Железобетонные балки перекрытия: размеры, ГОСТы, изготовление

Установка опалубочной конструкции считается основным этапом в возведении железобетонного сооружения. Опалубка считается вспомогательной системой, монтируемой на некоторый срок. Предназначение конструкции – фиксировать формы, отливаемые из бетонного раствора. Чтобы точно знать потребность в комплектующих, рекомендуется уметь выполнять расчет опалубки.

Расчет металлической балки перекрытия

Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Расчет опалубки перекрытий всех типов

При строительстве монолитных зданий зачастую используют три типа опалубочных систем:

  • высота межэтажного пролета до 4.5 м;
  • высота межэтажного пролета  м;
  • высота межэтажного пролета свыше 6.0 м.
Расчет опалубки перекрытий всех типов

Проводя расчет опалубки перекрытия на 1м2, следует знать допустимую толщину объекта и характеристики применяемых комплектующих системы. Предположим, проводится строительство здания с высотой потолков до 4.5 м. В этом случае допускается толщина перекрытия менее 40 см. Оптимальным вариантом опалубочной системы станут формирующие конструкции на телескопических стойках. Опорные элементы выпускаются различных типоразмеров. Чтобы выполнить корректный расчет опалубки перекрытий на телескопических стойках и правильно подобрать ее составляющие, нужно учитывать:

  • габариты подпорной балки — 40 см (важно при выборе высоты телескопической стойки);
  • одна опора на 1 м площади перекрытия — важно при подсчете объема телескопических стоек;
  • максимально допустимая нагрузка на опору  тонны.

Эти параметры укажут, какой по прочности должна быть опалубка перекрытий, помогут рассчитать количество опорных элементов и комплектующих. Подсчитав количество опорных столбов, следует позаботиться об устойчивости всей конструкции. Если самостоятельно выполнить обсчет не получается, вам поможет таблица расчета опалубки перекрытия по толщине монолитного объекта. Возвращаясь к характеристикам устойчивости системы, поговорим о специальных треногах — составляющие формирующей конструкции, которые предназначены для удержания опор. Их количество будет равно числу телескопических стоек.

Если проведенный расчет количества стоек опалубки перекрытия показал необходимость применить большое количество опор и треног, не стоит уменьшать его, пытаясь сэкономить. Такой ход, как показывает наша практика, в 8 из 10 случаев неизбежно приводит к обрушению. Предложенный нашими специалистами калькулятор расчета опалубки перекрытия поможет определиться с необходимым числом опор и треног.

Расчет опалубки перекрытий всех типов

При устройстве формирующей бетон конструкции также потребуются балки толщиной 40 см и фанера для создания ровной и гладкой поверхности под заливку раствора. Выполняют обсчет опалубки перекрытия, учитывая прибавку на обрез 1.1. Формула для просчета предусматривает деление Sплощади перекрытия на габариты фанерного листа. Полученный результат умножают на 1.1. При высоте перекрытия до 4.5 м и толщине 40 см берут стандартные материалы (калькулятор опалубки учитывает их параметры) с увеличенной влагостойкостью (ламинированные листы) — 122 см×244 см или 150 см×300 см. Предлагаемая на этой станице программа для расчета опалубки поможет не упустить важные параметры. Главное вбить в форму корректные значения.

Программы для архитекторов

Профессиональная работа по проектированию зданий и сооружений невозможна без использования технических программ для расчета перекрытия. Если строительство домов является основным занятием, стоит приложить усилия и изучить инструменты по проектированию.

Программы для архитекторов

Интерфейс программы ArchiCad для расчета перекрытия

Программы для архитекторов

Самыми распространенными техническими инженерными программами в проектных организациях являются ArchiCad, AutoCad, Лира, NormCAD и SCAD.

Программы для архитекторов

Плюсы инженерных программ по проектированию:

Программы для архитекторов
  1. Универсальность. Любая из программ может быть использована для построения и расчета всех видов перекрытий.
  2. Точность. При подсчете учитывается большое количество факторов, способных повлиять на нагрузку и прочность конструкции. Такая детальность в подсчетах позволяет получить максимально точные данные.
  3. Визуализация. Получив результат, строитель наглядно видит, что и как он должен смонтировать, чтобы получить гарантированный результат.
  4. Подготовка проектной документации. Для профессиональных застройщиков с помощью инженерных программ можно подготовить документацию, которая принимается всеми проверяющими органами.
Программы для архитекторов

Недостатки инженерных программ по проектированию:

Программы для архитекторов
  1. Утверждение, что подобные инструменты легко освоить — неверно. Зачастую для их использования необходимо специальное техническое образование, знание сопромата и унифицированных строительных норм.
  2. Объем информации: для работы с инженерными программами требуется обладать большим количеством данных, в противном случае можно получить неожиданный результат вычислений.
  3. Ограничение доступа: программы лицензированные, для использования необходима покупка прав на использование.

Расчет количества комплектующих для опалубки перекрытий

Как посчитать количество листов фанеры для опалубки перекрытия

Чтобы поверхность монолитного перекрытия получилась ровной для опалубки перекрытия лучше всего использовать ламинированную фанеру. Она очень прочная, не трескается и не расслаивается при намокании и отлично пилится.

Читайте также:  Безбалочные перекрытия из монолитного железобетона

Чтобы уменьшить отходы при распиловке и подгонке фанеры для начала посчитаем количество целых листов фанеры размером 1200 * 3000 мм (площадь листа 3,6 кв.м.). Учитываем, что у нас в доме два помещения с размерами 6*3 и 6*4

N = Sпом/Sлиста=6*4/3,6 +6*3/3,6=11,7 листов

Таким образом, нам нужно 11 целых листов ламинированной фанеры, размером 1,2*3м

Для зашивки оставшихся незакрытых фанерой мест можно использовать обрезки фанеры, доску или обычную более дешевую фанеру.

Как посчитать количество балок БДК для опалубки перекрытий

Сборная опалубка перекрытий на телескопических стойках включает в свой состав продольные и поперечные балки. Чтобы принять верный шаг балок воспользуйтесь таблицей «Таблица для определения допустимых расстояний между основными и второстепенными стойками, главными балками, второстепенными балками при монтаже опалубки перекрытий с использованием фанеры толщиной 18 мм»

Для того, чтобы определить количество продольных балок БДК нужно ширину помещения разделить на шаг балок. Учитывая размер нашего помещения, принимает шаг продольных балок 1,5 метра, тогда для двух помещений получится:

N1прод = 4 / 1,5 = 3

N2прод= 3 / 1,5 = 2

Итого, в первом помещении четыре линии продольных балок , во втором помещении три линии продольных балок. Итого это 7 линий умножаем на длину помещений 6 получается 42 метра балки БДК. Значит всего нам нужно 14 балок по 3,3 м (0,3 м для нахлеста) .

Чтобы определить количество поперечных балок надо ширину помещения разделить на шаг балок. При толщине нашего монолитного перекрытия шаг балок должен быть 500 мм. Делим длину помещения (6м) на шаг балок (0,5м) получается, что нам нужно 13 линий балок. Для помещения шириной 3 метра нам нужно 26 балок БДК длиной 1,8 м. Для помещения шириной 4 метра будем использовать 26 балок по 2,4 метра.

Как посчитать количество телескопических стоек

Телескопические стойки устанавливаются под продольные балки, еще их называют главными балками. Шаг мы определим из таблицы и примем его 1500 мм. Мы уже знаем, что для наших помещений надо 7 линий продольных балок БДК, умножаем на длину помещения (6 метров) и делим это количество на шаг между стойками. Получаем:

Nстоек =7*6/1,5=28 шт. телескопических стоек.

Для каждой телескопической стойки нужна одна унивилка, ещё её называют короной, на 28 стоек надо 28 унивилок.

Тренога ставится под стойки, расположенные по углам и через одну стойку, то есть на 28 стоек нам понадобиться 14 треног.

Высоту телескопической стойки подбираем в зависимости от высоты нашего помещения. Для нашего помещения высотой 2,75 метра оптимальной будет телескопическая стойка СД 3,1, её рабочий диапазон 1,7-3,1 метра.

Расчет балок перекрытия

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

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

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Определив длину балок и зная расчетную нагрузку, можно рассчитать шаг балок деревянного перекрытия и их сечение (в случае применения бревен – диаметр). Эти величины связаны между собой. Для этого пользуются следующими правилами.

К примеру, для расчетной нагрузки 400 кг/м², соответствующей межэтажным перекрытиям, соотношение между шагом, шириной пролета и сечением следующее:

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 2,0 м сечение должно быть не менее 75×100 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 75×200 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 150×225 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 100×150 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 175×250 мм.
Читайте также:  Виды, конструкция и устройство современных деревянных перекрытий домов

Изготовление

Если ваш строительный объект небольшой, то возможно рациональнее создать железобетонную балку самостоятельно.

Для этого поступаем следующим образом:

  1. Выкладываем дно опалубки для бетонного изделия из прочного деревянного щита.
  2. Затем формируем стенки, для которых можно взять более тонкие доски.
  3. Простилаем с внутренней стороны полиэтиленовую плёнку. Это поможет впоследствии легче отделить дерево от застывшего бетона.
  4. Устанавливаем армированные пояса в нижней и верхней части конструкции.
Изготовление

Совет: прутья между собой рекомендуется связывать мягкой проволокой, а не приваривать друг к другу сварочным аппаратом. Сварка уменьшает их эластичность.

Использование проволоки для фиксации армированных прутьев

  1. Замешиваем раствор из цемента, песка и гравия в соотношении 1:2:4 соответственно. Воды добавляем в два раза меньше количества получившейся сухой смеси.

Совет: для осуществления замеса лучше всего применить бетономешалку. Она позволит достигнуть требуемой однородности и ускорит процесс.

Изготовление

Оборудование для замешивания бетона

  1. Заполняем получившейся смесью подготовленный объём. При этом не следует растягивать заливку на несколько этапов во избежание образования холодных швов.
  2. Бетон пробиваем стальным прутом в нескольких местах и осуществляем вибропрессование, чтобы удалить возможные воздушные карманы внутри раствора.
  3. Накрываем конструкцию полиэтиленовой плёнкой и смачиваем водой до полного застывания, которое произойдёт через четыре недели. После чего снимаем опалубку и можем использовать балку по назначению.

Перекрытия досками на и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами. Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят. Деревянная балка более 6 метров: тонкости

Балка для пролета 6 метров и более не должна делаться из бруса и досок ходовых размеров.

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 — перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Leo060147Пользователь FORUMHOUSE

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta.

RoracottaПользователь FORUMHOUSE

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Таблицы расчета перекрытий

Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»). На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).

Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е. в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».

Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.

Примечания:

  • Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
  • Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
  • Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
  • Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
  • Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.
Читайте также:  Назначение плит перекрытия

Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия

Таблицы расчета перекрытий

Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,3 0,4 0,5 0,6
240 Балка GreenLum-240W 4,95 4,50 4,16 3,93
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,35 4,96 4,70
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,75 5,38
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 5,45 4,95 4,55 4,30
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,05 5,50 5,10 4,80
300 Балка GreenLum-300L 6,50 5,90 5,45 5,15
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 7,20 6,55 6,10 5,75
360 Балка GreenLum-360L 7,45 6,75 6,30 5,90
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 8,30 7,50 7,00 6,60
400 Балка GreenLum-400L 8,10 7,35 6,80 6,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 10,00 9,05 8,40 7,90
500 Балка GreenLum-500L 9,60 8,70 8,05 7,60
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 10,60 9,60 8,95 8,40
600 Балка GreenLum-600L 11,00 9,95 9,25 8,70
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 12,00 11,00 10,20 9,60

Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия

Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
240 Балка GreenLum-240W 5,65 5,52 4,95 4,68 4,50
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,80 5,80 5,60 5,35
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 6,20 5,80 5,45 5,15 4,95
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,90 6,45 6,05 5,75 5,50
300 Балка GreenLum-300L 7,40 6,90 6,50 6,15 5,90
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 8,25 7,70 7,20 6,90 6,60
360 Балка GreenLum-360L 8,50 7,90 7,50 7,10 6,80
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 9,45 8,80 8,30 7,90 7,55
400 Балка GreenLum-400L 9,25 8,60 8,10 7,70 7,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 11,40 10,60 10,00 9,50 9,05
500 Балка GreenLum-500L 11,00 10,15 9,55 9,10 8,65
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 12,15 11,30 10,60 10,05 9,65
600 Балка GreenLum-600L 12,50 11,65 11,00 10,40 9,95
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 13,30 12,90 12,15 11,55 11,05

Расчет балки на прогиб (изгиб)

Методика определения прогиба балки значительно проще. При распределенной нагрузке, применяется формула:

Прогиб балки (формула): f = (5 × q × l4 ) / (384 × E × I)

  • q – величина нагрузки на перекрытие;
  • l – величина пролета перекрытия;
  • E – модуль упругости;
  • I – момент инерции.

Первые два параметра нам известны, модуль упругости для древесины обычно принимается равным 100 000 кгс/м², хотя это и не всегда так, а момент инерции, в зависимости от формы сечения, рассчитывается по разным формулам. Для прямоугольника:

Момент инерции (формула): I = b × h3 /12

  • b – ширина балки;
  • h – высота балки.

Собирая все в кучу, мы получим итоговую формулу расчета прогиба балки:

Прогиб балки (итоговая формула): f = (5 × q × l4 ) / (384 × E × (b × h3 / 12))

После того, как вы получите искомое значение, нужно сравнить его с величиной допустимого (предельного) прогиба балки в долях от пролета. Этот параметр устанавливается СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»:

Расчет балки на прогиб (изгиб)
Элементы конструкций Максимальный прогиб балки, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий L/250
2. Балки чердачных перекрытий L/200
3. Перекрытия при наличии стяжки/штукатурки L/350

Например, для межэтажных перекрытий при длине пролета равной 400 см мы получим условие – 400/250, т.е. предельно возможный изгиб в данной ситуации 1,6 см.

Если ваше значение f превышает его, необходимо изменять сечение балки в большую сторону, до тех пор, пока оно не станет меньше величины предельного прогиба.

Наш калькулятор прогиба деревянной балки сам подберет нужные параметры сечения и избавит вас от сложных громоздких вычислений.

Конечные параметры балки

После того, как вы подберете сечение при расчете на прочность и прогиб/изгиб, можно будет определить минимально допустимые параметры балки.

Предположим, что при расчете на прочность вы получили сечение – 165х150 мм, а при расчете на прогиб – 239х150 мм. Очевидно, что в подобной ситуации следует выбирать наибольшую величину, то есть значение на прогиб, поскольку если вы сделаете ровно наоборот, перекрытие выдержит нагрузку, но очень сильно деформируется и ни о каком ровном потолке не может быть и речи.

В результате расчета несущей способности деревянной балки, мы используем сечение равное 239х150 мм, но тут сталкиваемся с очередной проблемой – балок такого размера серийно никто не производит. В этом случае нужно производить округление обязательно в большую сторону, обычно кратно 50 мм, т.е. нам подойдет балка 250х150 мм. В некоторых ситуациях, можно обратиться к ГОСТ 24454-06, в нем указаны все типовые размеры материалов.

Расчет балки онлайн без знания сопромата – одно из главных преимуществ сервиса