Предельная нагрузка на балку чердачного перекрытия /инструкция с фото

Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

Принцип работы

Согласно ГОСТ 26519-85 «Конструкции железобетонные заглублённых помещений с перекрытием балочного типа. Технические условия» формула расчёта полезной нагрузки железобетонных балок перекрытия складывается из следующих характеристик:

  • Нормативно-эксплуатационная нагрузка на балки перекрытия с определённым коэффициентным запасом. Для жилых зданий данный показатель нагрузки составляет 151 кг на м2, а коэффициентный запас равен 1,3. Получаемая нагрузка – 151*1,3=196,3 кг/м2;
  • Нагрузка от общей массы блоков, которыми закладываются промежутки между балками. Блоки из лёгких материалов, к примеру из пенобетона или газобетона, показатель плотности которых D-500, а толщина 20 см будут нести нагрузку – 500*0,2=100 кг/м2;
  • Испытываемая нагрузка от массы армированного каркаса и последующей стяжки. Вес стяжки с толщиной слоя 5 см и показателем плотности 2000 кг на м3 будет образовывать следующую нагрузку – 2000*0,05=100 кг/м2 (масса армировки добавлена в плотность бетонной смеси).

Показатель полезной нагрузки железобетонной балки перекрытия составляется из суммы всех трёх перечисленных показателей – 196,3+100+100=396,3 кг/м2.

Перекрытие с полыми шарами

Шары из полиэтилена и бетона, размещенные внутри арматурного каркаса, обеспечат ровное потолочное перекрытие, снизят массу монолитного перекрытия.

Второй вид монолитного перекрытия – это конструкция с размещением полых пластмассовых шаров внутри бетона, которое является эффективным при возведении жилых домов, так как значительно снижается расход материала и обеспечивается ровная поверхность с овальными и круглыми пустотами. Для того чтобы снизить массу монолитного перекрытия и обеспечить ровное потолочное перекрытие, проводится расчет системы, которая оборудована арматурными каркасами, внутри которых размещены шары из полиэтилена и бетона, заполняющего все пустоты между ними.

Перекрытие с полыми шарами

Внизу каркаса располагают стержни арматуры, которые воспринимают растяжение. Оставляют и сохраняют участки из сплошного монолита там, где пересекаются колонны и перекрытия. Посредине арматурного каркаса располагают полиэтиленовые шары (полые), за счет которых уменьшаются затраты бетона. Расчет показывает, что масса этажа снижается на 35% по сравнению с перекрытиями, сделанными из сплошного бетона. При этом снижается вес всего здания.

Модульные плиты обладают рядом преимуществ: имеют малый вес, больший запас прочности, их привозят на стройку уже в готовом виде.

Преимуществом такого материала, как модульные плиты, является то, что их привозят на стройку уже в готовом виде и раскладывают на горизонтальные опалубочные настилы. Для того чтобы создать защитный слой из бетона, арматурные каркасы укладывают на фиксаторы (пластмассовые). В местах, где в перекрытии располагаются проемы, устанавливается сплошная монолитная плита, и вертикальные несущие конструкции сопрягаются с ними. Каркасы, расположенные в месте сопряжения и в проемных зонах, соединяют с теми арматурными каркасами, в которых расположены полые пластмассовые шары. В растянутой зоне нижнего перекрытия расположенная рабочая арматура связывается с каркасом с полыми шарами.

Перекрытие с полыми шарами

Деревянное межэтажное перекрытие первого этажа

Деревянное перекрытие между первым и вторым этажом должно отвечать некоторым установленным требованиям:

Конструкция перекрытия должна быть очень прочной и выдерживать предполагаемые нагрузки сверху, рекомендуется просчитывать величину нагрузок с запасом. Деревянные балки перекрытия должны быть жесткими для обустройства пола на втором этаже и потолка на первом. Перекрытие должно иметь одинаковый срок службы, как и весь деревянный дом в целом

Надежное перекрытие на этапе строительства обеспечит сохранность и предотвратит проведение ремонтных работ. Для пола очень важно оборудовать дополнительную тепло- и шумоизоляцию.. Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

Схема деревянного перекрытия с разделенными балками.

Деревянные балки в качестве перекрытия выполняют все основные функции, и они отличаются от железобетонных плит более простой укладкой. Человеческой силы вполне достаточно, нет необходимости использовать тяжелую технику. Используя балки, можно существенно снизить общую нагрузку на фундамент. К достоинствам деревянных перекрытий относится и невысокая цена. А при правильной обработке и установке такая конструкция прослужит не один десяток лет.

К недостаткам древесины можно отнести такой пагубный процесс, как гниение. Помимо того, к недостаткам изделий из дерева является высокая воспламеняемость при пожаре

Для того чтобы минимизировать вероятность таких процессов, очень важно подготовить балки непосредственно перед монтажными работами. Для перекрытия лучше всего использовать хвойные породы дерева

Для того чтобы избежать прогиба балки, не рекомендуется делать пролет более 5 м. Если пролет будет больше, обязательно нужно делать дополнительные опоры в виде колонн или ригели.

Чердачное перекрытие: устройство гидроизоляции по деревянным балкам, теплотехнический расчет – пример

Конструкция перекрытия представлена на рисунке 1.2.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1.2):

Читайте также:  Достоинства и недостатки стен из газобетонных блоков

Ro тр = (21-2)/ 38,7 = 0,73 м 2о С/Вт,

где tint – расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ГОСТ и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, tв = +21 о С;

text – расчетная температура воздуха на чердаке, С, tн = +2 о С ;

tn – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 5 [1], для чердачных перекрытий t н = 3 о С;

int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 4 [1], для потолков в = 8,7 о С.

Рисунок 1.2 – Конструкция перекрытия: 1 – железобетонная многопустотная плита; 2 – утеплитель; 3 – стяжка из цементно-песчаного раствора

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из условия энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода Dd следует определять по формуле:

Dd = (21-(-5,8))·239 = 6405,2 С ·сут

По таблице 3 [1] найдем

Rreq = aDd + b = 0,000456405,2+1,9 = 4,78 м 2о С/Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции Ro, м 2 С/Вт следует определять по формуле (1.4).

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

1 слой – железобетонная многопустотная плита, ? = 2,04 Вт/мС;

2 слой – утеплитель Пеноплэкс, ? = 0,03 Вт/мС;

3 слой – стяжка из цементно-песчаного раствора, ? = 0,93 Вт/мС.

Отсюда 2 ? 0,135 м. Принимаем толщину утеплителя 200 мм, который будет укладываться в 2 слоя, толщина каждого из которых равна 100 мм.

Теплотехнический расчет утеплителя покрытия мансардного этажа

Конструкция покрытия представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Конструкция покрытия: 1- железобетонная монолитная плита; 2 – утеплитель; 3 – обрешетка д = 25 мм по брускам 50х60 мм; 4 – кровельная сталь с полимерным покрытием.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из санитарно-гигиенических условий по формуле (1.2):

Ro тр = (21-(-34))/ 38,7 = 2,11 м 2о С/Вт,

где tint – расчетная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно ГОСТ и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, tв = +21 о С;

text – расчетная температура воздуха на чердаке, С, tн = +2 о С ;

tn – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 5 [1], для чердачных перекрытий t н = 3 о С;

int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по таблице 4 [1], для потолков в = 8,7 о С.

Требуемое сопротивление теплопередаче найдем исходя из условия энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода Dd следует определять по формуле:

Dd = (21-(-5,8))·239 = 6405,2 С ·сут

По таблице 3 [1] найдем

Rreq = aDd + b = 0,00056405,2+2,2 = 5,40 м 2о С/Вт.

Фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции Ro, м 2 С/Вт следует определять по формуле (1.4).

Найдем фактическое сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

1 слой – железобетонная монолитная плита, ? = 2,04 Вт/мС;

2 слой – утеплитель Пеноплэкс, ? = 0,03 Вт/мС.

Слои, расположенные после воздушной прослойки, в расчете не учитываем.

Отсюда 2?0,156 м. Принимаем толщину утеплителя 200 мм, который будет укладываться в 2 слоя, толщина каждого из которых равна 100 мм.

Сбор нагрузок.

Для того чтобы определить погонную нагрузку на балку (q) необходимо суммировать постоянную и временную нагрузки на каждый метр длины балки. При этом расчетное (т.е. используемое в инженерных расчетах) значение нагрузки принимается равным произведению нормативной величины нагрузки (pn,) на коэффициент надежности (f ). При расчетах по несущей способности (т.е. по I группе предельных состояний) этот коэффициент принимается бόльшим, чем при расчетах по деформациям (по II группе предельных состояний). Иными словами расчеты опасности разрушения конструкции, как более ответственные, всегда делаются на бόльшие нагрузки (с бόльшими «запасами»), чем расчеты опасности недопустимых деформаций неразрушающего характера. Нагрузки и коэффициенты надежности, относящиеся к расчетам по разным предельным состояниям, во избежание ошибок снабжаются соответствующими индексами – «I» или «II» (таблица 3).

В таблице 3 даются нагрузки на 1м2, фактически же на каждый метр длины действует несколько большая нагрузка, так как она собирается с большей площади («грузовой» площади), а именно с полосы, распространяющейся на половину шага () в каждую сторону от продольной оси балки (т.е. с площади равной b × 1). Например, для варианта 5 это будет площадь 1.5×1 = , для варианта 9 – соответственно 1.5×1 = и т.д.

Результаты расчета рекомендуется сводить в таблицу 4

Таблица 4

Вид

нагрузки

Нормативные

значения, кПа

Коэффициенты

надежности

Шаг

балок, м

Расчетные нагрузки, кН/м

pn,I

pn,II

f, I

f, II

b

qI

qII

1

2

3

4

5

6

7

8

Постоянная (собственный вес перекрытия)

Временная

Итого

(на 1м длины балки):

qI =

qII =

Содержание столбцов 1, 2, 3, 4, 5 можно без изменений переписать из таблицы 3; столбец 7 представляет произведение величин в столбцах 2, 4, 6; столбец 8 – произведение величин в столбцах 3,5, 6.

Искомые погонные нагрузки qI и qII определяются суммированием величин по столбцу 7 и столбцу 8 соответственно.

Основные требования к балкам перекрытия

  1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
  2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
  3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
  4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
  5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
  6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
  7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
  8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).
Основные требования к балкам перекрытия

В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.

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

Балочные металлические и железобетонные перекрытия

В качестве балок в таких конструкциях применяются:

  • двутавр;
  • швеллер;
  • уголок.

Швеллер и уголок для этих целей необходимо, предварительно, сварить определенным образом. Естественно, этому предшествует небольшой расчет.

К неоспоримым преимуществам таких металлических балок относятся:

В железобетонных перекрытиях в качестве балок могут использоваться двутавр, швеллер, а также уголок.

  1. Высокая надежность и долговечность.
  2. Пожаробезопасность и стойкость к биологическим врагам.
  3. Возможность безопасного перекрывания пролетов в 4 -6 метров.
Балочные металлические и железобетонные перекрытия

Расстояние между такими балками перекрытия может быть вдвое больше, чем между деревянными и регламентируется, чаще, размерами плит настила (расчет должен подтвердить, что плиты вынесут определенную нагрузку). Такие балки, напрямую, нельзя использовать в виде лаг для настила пола. К ним непросто (но возможно) подшивать потолок.

К сожалению, это не все недостатки перекрытия, использующего металлические конструкционные материалы. Еще к недостаткам такого перекрытия следует отнести:

  1. Образование ржавчины во влажных помещениях.
  2. Необходимость в грузоподъемных механизмах при монтаже.
  3. Хорошая звуко- и теплопроводность (с этими недостатками борются путем обертывания торцов металлических конструкций войлоком).

Накат на таких балках бывает не только из досок, но и из плит. Это могут быть облегченные железобетонные плиты или плиты из других легких и прочных строительных материалов – их применение регламентирует расчет.

Чтобы избежать коррозии несущих балок, используют железобетонные балки перекрытия. Такие балки укладывают на расстоянии 0,6 -1,0 м. Заполняют пространство между балками легкобетонными плитами или легкобетонными блоками. Поверх такого перекрытия делают стяжку под пол, а потолок штукатурят под побелку, покраску или обои.

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей); Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента; На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная; Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия); Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона; Низкая огнестойкость (без специальной пропитки); Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать , во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

Читайте также:  Технологии возведения железобетонных перекрытий

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине . Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Расчет балок перекрытий

Деревянные балки перекрытий

Деревянные балки перекрытий часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками.

Недостатки деревянных балок — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами (если они водятся в вашей местности).

Поэтому, деревянные балки перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами, например ХМ-11 или ХМББ производства фирмы Антисептик (С-Петербург).

Как расчитать необходимое сечение деревянной балки перекрытий?

Оптимальный пролет для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для деревянной балки — прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.

При выборе сечения балки перекрытия учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило стоставляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.

Для расчета минимального и оптимального сечения деревянной балки перекрытия можно воспользоваться он-лайн калькулятором Романова для деревянных балок перекрытий

Ниже приведены несколько таблиц, со значениями минимальных сечений деревянных балок для различных нагрузок и длинн пролетов:

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется расчитывать именно на эту нагрузку

Если вы не используете утеплитель или не планируете нагружать перекрытия (например, перекрытие необитаемого чердака), то можно использовать таблицу для меньших значений нагрузок деревянных балок перекрытий:

Таблица минимальных сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и нагрузки, при нагрузках от 150 до 350 кг/м2.

Если вы используете вместо балок прямоугольного сечения круглы бревна, можно пользоваться следующей таблицей:

Минимальный допустимый диаметр круглых бревен, используемых в качестве балок междуэтажных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2

Если вы хотите перекрыть большие прогоны, то рекомендуем воспользоваться опытом с сайта Околоток.

Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий

Расчет балок перекрытий

Двутавровая металлическая балка перекрытий обладает рядом неоспоримых преимуществ, только при одном недостатке — высокой стоимости.

Металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой, металлическая стальная балка негорюча и устойчива к биологическим воздействиям.

Однако, металлическая балка может корродировать при отсутствии защитного покрытия и наличия в помещении агрессивных сред.

Для расчета параметров двутавровой металлической балки можно воспользоваться хорошей программой расчета Beam

Вес одного метра двутавровой балки можно посмотреть в таблице веса двутавровых балок

В большинстве случаев в самодеятельном строительстве при расчетах в вышеуказанной программе или других ей подобных, следует считать, что металлическая балка имеет шарнирные опоры (то есть концы не фиксированы жестко — например, так как в каркасной стальной конструкции).

Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует рассчитывать, как 350 (без стяжки) -500 (со стяжкой) кг/м2Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным 1 метру.

В случае экономии возможно увеличение шага между металлическими балками до 1200 мм.

Таблица для выбора номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову):

  1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.
  2. Ширину балки рассчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).
  3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.
  4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Вес строительной арматуры или сколько метров арматуры в тонне. Вес арматуры длиной 11,75 м. Вес арматуры диаметром от 5,5 до 32 мм. 

Вес двутавра и количество метров в тонне двутавра

Популярность: 22%