Междуэтажное перекрытие по стальным балкам

Главная / Монтаж, ремонт, уход / Преимущества и недостатки металлических балок перекрытия

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).

Как правильно устанавливать балки перекрытия?

Происходит установка балок перекрытия обычно с помощью несущих стен. Каждый шаг делается на расстоянии не более одного метра и не менее 60 сантиметров. Ширину конструкции нужно высчитать, она должна превышать третью часть ширины пролетов. Посоветоваться по поводу расчетов перекрытия вы всегда можете со специалистами нашей компании. Они могут не только дать вам ценный совет, исходя из личного опыта, но и выполнить часть работы, если в этом будет надобность.

Установка деревянных балок перекрытия всегда начинается с сооружения и размещения наката. Для его создания обычно используют доски или щиты. Желательно, чтобы сечения были 40на40 или 50на50, тогда система будет надежной. Опытные специалисты над накатом еще насыпают песок, чтобы улучшить звукоизоляцию. Песок покрывается слоем хорошего утеплителя, а за ним уже идет деревянный части конструкции, которые соприкасаются с наружными стенами, подвержены конденсату и могут разрушаться со временем. Поэтому их желательно обработать специальными средствами, которые можно приобрести в любом строительном магазине. Также для их защиты иногда используют рубероид, он тоже имеет отличные защитные свойства.

Установка балок перекрытия чаще всего проходит с помощью маячного способа. Это означает, что сначала устанавливаются крайние элементы конструкции, а потом уже промежуточные. Допускать на этом этапе строительства ошибки очень опасно, поэтому во время работы следует использовать уровень. Устанавливая каждый промежуточный элемент, выверяйте его, пользуясь шаблоном или рейкой. Чтобы выровнять нужные области, можно подкладывать просмоленные обрезки материала под торцевой конец. Торцы не рекомендуется подтесывать или подкладывать под них хрупкий материал.

Профессионалы, которые часто выполняют этот вид строительных работ, советуют края балок немного не доводить до края, примерно не несколько сантиметров. Заделать гнезда можно с помощью монтажной пены или пенопласта. Между собой изделия скрепляются очень прочно. Для этого желательно использовать специально созданные для этой цели металлические крепления. Если вы работаете возле дымохода, имейте в виду, что между ним и ближайшей балкой должно быть не менее 38 сантиметров дистанции. Если это является острой необходимостью, это расстояние можно и сократить. В таком случае между деревянным материалом и дымоходом нужно установить асбестовый лист, который, как известно, не горит.

Если вы строите кирпичный дом, или здание из шлакобетона, и при этом пролет в здании превышает три метра, лучше использовать железобетонные балки. Монтировать их нужно с шагом примерно в 140 сантиметров и соединять с помощью арматуры. При длине пролетов до 6 м подойдет ребристая конструкция, которая обеспечит ровный потолок в доме. В такой конструкции дистанция между ее деталями находится в рамках 50-100 сантиметров.

Читайте также:  Армирование бетонной плиты: расчет материала и технология укладки

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение  прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

Важно! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого  также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров.

В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Читайте также:  Делаем пол второго этажа по деревянным балкам своими руками

Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм.

Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W

Монтаж перекрытий из профнастила

Балочное перекрытие формируется креплением перфорированных листов на внутренние/внешние полки поперечных балок. Затем формируется опалубка, когда выбрано верхнее крепление листов. Параметры допустимого прогиба профлиста, составляющие 1:250, определяют длину пролета наката. До заливки бетона под поверхность профнастила подставляются временные опоры, обеспечивающие неподвижность конструкции.

На настиле размещается металлическая арматура, выполняется бетонирование нижнего наката путем одного прохода по желобу. Поверхности потолка и пола выравниваются. После набора перекрытием прочности временные опоры снимаются. Монтирование безбалочного монолита предусматривает некоторые нюансы.

Так, длинные армирующие пруты (с регулярной ребристой насечкой на поверхности) укладываются вдоль каждого углубления профилированных листов. Они проволокой вяжутся с металлической сварной сеткой, которая укладывается на профиль сверху. Заливка делается за один проход. После твердения сверху бетонное основание укрывается цементной стяжкой. Монтируется несущий профнастил марок от Н60 до Н114, обеспечивающий высотой профиля необходимую жесткость материала при толщине 0,8 – 1,5 мм.

Профилированные листы крепятся саморезами-бурами длиной 3,2 см (шляпка 5,5 мм). Такие метизы закручиваются без предварительного сверления, пробуривая полку швеллера. Закручиваются они через 20 – 40 см (в каждую впадину профиля, прилегающую к балке), что обеспечивает точность и пространственную жесткость монтирования. Продольный нахлест листов на стыках делается только над поверхностью балок (величина 40 – 60 мм). Стыки прокручиваются саморезами через 2 см.

Недостатки

У каждого из названных выше вариантов сооружений есть свои минусы. Так, для монтажа межэтажных перегородок из железобетонных элементов понадобится привлекать строительную технику в виде подъемного крана. Собирая монолитное перекрытие по металлическим балкам необходимо тщательно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции, что не получится сделать без привлечения специалистов.

Кроме того, понадобится и опалубка, а также техника, которая обеспечит доставку и заливку бетона. При этом, потребуется создать специальный арматурный каркас, который будет отвечать за прочность создаваемой панели – без квалифицированного сварщика тут не обойтись и все это, приводит к увеличению расходов на строительство.

Собирая перекрытие при помощи металлической балки и досок нужно понимать, что такая конструкция будет менее надежной, чем железобетонные панели или же монолит. При этом, дерево становится потенциальным источником пожарной опасности.

Немаловажным моментом будет и вес всей создаваемой конструкции. Стены должны выдержать подобную нагрузку и расчёты опять же придется доверить специалисту, чтобы избежать ошибок, так как от этого будет зависеть ваша жизнь и прочность всей постройки.

Этот момент будет особенно важен тогда, когда производится усиление перекрытий балками, так как работы производятся снизу и опорой для устанавливаемых деталей станут стены. В них придется подготовить специальные проемы, в которые будут вставлены концы несущих деталей и обеспечить после монтажа гидро и теплоизоляцию опорных площадок.

Какие бывают балки

Существует несколько признаков, по которым проводят классификацию деревянных балок перекрытий: по размерам, материалу, типу сечения. Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас на опирание с двух сторон. Оптимально нужно предусмотреть по 200—250 мм.

По материалу элементы разделяют на следующие виды:

  • из цельного бруса или доски;
  • из клееного бруса.

Из клееного бруса изготавливают гнутые балки

Последние стоят существенно дороже. Но зато такой материал подойдет для перекрытия больших пролетов. Обычная балка может работать на 4—6 м, в то время как клееная хорошо справляется с расстояниями 6—9 м. Клееный брус практически не дает усадки, пожаробезопасен и устойчив к действию влаги. Можно изготовить не только линейные элементы, но и гнутые. Существенным недостатком такого материала будет наличие ненатуральных компонентов (клей).

Сечение балок может быть следующих типов:

  • квадратное;
  • прямоугольное;
  • двутавровое.

Последнее имеет уширенные элементы в верхней и в нижней части. В середине сечения оно уменьшено до максимально возможных размеров. Такой вариант позволяет рационально использовать древесину и сократить ее расход. Но изготовить такой элемент непросто. По этой причине двутавр не так часто применяют в строительстве.

Читайте также:  Плиты перекрытия своими руками. Чертеж и стоимость изготовления плиты

Чаще всего применяют брус прямоугольной формы

Оптимальным вариантом станет прямоугольник. При этом длинная сторона располагается вертикально, а короткая — горизонтально. Это обусловлен тем, что увеличение высоты лучше влияет на прочность, чем ширины. Устанавливать балку из доски плашмя практически бесполезно.

Самым невыгодным из представленных может считаться квадратное сечение. Оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Также для перекрытия можно использовать бревна. Но этот вариант не получил популярности. Сечение из доски намного выгоднее и удобнее в монтаже, поэтому используется намного чаще.

Сравнение двутавра и швеллера на прочность, в зависимости от прилагаемой нагрузки

Основное различие между свойствами двутавровой балки и швеллера заключается в различной реакции на нагрузки, в частности – на скручивание, что объясняется разницей в нахождении центра тяжести.

  • Двутавр. Максимальный объем металла, особенно в изделиях широкополочной и колонной серий, сосредоточен в полках. Симметричные относительно стенки полки двутавра воспринимают основные вертикальные нагрузки и обеспечивают высокий момент инерции. Стенка работает в основном на сжатие. Этот симметричный профиль может подвергнуться скручиванию только в тех случаях, когда на него уложено перекрытие с неравномерной нагрузкой. Двутавр, благодаря массивности, высокой стоимости и прочностным характеристикам, используется в основном в крупномасштабном строительстве для создания перекрытий, испытывающих высокие нагрузки.
  • Швеллер. Его главная особенность – несовпадение главной оси инерции со стенкой. Такая продукция хорошо работает при косом изгибе. Для создания легкой и прочной металлоконструкции швеллер сваривают в коробку с усилением шва металлическими пластинами. Создание такого металлоизделия требует больших трудозатрат. Швеллер чаще всего используется для создания каркасных конструкций, изготовления перекрытий небольших строений – дач, гаражей, хозпостроек, – а также лестниц.

И швеллер, и двутавр относятся к профильному прокату, не рассчитанному на восприятие серьезных усилий, направленных перпендикулярно стенке.

Калькулятор предусматривает расчёт балок на изгиб и прогиб, из горячекатаного и другого проката следующей номенклатуры:

Сравнение двутавра и швеллера на прочность, в зависимости от прилагаемой нагрузки
  • уголка равнополочного;
  • уголка неравнополочного;
  • швеллера с уклоном и с параллельными гранями полок;
  • двутавров с уклоном полок и с параллел. гранями полок различных модификаций, а также тавровых балок (тавров).

Размеры проката углового профиля оговариваются ГОСТ 8509-93 и 8510-86; швеллеров – 8240-97; двутавров – 26020-83; тавров – ТУ 14-2-685-86; (получаемых продольным разрезом пополам горячекатаных двутавров с парал-ыми гранями полок по ГОСТ 26020-83) – смотрите калькулятор веса двутавра.

При вычислении массы 1 метра длины проката плотность стали в этих стандартах принята равной 7,85 г/см3 ( кг/дм3 или 7850кг/м3).

ПРИМЕЧАНИЕ. Размеры выбранного швеллера, двутавра и тавра указываются в строке “РАЗМЕРЫ ВЫБРАННОГО ПРОФИЛЯ”; размеры полок уголков в их таблицах; толщина уголков выбирается отдельно после появления возможных толщин выбранного номера уголка в вышеуказанной строке.

Главные разновидности перекрытий

По назначению конструкции делятся на три группы:

  • чердачные: такие конструкции разделяют последний этаж и пространство чердака под крышей здания. Для создания эксплуатируемой чердачной зоны рекомендуется использовать ЖБИ плиты, выдерживающие нагрузку в 400 кг/м 2 ;
  • междуэтажные: такие перекрытия используются для разделения на отдельные этажи. При выборе материала для их создания учитывается степень нагрузки межкомнатных перегородок, предметов интерьера, различного оборудования, людей и так далее. Специалисты рекомендуют использовать ЖБИ плиты маркировки 6Ат и выше;
  • подвальные: такие конструкции отделяют пространство нижнего уровня, к числу которых относят гаражные, подвальные и прочие помещения. Технические требования к материалу для этих перекрытий (степень нагрузки, жесткость, прочность) аналогичны, как и для междуэтажных перекрытий. Дополнительно специалисты рекомендуют утеплить конструкцию и выполнить ее гидроизоляцию.

По типу конструкции перекрытия принято разделять на такие категории:

  • Полнотелые:

Тело изделия состоит из цельного материала, к примеру, бетона без каких-либо пустот. Такие плиты имеют прямую прямоугольную форму. Толщ на составляет 10-16 см. Чаше всего используются для перекрытия подземных технических каналов.

Такие перекрытия выполняются в виде прямоугольных плит с небольшими пустотами по периметру (чаще всего круглыми, реже – квадратными). Наиболее востребованными считаются изделия с толщиной 22 см, при этом диаметр отверстия может быть 14-15.9 см. Производители же предлагают также плиты перекрытия с толщиной 30, 26 и 16 см.

Такие плиты характеризуются высокой прочностью и износоустойчивостью. Они изготовляются из ЖБИ конструкций со сплошным армированием. Рекомендуются для использования межэтажных перекрытий в жилых многоэтажных домах и жилых комплексах современного типа.

Такие изделия по форме напоминают букву П (с торцовой части). Основное их отличие – края плиты усилены специальными балками. Продукция характеризуется повышенными несущими свойствами, поэтому часто их используют для перекрытий общественных зданий, многоэтажных и производственных сооружений. Ввиду высокой стоимости такого товара не целесообразно его использовать при ведении строительства частного дома, дачи или загородного коттеджа.

Основное отличие этих плит – это небольшая масса в сравнении с аналогичными им плитами. Структура продукта многопустотная. Рекомендуется монтировать такое перекрытие на тех строительных объектах, где создан фундамент недостаточной прочности. Примером этой продукции считаются плиты, изготовленные на основе полистеролбетона.