Междуэтажное перекрытие по стальным балкам

План расположения металлических балок в перекрытии приведен на рисунке 1.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Основные характеристики швеллера

Основные характеристики швеллера

Этот вид металлопроката производится способами горячей прокатки и гибки полосовых заготовок. В соответствии с таблицами ГОСТа 8240, высота стенки стального швеллера – 50-400 мм. Горячекатаные изделия с наклонными внутренними гранями полок имеют увеличенную площадь сечения и по прочностным характеристикам приближаются к аналогам с двутавровым профилем. Для повышения прочности и устойчивости к низким температурам прокат изготавливают из качественных углеродистых и низколегированных марок стали.

Основные характеристики швеллера

Швеллер удобен для монтажа на плоских поверхностях. Прокат используется для армирования бетонных конструкций, создания каркасных строений, при производстве легких машин и механизмов. В частном строительстве лучшим выбором является швеллер, а не двутавр, что объясняется сочетанием достаточной прочности и доступной стоимости П-образного профиля. Двутавровая балка, благодаря массивности и высоким прочностным характеристикам, в основном применяется в крупномасштабном промышленном и гражданском строительстве.

Основные характеристики швеллера

Основные характеристики швеллера

Заделка стальных балок в стену

Заделка балок в ниши аналогична таковой в случае деревянных балок, но с некоторыми особенностями.

Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия на фундамент

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).

Сбор нагрузок на второстепенные балки

Наименование нагрузки

Нормативная

нагрузка, кгс/м2

γf

Расчетная

нагрузка, кгс/м2

1

Асфальт t = 3см, γ = 2200кг/ м3

66

1,3

85,8

2

Монолитная железобетонная плита перекрытия t = 10см, γ = 2500кг/м3

250

1,2

300

3

Собственный вес второстепенных балок

20

1,05

21

4

Полезная нагрузка

1100

1,2

1320

Итого

В соответствии с таблицей 1 суммарная нормативная нагрузка на второстепенные балки составит

кгс/м2,

а суммарная расчетная нагрузка будет равна

кгс/м2.

Каждой балке соответствует участок перекрытия (грузовая площадь), с которого она воспринимает нагрузку. Ширина этого участка равна шагу балок

(а = 2,16 м, рис.1). Преобразуем нагрузку с указанного участка перекрытия в равномерно распределенную по длине балки (в погонную нагрузку). Определяем погонную нормативную нагрузку на второстепенную балку:

и погонную расчетную нагрузку:

Расчетная схема второстепенной балки и эпюры внутренних усилий показаны на рисунке 2.

Рис.2. Расчетная схема второстепенной балки и эпюры внутренних усилий

Наибольший изгибающий момент .

Наибольше значение поперечной силы .

Опорная реакция второстепенной балки R1= 11 190 кгс.

В соответствии с таблицей 50* [1] принимаем второстепенные балки из стали С245 по ГОСТ 27772-88* (предполагая, что толщина проката менее 10мм) с расчетным сопротивлением по пределу текучести Ry = 2450кгс/см2 и с расчетным сопротивлением срезу Rs = 0,58Ry = 1421кгс/см2. Для балок технологической площадки коэффициент условий работы γc = 1 (таблица 6* [1]).

Момент сопротивления изгибу, требуемый для обеспечения прочности балки при ее работе в упругой стадии, согласно [1]: .

Сечение балки выбираем в виде горячекатаного двутавра №36 по ГОСТ 8239-72* (рис. 3), у которого момент сопротивления изгибу Wx = 743см3 больше, чем Wтр = 685,1см3. Остальные геометрические характеристики сечения: Sx = 423см3 – статический момент сдвигаемой части сечения относительно оси х; Ix = 13 380см4 – момент инерции сечения относительно оси х;

А = 61,9см2 – площадь поперечного сечения; tw = 7,5 мм – толщина стенки двутавра; толщина полки – 12,3мм (максимальная толщина проката в сечении).

рис. 3. Сечение второстепенной балки

Проверки для второстепенной балки

Проверяем прочность балки на срез согласно [1] по касательным напряжениям:

Прочность балки на срез обеспечена.

Принимаем конструктивное решение, обеспечивающее при опирании монолитной железобетонной плиты на верхний пояс балки надежную связь по всей длине балки между этим поясом и железобетонной плитой в горизонтальной плоскости. Такое закрепление можно создать, например, путем установки закладных деталей в монолитной плите с шагом не более значений, указанных в таблице 8* [1], с приваркой этих деталей к верхнему поясу балки. При принятии в проекте указанного конструктивного решения (или другого, также создающего непрерывное закрепление сжатого пояса балки в горизонтальной плоскости) общая устойчивость второстепенных балок будет обеспечена (п. * [1]) и выполнять проверку по [1] не требуется.

Читайте также:  Опалубка перекрытий: виды, принцип монтажа и области применения

Проверку второстепенной балки на жесткость при изгибе проводим по формуле для относительного прогиба балки:

где – предельно допустимый относительный прогиб балки в соответствии с таблицей 19 [2];

– модуль упругости стали.

Жесткость балки достаточна.

Расчет сечения железобетонной балки

Правильно рассчитать железобетонные балки получится, если учитывать основные параметры самого изделия и всей конструкции. К числу базовых показателей, на основе которых выполняют расчет, относят габариты и сечение продукции. Алгоритм расчета железобетонной балки следующий:

Расчет сечения железобетонной балки
  • замеры пролета;
  • определение прочности;
  • подсчет высоты элемента из бетона;
  • определение максимального момента;
  • вычисление нагрузки на ЖБ балку перекрытия.
Расчет сечения железобетонной балки

Эти параметры определят, какие железобетонные балки подходят для конкретной ситуации. Прямоугольные элементы применяют чаще, подбирая их сечение с учетом числа этажей.

Расчет сечения железобетонной балки

Расчет сечения железобетонной 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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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

Читайте также:  Опалубка перекрытий: пошаговое описание монтажа собственными руками

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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

На какие параметры обращать внимание при расчетах

Каждая двутавровая балка перекрытия может выдерживать определенную максимальную нагрузку. Во время проектирования специально предусматривается дополнительный запас прочности в пределах 40–50% — это позволяет полностью исключать вероятность появления аварийных ситуаций из-за грубых нарушений технологии строительства. Какие исходные данные нужны для расчетов?

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
  1. Максимальные значения нагрузки на перекрытие. Определяется нагрузка на одну балку, составляется эпюра усилий и на основании полученных данных по таблицам подбирается сечение.
  2. Длина пролета перекрытия. При расчетах этот параметр нужно увеличить и предусмотреть площадки для упора двутавровых балок.

    Расчет шага балок в зависимости от длины пролета

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Шаг двутавров принимается стандартным 60 см и согласуется с размерами утеплителей из минеральной ваты. Из специальной таблицы архитекторы для расчетов используют осевой и статический момент инерции, для определения расстояния между балками учитывается радиус инерции. Прогиб вычисляется исходя из нормативной и расчетной нагрузки, длины перекрытия и расчетного сопротивления. При этом соблюдается обязательное условие, что прогиб деревянной двутавровой балки перекрытия не может превышать 1/250 ее длины.

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Расчет прогиба балок

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Особенности балочного перекрытия домов

Независимо от того, будете ли вы создавать перекрытия в своем доме самостоятельно или обратитесь за помощью к профессионалам, вам вряд ли удастся придумать что-то более эффективное, чем установка балок перекрытия. Видео о том, как правильно осуществлять такой монтаж и обо всех нюансах этого процесса, вы можете найти внизу этой страницы.

Балочные системы перекрытия имеют такие особенности:

  • Их основой являются деревянные или металлические элементы, которые опираются на несущие стены здания. Параметры их сечений зависят от дистанции между деталями и ширины пролетов, которые будут перекрываться. Просчитывая сечения балок, важно учесть ту нагрузку, которую им придется выдерживать.
  • Функциональность, надежность и безопасность балочного перекрытия зависит от выбора материала. Если выполняется установка металлических балок перекрытия, выбор не будет сложным, а вот при покупке деревянных балок выбирать их нужно очень тщательно. Использовать можно и лиственные породы деревьев, но, если будет такая возможность, лучше покупать хвойные. Они намного прочнее и выносливее, дольше служат и практически не деформируются. Главный показатель качества древесины – уровень ее влажности. Если дерево плохо просушили, оно уже в составе дома будет высыхать дальше. Это может привести к деформированию, как отдельных деталей, так и всей конструкции.
  • Материал, который будет использоваться для перекрытий в доме, должен быть без дефектов и изъянов. Если вы увидите на балках много сучков, трещин или гниль – не покупайте его. Такой материал станет началом разрушения здания еще до введения его в эксплуатацию. В тех местах, где балки соприкасаются со стенами, их нужно выровнять. Можно для этого использовать просмоленные кусочки древесины.
  • Создавая потолочное перекрытие из балок, не забудьте про необходимость усиления их стыков на внутренних стенах. Для этого можно использовать скобы, металлические хомуты или деревянные накладки. Их толщина должна превышать 4 сантиметра.
  • Один и тот же материал подойдет как для потолочных, так и для напольных и междуэтажных перекрытий.

Видео-инструкция

При возведении деревянного перекрытия по балкам важен каждый из этапов работ: от расчетов до ввода в эксплуатацию. В приведенных ниже видео наглядно демонстрируется технология проектирования и возведении кровельных конструкций.

1. Расчет материалов для деревянных перекрытий.

2. Возведение подвального перекрытия по деревянным балкам

3. Возведение межэтажного перекрытия по деревянным балкам.

4. Возведение чердачного перекрытия.

5. Способы усиления деревянных бревен.

6. Монтаж чернового пола перекрытий.

Опасность эксплуатации при слабом перекрытии

В усилении конструкций заинтересован сам собственник здания, так как наиболее негативным последствием слабых или поврежденных перекрытий может быть обрушение объекта, причинение вреда и ущерба. Если не обеспечить надлежащее усиление и продолжить эксплуатацию здания со слабыми перекрытиями, могут возникнуть и другие проблемы:

  • неравномерное распределение нагрузок быстрее приводит к износу конструкций, инженерных сетей;
  • прогибы, провисания и деформации могут сделать невозможной эксплуатацию здания или его отдельных частей;
  • отступление от норм безопасности, надежности и устойчивости здания повлечет вынесение предписаний органами стройнадзора, жилинспекции, иными контролирующими ведомствами.

Слабые перекрытия существенно ограничивают возможные виды строительных работ и ремонтов в здании. Если эксперты будут проводить обследование, они могут вынести заключение о невозможности проведения работ. Также возникнут проблемы при узаконивании уже проведенных работ, если собственник не получал согласования и разрешения заранее.