Изгиб и центр тяжести швеллера для перекрытий

Балочное перекрытие является многоэлементной системой, которая несет не только механические нагрузки, но и призвана служить теплоизоляционной и звукопоглощающей прослойкой между этажами, подвалом и крышей.

Как правильно установить швеллер на перекрытие

При строительстве жилых зданий и прочих сооружений каждый сталкивается с необходимостью правильного расчета и монтажа перекрытия. Перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, находящуюся внутри здания, которая делит его на смежные помещения по вертикали (этажи, чердак и т.п.). Кроме того, данная конструкция является несущей, так как она воспринимает все нагрузки, приходящие от мебели, людей, оборудования и самого перекрытия и передает их либо на стены, либо на колонны (зависит от типа сооружения).

Виды полов

В зависимости от особенностей проекта здания существует два вида полов второго этажа по деревянным балкам.

СНиП от г. Полы. Толщина, покрытия полов, прослойка, стяжка и подстилающие слои полов (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

СНиП

Таблица. Виды полов второго этажа по деревянным балкам.

Тип пола Описание технических и эксплуатационных особенностей

Холодный

Такие полы в настоящее время почти не используются, а напрасно. Ниже мы рассмотрим варианты, когда ставить неутепленные полы целесообразно. По стоимости они самые дешевые, настилать их не составляет большого труда даже новичкам.

Утепленный

Сложная с инженерной точки зрения конструкция, состоит из нескольких слоев, каждый из которых оказывает заметное влияние на общие эксплуатационные показатели. По стоимости намного превосходит холодные, но позволяет существенно уменьшать тепловые потери. За счет этого дорогостоящая конструкция быстро окупается и начинает приносить прямую прибыль. Но это возможно лишь при одном условии – теплые полы настилаются в строгом соответствии с существующими строительными нормами и правилами. В противном случае они быстро теряют свои первоначальные свойства и требуют сложного и дорогостоящего ремонта.

Схема межэтажного перекрытия в деревянном доме

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).

Расчет на изгиб швеллера от APEX metal, используемого для перекрытий

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р=2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

  • qн=540∙р=540∙2=1080 кг/м=10,8 кН
  • qр=540∙р=624∙2=1248 кг/м=12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

  • Мн= qн∙L2/8=10,8∙6,22/8=51,9 кН∙м
  • Мр= qр∙L2/8=12,48∙6,22/8=60 кН∙м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

Ry=240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное γ=1 – коэффициент условий работы

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

  • межэтажные;
  • чердачные;
  • подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50–100 кг/м2.

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

  • с открытыми и скрытыми балками;
  • с различными типами несущих балок;
  • с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

  • Долговечность;
  • Идеальная заявленная геометрия;
  • Использование только сухого материала камерной сушки;
  • Возможность монтажа длинных пролетов (максимальная длина составляет 12 м);
  • Высокая точность и стабильность геометрии;
  • Возможность круглогодичного использования в строительстве;
  • Возможность внутренней прокладки инженерных коммуникаций;
  • Удобный монтаж (в 5-10 раз быстрее чем для ж/б монолита, пустотной плиты и доски), с минимальными затратами труда и без необходимости подачи спецтехники.
Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

При пролетах больше 6 метров мы используем двутавровые балки с брусом LVL, только цельная конструкция, без стыкования брусков клеевым способом.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

Балки перекрытия (двутавровые) не растрескиваются и не деформируются со временем. Наши изделия – отличная альтернатива тяжелым и сложным в работе металлическим и железобетонным покрытиям, монтаж которых связан с необходимостью выполнения «мокрых» работ, дополнительного привлечения арматурщиков, бетонщиков и т.д.

Достоинства деревянной двутавровой балки перекрытия:

Рекомендации по выбору

Стоит обратить внимание еще на несколько моментов. Если перекрытие планируется установить между холодным подвалом и первым этажом, то лучше выбирать ЖБИ конструкции. Если цоколь не отапливается, то это приведет к большой разнице температур (жилое помещение будет гарантированно теплее). Это значит, что будет образовываться много влаги, с которой не способна справиться древесина.

А вот между последним этажом и чердаком, наоборот, рекомендуется устанавливать деревянные перекрытия. Они не будут создавать дополнительной нагрузки на все здание. Кроме этого чердак является не жилым помещением, на него не так часто поднимаются жильцы.

Если нет возможности организовать подъездную площадку, то выбора не остается, придется работать только с деревом. Либо заплатить рабочим еще больше и придумать вариант с лебедкой.

Нужно учитывать особенности грунта на площадке, где строится дом. Если в грунте залегают почвы с очень слабой несущей способностью, то лучше, чтобы перекрытия были не такими тяжелыми. Значит выбирать нужно дерево и вообще отказаться от постройки многоэтажного дома из кирпича или бетона и возведения монолитного фундамента.

Виды перекрытий

По назначению перекрытия можно разделить на:

  • цокольные — отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
  • межэтажные — направлены на разделение между собой этажей здания
  • чердачные. Первые. Из названия второго вида следует, что они. Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:

  • Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
  • Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.

Перекрытия в каркасном доме

Пример межэтажной конструкции в каркасном доме

Перекрытия в каркасном доме

Планируя обустройство межэтажных конструкций в каркасном доме, рекомендуется учитывать следующее:

  1. для их изготовления рационально применять те же материалы, что и использовались на сборку каркаса;
  2. должна создаваться относительно легкое перекрытие, это даст возможность исключить привлечения для его монтажа специализированной подъемной техники;
  3. но при этом должно обладать достаточной жесткостью и надежностью;
  4. гарантированное обеспечение тепловой и звуковой изоляции между смежными по высоте помещениями.
Перекрытия в каркасном доме

Многообразие исполнения перекрытия

В качестве основных несущих составляющих конструкции можно использовать цельные или клееные брусья. А сверху их обшить ориентировано-стружечными плитами. Каркас сделать из калиброванных деревянных брусьев, а для отделки использовать сип-панели.

Перекрытия в каркасном доме

Несущую конструкцию собрать из стальных фасонных профилей. Ее обшивку сделать с применением ориентировано-стружечных плит. Каркас обустроить с помощью металлических сборных ферм. А отделать их используя сип-панели.

Но из всех приведенных способов обустройства перекрытия наиболее рациональных и экономически выгодным является следующий вариант. Для сборки несущей части межэтажной конструкции использовать стальные двутавровые балки. А обшивку сделать сип-панелями.

Перекрытия в каркасном доме

Кол-во блоков: 28 | Общее кол-во символов: 33736Количество использованных доноров: 7Информация по каждому донору:

  1. : использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 4298 (13%)
  2. : использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 6301 (19%)
  3. -mezhdu-ehtazhami-v-chastnom-dome/: использовано 7 блоков из 13, кол-во символов 7308 (22%)
  4. %D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D0%B5: использовано 1 блоков из 7, кол-во символов 2888 (9%)
  5. -perekrytiya-vidy-i-ustroistvo: использовано 1 блоков из 7, кол-во символов 2635 (8%)
  6. -perekrytiy/: использовано 4 блоков из 17, кол-во символов 5182 (15%)
  7. : использовано 4 блоков из 10, кол-во символов 5124 (15%)

Напряженно-деформированное состояние перекрытия.

Для понимания принципов работы монолитного перекрытия и способах армирования нужно проанализировать напряженно-деформированное состояние плиты. Например, защемленная плита размером 12 на 6 м, толщина 20 см. Нагрузка составляет 500 кг/м2.

Если посмотреть на изополя перемещений перекрытия, можно заметить, что центральная часть подвержена большей деформации.

Изополя перемещения монолитной плиты перекрытия.

На мозаике напряжений так же заметно, область красного цвета соответствует растяжению плиты в нижней части, а область синего цвета сжатие плиты в нижней части.

Напряженно-деформированное состояние перекрытия.

Мозаика напряжения монолитной плиты перекрытия.

Это учитывается при армировании плиты. На картинке расчета армирования показана площадь армирования. Центральная часть низа плиты подвержена большему растяжению, поэтому нуждается в большем армировании. Верхняя часть плиты подвержена растяжению у торцов, поэтому в этой зоне армируется сильней.

Площадь верхней арматуры.

Площадь нижней арматуры.

Читайте также:  Опалубка для фундамента своими руками: пошаговые рекомендации