момент, приведённый к металлу по формуле (9):

(9)

где m — отношение модулей упругости стали и бетона.

Для бетона класса В25

Определяем положение центра тяжести свода по формуле (10):

(10)

где Aсв— площадь свода, .

Определяем приведённую площадь сечения по формуле (11):

(11)

Определяем положение центра тяжести объединённого сечения

Определяем момент инерции приведённого сечения относительно нейтральной оси по формуле (12):

(12)

где — момент инерции сечения балки относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения балки, см4; y1— положение центра тяжести объединённого сечения, см;— момент инерции сечения свода относительно собственной центральной оси, см4; y2—расстояние между центром тяжести объединённого сечения и центром тяжести свода, см.

Момент инерции сечения свода относительно собственной оси определяется по формуле (13):

(13)

где Fi — площадь i-ого участка свода, см2; yi— расстояние от центра тяжести объединённого сечения до i-ого участка свода, см.

Определяем момент инерции приведённого сечения

Определяем моменты сопротивления для верхней и нижней граней балки по формулам (14), (15):

(14)

(15)

гдe yв — расстояние от центра тяжести объединённого сечения до верхней грани балки, см; yн — расстояние от центра тяжести объединённого сечения до нижней грани балки, см.

Определяем напряжения в расчётных точках балки и проводим проверку на прочность по первой группе предельных состояний по формулам (16), (17):

(16)

(17)

где и – напряжения в верхней и нижней расчётных точках балки, кг/см2; R=1682 — расчётное сопротивление стали балки, кг/см2.

Прочность балки по первой группе предельных состояний обеспечена.

Определяем прогиб балки и проводим проверку по второй группе предельных состояний по формуле (18):

(18)

где — допустимый прогиб балки, см; - модуль упругости стали, кг/см2.

Требование норм по второй группе предельных состояний выполняется.

Выводы

По результатам приведённого расчёта прогиб балок данной конструкции составил 3,14 см. Вычисленное значение прогиба практически совпадает с прогибом, полученным в результате инструментального анализа (3,0 см).

На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что данная методика расчёта решает главную проблему сводчатых перекрытий по металлическим балкам — учёт совместной работы их элементов.

В настоящее время такая методика является наиболее точной и при позволяет проектировать перекрытия без чрезмерного запаса прочности.

Литература:

Лахтин Н. К. Расчёт арок и сводов. Руководство к аналитическому и графическому расчёту арочных и сводчатых перекрытий. М.: Студенческое издательское общество, 1911. 492 с.
Житкевич Н. А. Графический расчёт цилиндрических сводов на основании теории упругости. СПб.: Типография и литография В. А. Тиханова, 1898. 146 с.
Полещук А. А. Расчёт и кладка сводов. Литографированные записки. 1898.
Рынин Н. А. Металлическое покрытие его расчет и конструкция с приложением таблиц для расчета металлических покрытий и чертежей некоторых деталей конструкции последних. СПб.: 1905.
СП 20.13330–2011 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07.85*. М.: 2011.

Основные термины (генерируются автоматически): объединенное сечение, балок, участок свода, центр тяжести, формула, перекрытие, конструкция, ось Х, нормативная нагрузка, свод.

moluch.ru

Балочные перекрытия для строительства индивидуальных домов

В первой статье цикла, посвященного перекрытиям, мы рассказали об их видах, применяемых в индивидуальном строительстве, и материалах их изготовления. Читайте ее здесь: http://z500proekty.ru/perekrytiya-v-dome-chast1.html

undefined

. В этой статье мы подробно остановимся на балочных перекрытиях и их разновидностях.

Балочные перекрытия

Их главным конструктивным элементом являются балки, которые обычно расположены через равные промежутки. Именно на них опираются элементы заполнения, которые и несут ограждающую функцию. По типу материала различают железобетонные, металлические и деревянные балки.

Перекрытия на основе деревянных балочных конструкций

Большие и маленькие деревянные дома, да и индивидуальные каркасные дома (проекты, цены можно легко найти в интернете) чаще всего строятся с применением именно балочных деревянных перекрытий. Деревянные балки применяют с учетом ограничения: перекрываемый пролет для междуэтажных перекрытий не должен быть шире 5 м, а для неэксплуатируемого чердачного помещения пролет чердачного перекрытия должен быть менее 6 м. В этом и заключается разница с металлическими перекрытиями, которые применяются при любой ширине перекрываемого пролета.

Для деревянных перекрытий используются балки, выполненные из хвойных и лиственных пород древесины. Верхняя поверхность балок выполнена в виде настила, который обычно используется в качестве пола. Деревянное балочное перекрытия состоит из следующих слоев: балка, накат, пол, утеплитель. Если вы выбираете прямоугольные в плане дома из дерева, проекты обычно предусматривают поперечное перекрытие проема с деревянными балками, уложенными вдоль короткой стены.

Достоинства деревянных перекрытий:

Простота и быстрота монтажа деревянных перекрытий даже в сложных местах. Технология при этом не требует наличия специфической оснастки, кранов и другой техники.
Легкость такого типа перекрытий.
Сравнительно небольшая стоимость.

Недостатки деревянных конструкций:

Самым важным недостатком, требующим повышенного внимания, является пожароопасность.
Стоит также сказать о возможности заражения жуком-короедом и загнивания древесины.

Пример "пирога" перекрытия по деревянным балкам:

Пол
Пароизоляция
Утеплитель
Контррейка
Балка
Черновой потолок
Внутренняя отделка

Как разновидность деревянных перекрытий можно выделить стропильные фермы. Это цельная конструкция, которая объединяет кровельные стропильные фермы и межэтажные перекрытия. Такая система имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной стропильной конструкцией и традиционными деревянными перекрытиями:

фермы очень часто обходятся застройщику дешевле, чем традиционные решения;
их можно использовать для пролетов 6 – 9 м.

Но при использовании стропильных ферм не во всех случаях удается выгодно использовать чердачное пространство, из-за сложного расположения деревянных элементов.

Перекрытия по металлическим балкам

Такие перекрытия выигрывают в сравнении с деревянными, потому как являются более долговечными, надежными и экономят пространство за счет меньшей толщины. Перекрытия подобного типа применяются редко. Проемы между балками можно заполнить как вставками из легкого бетона, облегченными железобетонными плитами, так и деревянным накатом или щитами. Масса квадратного метра подобного перекрытия нередко превышает 400 кг.

Преимущества металлических перекрытий:

Дает возможность перекрыть пролеты большой ширины (более 4-6 м).
Балка, выполненная из металла устойчива к огню и не подвержена процессам гниения.

Несмотря на явные достоинства металлические перекрытия имеют довольно серьезные недостатки:

Риск образования коррозии на металле в местах повышенной влажности.
Перекрытия подобного типа характеризуются пониженными звуко – и теплоизоляционными свойствами. Для того, чтобы компенсировать этот недостаток, применяют войлок для обертывания концов металлических балок.

Несущим элементом в перекрытиях данного типа является прокатный металлический профиль: швеллер, уголки, двутавр.

Пространство между балками заполняют пустотелыми плитами толщиной 9 cм из сборного железобетона. Эти плиты обрабатывают слоем шлака, покрывая его железобетонной стяжкой, имеющей толщину 80-100 мм. Расход стали, используемый для изготовления балок, зависит от её марки и равен примерно 25-30 килограмм на квадратный метр.

1- Бетонная стяжка.

2- Настил из досок.

3- Балка.

4- Плита из сборного ж/б.

5- Слой гидроизоляции.

6- Штукатурная сетка.

7- Слой штукатурки.

Перекрытия из железобетонных балок

Особенностью конструкции является обязательное применение крановой техники ввиду большого веса элементов. Так вес железобетонной балки составляет от 175 до 400 кг. Такими конструкциями перекрывают пролеты шириной в 3-7,5 м.

‬Железобетонные балки‭ ‬монтируются с шагом‭ ‬60-100‭ ‬см.‭ ‬Пространство между балками заполняют легкобетонными плитами или легкобетонными пустотелыми блоками (‬для дощатого или паркетного пола используют плиты,‭ ‬а для пола, покрытого линолеумом или паркетом по бетонному основанию‭ используют ‬пустотелые блоки). Чердачные перекрытия нужно обязательно утеплить,‭ ‬для междуэтажных перекрытий обеспечить хорошую звукоизоляцию,‭ ‬цокольные и подвальные перекрытия также утеплить.

1.- железобетонная балка, 2.- лекгобетонная плита/пустотелые блоки, 3.-цементная стяжка (с подложкой или без), 4.- паркет, ламинат/линолеум.

Достоинства железобетонных балок:

По сравнению с деревянными балками перекрывает пролеты большей ширины.

Недостатки:

Необходимость использования грузоподъемного оборудования для монтажа перекрытий по балкам из железобетона.

Итак, проекты одноэтажных частных домов и многоэтажных коттеджей могут быть рассчитаны на различные виды балочных перекрытий в зависимости от конструктивных особенностей здания. В заключительной статье нашего цикла мы поговорим о безбалочных перекрытиях.

ВАЖНО! Все характеристики перекрытий должны рассчитываться проектировщиками для каждого конткретного дома индивидуально, только тогда они смогут выдерживать положенные нагрузки, и прослужат вам долго!

Тип перекрытий вы можете выбирать самостоятельно, в зависимости от того какой вариант наиболее экономически выгоден для вашего региона. Если тип перекрытий в проекте нужно будет заменить, наш проектный отдел сможет внести соответствующие изменения

undefined

в выбранный вами проект дома Z500. В следующей статье мы расскажем о второй группе перекрытий, которые не нуждаются в балках : .Некоторые изображения, которые вы видите в этой статье, предоставлены интернет-ресурсом http://www.builderclub.com/

z500proekty.ru