Какой швеллер использовать для перекрытия 6м - DOMOSTROI-KAZAN.RU

Какой швеллер использовать для перекрытия 6м

Как работает швеллер на нагрузку

В строительных работах разного рода нередко возникает надобность в металлическом каркасе или усилении отдельных элементов кладки. Соответствующий металлопрокат – уголок, швеллер, двутавр – подбирают исходя из допустимой для арматуры нагрузки.

  1. Описание и виды швеллеров
  2. Виды нагрузок
  3. Характеристики швеллеров
  4. Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб
  5. Расчетные схемы
  6. Исходные данные
  7. Анализ результата

Описание и виды швеллеров

Швеллер – П-образный фасонный профиль

Швеллер – вид фасонного профиля. Это изделие с П-образной конфигурацией, состоит из стенки и полочек. Последние могут быть параллельными друг другу, с уклоном внутрь, разной длины. Конфигурация и габариты изделия определяют его назначения.

Различают горячекатаный швеллер и гнутый.

Горячекатаный – изготавливается методом горячей прокатки. Полосу стали прогревают до температуры в +1000°С и подают на стан. Валки придают заготовке П-образную форму. У такой балки полки точно параллельны друг другу. Углы жесткие. Такие конструкции чаще всего используются для армирования, так как способны выносить очень высокие несущие нагрузки.

Различают 5 видов горячекатаного швеллера:

  • П – элемент с параллельными полочками;
  • У – внешние углы граней достигают 90 градусов, а внутри создают уклон за счет разной толщины. Величина наклона не превышает 10%;
  • Э – за счет скругления параллельных полочек изделие, в целом, меньше весит, при таких же прочностных характеристиках;
  • Л – облегченный вариант с меньшей толщиной стенки и граней;
  • С – специальный профиль с конфигурацией, определяемой потребностями промышленной отрасли.

Гнутый профиль отличается скругленными углами внутри и снаружи. Его изготавливают холодным методом. Стальную полосу сгибают на валках без предварительного прогрева. Такая технология дороже, но получаемый швеллер намного прочнее и долговечнее. Его можно использовать для напрягаемого каркаса. Различают 4 варианта:

  • В – с наклоненными внутрь гранями;
  • П – с параллельными полочками;
  • Л – вариант меньшей толщины и массы при других стандартных размерах;
  • С – специальный.

Гнутый профиль выносит меньшую несущую нагрузку, однако гораздо устойчивее к кручению, сжатию и растяжению.

Виды нагрузок

Нагрузка на балку бывает 3 видов.

  • Постоянная – это масса самой детали, а также конструкций, на которые она опирается.
  • Временная – возникает под действием какого-либо фактора. Различают нагрузки длительные, наподобие веса перегородок, массы накапливаемой во время дождя воды, и кратковременные – вес передвигающихся людей, давление ветра, снега.
  • Особая – появляется при нестандартных обстоятельствах, например, из-за землетрясений, деформации фундамента.

Нагрузки на швеллер вычисляют самостоятельно по формулам из справочника либо пользуются онлайн-калькулятором. В сложных случаях нужно обращаться к специалисту.

Характеристики швеллеров

Главная задача изделия как армирующей или несущей конструкции – восприятие механической нагрузки. Величина эта зависит от самой детали – толщины, размеров, сорта стали – и внешних параметров – конструкции, предполагаемых нагрузок.

Чтобы выполнить расчет швеллера на прочность, нужно учесть следующие характеристики:

  • нормативная нагрузка, допустимая для изделия данного типа – указывается в документации или в справочнике;
  • тип – важно учесть конфигурацию полок, продольное и поперечное сечение, поэтому формулы расчета для равнополочного или разнополочного профиля отличаются;
  • длина изделия;
  • число деталей, которые придется укладывать друг с другом, чтобы создать единую конструкцию;
  • типоразмер с максимальным вертикальным прогибом.

Тип стали и габариты балки связаны с показателем нормативного давления. Допустимая нагрузка на швеллер указывается в таблицах.

Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб

Расчет швеллера на прогиб – необходимый элемент при проектировании здания или другого объекта, в составе которого используется балка. Вычисления производят самостоятельно или с помощью специальных онлайн-калькуляторов.

Вручную расчеты выполняются следующим образом. Допустим, используется профиль 10П, сделанный из стали 09Г2С. Он имеет шарнирное крепление. Длина его 10 м. В справочнике находят еще несколько необходимых показателей: предел текучести для указанного сорта стали – 345 МПа, момент сопротивления по осям X и Y – 34,9 и 7,37 соответственно.

Максимальная нагрузка на изгиб при шарнирном закреплении появляется посредине балки и вычисления по формуле: M=W*Ryh.

Вычисляют допустимый момент для 2 вариантов:

  • стенка расположена вертикально – 34,9*345=12040,5 H*m;
  • стенка горизонтальна – 7,37*345=2542,65 H*m.

Вычислив момент, определяют допустимую нагрузку на швеллер:

  • g1=8*12040,5/102=-96,3 кгс/м;
  • g2=8*2542,65/102=20,3 кгс/м.

Для данного случая очевидно, что несущая способность у балки, расположенной вертикально, в 5 раз лучше, чем у профиля, установленного горизонтально.

Расчетные схемы

Схема укладки швеллера влияет на формулу расчета. По способу распределения давления и типу крепления различают 5 вариантов.

  • Однопролетная с шарнирным опиранием – например, профиль, установленный на стены для межэтажного перекрытия. Нагрузка в этом случае равномерно распределена.
  • Консольная – балка жестко закреплена одним концом, второй не опирается. Нагрузка равномерно распределена. Вариант применяют при обустройстве козырька из двух элементов.
  • Шарнирно-опертая – более сложной конфигурации. Балка устанавливается на 2 опоры и консоль. Так монтирует балконы, например.
  • Однопролетная с шарнирным опиранием, но с давлением, оказываемой двумя конструкциями. Примером служит швеллер, на который опирают 2 балки.
  • Однопролетная, устанавливаемая на 2 основания и на которую опирается еще одна балка.
  • Консольная, сосредоточенная одной силой.

Исходные данные

Расчет допустимой нагрузки на швеллер проще рассчитать, используя онлайн-калькуляторы. Чтобы получить результат, необходимо указать нужные данные. Список включает:

  • тип расчетной схемы;
  • длину пролета в метрах;
  • нормативную нагрузку – данные о ней получают из соответствующего ГОСТа;
  • расчетную нагрузку, то есть ту, что как предполагается, создает конструкция;
  • количество изделий, необходимых для перекрытия, козырька, балкона;
  • расположение – вертикальное или горизонтальное;
  • расчетное сопротивление – зависит от марки стали;
  • тип используемого профиля – указывается вид балки, серия – П, У, Э, и толщину стенки.

Достаточно ввести цифры в соответствующие окошки, чтобы получить необходимую величину.

Анализ результата

Калькулятор выдает итог в виде определенных показателей.

  1. Вес балки – точнее 1 погонного метра изделия. Он позволяет оценить вес будущей балки и учесть нагрузку, которую он создает на стену и фундамент.
  2. Момент сопротивления швеллера – необходимый для обеспечения стабильности конструкции.
  3. Максимальный прогиб, допустимый для швеллера, перекрывающего пролет.
  4. Расчет по прочности указывает момент сопротивления изделия, которое решили использовать. Здесь же указывается главный определяющий параметр – запас, то есть, показатель, указывающий, насколько момент сопротивления выбранного профиля больше или меньше расчетного. Если в результате вычислений появляется значение со знаком «+», швеллер можно использовать, если со знаком «-» – балка не подходит.
  5. Расчет по прогибу показывает собственно величину прогиба, которая возникает у швеллера под влиянием нормативной нагрузки. Запас определяет, насколько устойчивость профиля превосходит или не дотягивает до предельных.

Каркас в бетонных конструкциях требуется для упрочнения сооружения. Но эту роль он выполняет, только если правильно рассчитана оказываемая нагрузка и верно подобран швеллер, удерживающий эту нагрузку.

Как правильно установить швеллер на перекрытие

  • Виды перекрытий
  • Швеллер для перекрытий
  • Расчет на изгиб швеллера для перекрытий
  • Подбор сечения и проверка на жесткость швеллера
  • Как укрепляют проемы швеллерами?
  • Как организовывается проем в кирпичной стене?
  • Способы вставки:

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 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.

Швеллер для перекрытий

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

  • швеллер необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном
  • схема укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке

Такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Расчет на изгиб швеллера для перекрытий

Как рассчитать и выбрать размер швеллера — на странице «Моменты сопротивления швеллера по ГОСТ»

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:

  • L = l+2/3∙lоп∙2 = 6+2/3∙0,15∙2 = 6,2 м

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
Читайте также  Фронтоны из бруса или каркасный

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:

  • Wтр = Мр/(γ∙Ry)∙1000, где

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

Тогда Wтр = 60/(1∙240)∙1000 = 250 см3

Подбор сечения и проверка на жесткость швеллера

По справочнику (см. ГОСТ 8240-97 или ГОСТ 8278-83) подбираем профиль швеллера, который имеет момент сопротивления больше расчетного. В данном случае подходит швеллер 27П, Wx = 310 см3, Ix = 4180 см4. Далее необходимо осуществить проверку на прочность и жесткость на изгиб швеллера (прогиб хлыста).

Проверка на прочность:

    σ = Мр/(γ∙Wx)∙1000 = 60∙1000/(1∙310) = 193 Мпа Источник

При создании, расширении проемов различного характера – оконных, дверных, важно их качественное укрепление. Установка швеллера – самый популярный способ укрепления таких конструкций. Он широко используется для несущих сооружений из железобетона, кирпича. Как только стальной каркас устанавливается, вся нагрузка, которая до этого принималась удаленными частями перегородок, переходит на швеллер.

Подобное усиление положительно сказывается на строении: оно защищено от разрушения, образования трещин. Высота граней швеллера равна от 5 до 40 мм – это выражается цифрой на маркировке. Отличительной характеристикой изделия является п-образный формат. Металлоизделия имеют сопротивление на изгиб, сжатие, выдерживает значительные нагрузки строительных элементов. Они придают любой металлоконструкции дополнительную устойчивость, надежность. Изделия изготавливаются на производстве при ГОСТе 8240-89.

Как укрепляют проемы швеллерами?

Для создания металлического каркаса необходимы точные результаты замеров и аккуратно сделанный проём. Если эти условия выполнены успешно, то крепление швеллера происходит быстро, легко, комфортно – нет пыли, грязи, лишнего шума. Еще один бонус – межкомнатные перегородки остаются сохраненными. Приведем краткий пример работ по оформлению проема металлопрофилем:

  • перед вырезанием проема специалистами устанавливаются страховочные стойки, которые на период монтажу укрепят конструкцию и примут на себя нагрузку от нее;
  • проводится разметка границ будущего проема;
  • далее – демонтаж элементов стены;
  • после этого проем укрепляется стальной балкой.

Швеллерный элемент монтируется из стоек, расположенных вертикально. Они обрамляют края свободного пространства. К стенкам привариваются полосы из металла горизонтальным форматом. Конструкция крепится к перегородке при помощи болтов, анкеров. В некоторых случаях – химическими анкерами, которые представляют собой капсулы с клеем. Они вкладываются в просверленные отверстия.

Дальше ставятся анкерные болты, которые разбивают клеевую смесь, вызывая химическую реакцию. Введенная смесь твердеет, после чего анкеры закручиваются гайками. Такое соединение имеет высокие качества надежности, оно долговечно, отсутствует потребность в дальнейших ремонтных работах. Индивидуально для каждого проекта рассчитывается расстояние между крепежами. Расчеты производятся инженерами на основании технического заключения. Каждый этап работ подробно описывается в проектной документации.

Как организовывается проем в кирпичной стене?

Перед запуском работ происходит монтаж горизонтальной перемычки, состоящей из двух швеллеров. Это необходимо, чтобы кирпичная кладка оставалась в целостности. Штробление стены происходит над местом сконструированным проемов с обеих сторон. В получившиеся ниши вставляются П-образные металлопрофили.

Способы вставки:

  1. Один из не самых лучших способов вмонтировать швеллер в стену — использование изделие с уклонными полками с нахлёстом проёма. Из-за образованного пустого пространства швеллер с течением времени начинает соскальзывать и конструкция теряет прочность. Как правило, такое решение используют не профессионалы или же в случаях, когда нет других материалов укрепить стену.
  2. Более изощрённый способ монтирования швеллера У в поверхность — заподлицо. В этом случае конструкция прочно держится и не теряет своих качеств в процессе эксплуатации. Из-за силы трения и давления вероятность потери соединения приближена к нулю. Минус данной конструкции в том, что её очень сложно создать — для этого потребуются специальные инструменты и точный замер.
  3. Один из самых распространённых методов усиления проёма — использование изделия с параллельными полками и монтаж внахлёст. Популярность такого способа обусловлена минимальными трудозатратами — стена не нуждается в ювелирной резке. Помимо этого, такое соединение имеет достаточную прочность, чтобы предотвратить осыпание и трещины в проёме.
  4. Наконец, самый крепкий и качественный из всех возможных вариантов монтажа — использование швеллера П с монтажом заподлицо. Данный способ эстетичен, его результаты впоследствии легко обрабатываются отделкой. Минус — дороговизна, так как нужно будет воспользоваться алмазной пилой.

Свободные пространства, получившиеся между металлом и кирпичом, затираются цементно-песчаным раствором.
Источник

Оптимальный размер двутавра или швелера?

Опции темы
  • Подписаться на эту тему…
  • Поиск по теме

    Оптимальный размер двутавра или швелера?

    Изначально планировалось конёк и прогоны под стропила кровли изготовить из клеёного бруса.
    Но.
    Теперь хочу заменить эти элементы на металлические балки( двутавр или швеллер).
    Ширина ската 5,5 м., длина 6,5 м., угол кровли 40 гр. промежуточные опоры не предусмотрены.
    Короче, какая «железяка» на 5,5 м. выдержит кровлю с деревянными стропилами и профнастилом с минимальным провисом?

    двутавр дорого тебе будет стоить
    используй швеллер
    чтобы более-менее точно назвать тебе номер профиля, выложи сюда хотя бы эскиз, в коком месте хочешь применить металл
    а то я не очень понял

    До 5 м можно и деревянные стропила использовать. У меня на 5.5 — как раз они, но через раз, чередовал с двутавром)

    в моем старом доме стропила сделаны из бревен длина около6 метров.. крыша была вальмовая. дерево в любом случае надежнее, при грамотном исполнении..

    Если б я умел рисовать)))))))))
    Постараюсь на пальцах.
    Треугольные фронтоны из кирпича, высота в коньке 4,5 м. Расстояние между ними по осям 5,7 м. Мансардный этаж, двухскатная утеплённая кровля.
    Планируются наслонные стропила из доски 50х200 с шагом 600, с опиранием на конёк, прогон и мауэрлат. Расстояние в проекции между коньком и мауэралатом 3,8 м. а длина ската 6 м. получается и конёк и прогон висит(5,7 м) на фронтонах и подпереть невозможно.
    Клеённые балки 160х320 получаются 1500 р. за 1 м.п. да ещё в наличии будут только через месяц, а 20 двутавр — 750 р. за туже единицу.
    Оба варианта везти длиномером и монтировать краном, только «деревяшки» с другого конца города, а «железки» почти рядом.
    Вот и соображаю теперь достаточно ли двутавра 20-ти на 5,7 м или швеллера 24.

    Последний раз редактировалось Черный воронок; 22.07.2011 в 14:28 .

    Сейчас такой пиломатериал, что ужас. Только сегодня, загрузив на деревянные перекрытия полу-поддоны кирпича, одна балка дала диагональную поперечную трещину. Завтра займёмся усилением((((

    у фазера стропила из лиственницы

    А крыша не промерзает, лиственница же холодное дерево)))))

    шлака сантиметров 20

    имхо перестраховка. 14-го двутавра хватит!
    на перекрытия из 22-24 двутавра мы тонные станки ставили и пару 300-500кг-мных.

    Делайте стропила двойными, через брус усиления

    стропила 50*200, какое усиление. О_о

    значит так
    получается, что пролет 5,7 метров
    нагрузка двусторонняя от боковых стропил
    а это сами стропилы, обрешетка, утеплитель, сама кровля, снеовая и ветровая нагрузка
    промежуточные опоры поставить невозможно
    если швелле, то варить в коробку
    во внутрипостроечных условиях ты это правильно (качественно, т.е. без перекосов) не сделаешь
    остается двутавр, но это дороже
    вариантов два — двутавр или швеллер, сваренный в коробку
    двутавр от №20, не ниже
    два швеллера в коробке от №22
    швеллеры будут дешевле, варить при помощи двух-трех струбцин короткими швами по 70-88 мм с шагом 150-200 мм

    Да, швеллер в коробке смотрелся бы лучше, но похоже на данном этапе, экономичние двутавр.
    А точно двадцатого хватит.

    для примера, двутавр 25Ш1 на пролете 4 м держит нагрузку около 1 тн (но с монолитным перекрытием)

    в твоем случае никаких монолитов, а просто свободно-опирающаяся на две точки балка
    какой-то прогиб все равно будет, но вообще некритичный и глазу незаметный
    если тебе не срочно, то в понедельник у своих проектировщиков уточню и после обеда отпишусь

    для примера, двутавр 25Ш1 на пролете 4 м держит нагрузку около 1 тн (но с монолитным перекрытием)

    в твоем случае никаких монолитов, а просто свободно-опирающаяся на две точки балка
    какой-то прогиб все равно будет, но вообще некритичный и глазу незаметный
    если тебе не срочно, то в понедельник у своих проектировщиков уточню и после обеда отпишусь

    Буду крайне признателен.

    Пардоньте если лезу куда не следует)
    Вот мое виденье задачки, поставленной автором. Фрагмент конструкции:
    untitled.bmp
    Крыша будет состоять из конька, опирающегося на кирпичные торцы, и сварных треугольников через каждые 60см.
    Куда тут 20-ый тавр? Вы к войне готовитесь.
    Добавьте распорок отступив от верха (выделил красным), будет типа потолка.
    Добавьте стяжек (синим) из проволоки ф10-15 или уголка 25 (спрятать под полом), если кажется что нижние части треугольников будут расползаться и стены дома их не удержут.
    Будет очень жесткая конструкция. 8-10 двутавра за глаза, имхо. На конек можно и побольше.

    +1
    Эти распорки «затяжками» называются
    И если это мансарда (не понятно из 1-го поста!), какой-то потолок будет?

    для примера, двутавр 25Ш1 на пролете 4 м держит нагрузку около 1 тн (но с монолитным перекрытием)

    в твоем случае никаких монолитов, а просто свободно-опирающаяся на две точки балка
    какой-то прогиб все равно будет, но вообще некритичный и глазу незаметный
    если тебе не срочно, то в понедельник у своих проектировщиков уточню и после обеда отпишусь

    Читайте также  Как работает мобильный кондиционер без воздуховода

    Хочу дополнить, про установку швеллера:
    Если двутавр №20 установить как рельсу, и сравнить двутавр лежащий на боку, то момент инерции сечения относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости изгибающего момента составят в первом случае 1840 (см в 4 степени) и во втором случае 115 (в той же размерности), т.е. в 16 раз. WARNING! опасно вертеть нагружаемый двутавр. Увеличить же этот таинственный момент инерции сечения балки можно добавляя (сваркой) к верхней и нижней полкам дополнительно металлические уголки, арматуру, квадраты.
    ЗЫ House ждем расчет на деформацию от проектировщика. «Критиковать» думаю никто не будет.

    Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

    Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение.

    Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними.

    В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.

    Расчет балок деревянного перекрытия

    Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:

    • замерить пролет, который они будут перекрывать;
    • определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
    • сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
    • с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.

    Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

    Длина деревянных балок перекрытия

    Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

    В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм.

    При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся.

    Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

    Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м.

    Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

    Определение нагрузки, действующей на перекрытие

    Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации.

    Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

    Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

    Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

    70х1,3 = 90 кг/м 2 , где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

    Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

    Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кгм 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .

    В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:

    50+150х1,3 = 245 кг/м 2 , округляем до 250 кг/м 2 .

    При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м 2 .

    В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 — 400 кг/м 2 .

    Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

    Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

    В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.

    Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.

    Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

    Таблица 1

    Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м 2 (междуэтажные перекрытия), мм:

    ШагПролет 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
    0,6 75х100 75х200 100х200 150х200 150х225
    1,0 75х150 100х175 125х200 150х225 175х250

    Таблица 2

    Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м 2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:

    Нагрузка, кг/м 2 \ Пролет, м 3,0 4,0 5,0 6,0
    150 50х140 60х180 80х200 100х220
    200 50х160 70х180 100х200 140х220
    250 60х160 70х200 120х200 160х220
    300 70х160 80х200 120х220 200х220

    Таблица 3

    Рекомендуемый минимальный диаметр деревянных балок перекрытия из бревен (круглого сечения) при шаге 0,6-1 м, пролете 2-6 м и нагрузке 400 кг/м 2 , мм:

    Шаг,м/Пролет 2 3 4 5 6
    0,6 110 140 170 200 230
    1,0 130 170 210 240 270

    Таблица 4

    Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

    Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

    Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

    Двутавровые балки. Как правильно рассчитать нагрузку?

    Деревянные балки между этажами

    Древесина – один из наиболее распространенных строительных материалов, который используется и для ответственных несущих конструкций и для отделочных работ. Устройство межэтажных и чердачных перекрытий жилых домов чаще всего производится с использованием балок из дерева.

    Правильно произведенный расчет балки позволит обеспечить долговечную эксплуатацию и экологическую чистоту возводимого здания.

    О качестве и прочности деревянных балок перекрытия

    Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.

    Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки — это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.

    Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.

    Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.

    Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:

    • большая влажность;
    • безответственное хранение;
    • скрытые дефекты;
    • пересортица;
    • плохие линейные геометрические параметры;
    • заранее обусловленные болезни древесины.

    Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить — это доверить работу профессионалу.

    Что еще нужно знать о нагрузках?

    Когда возводится многоэтажное здание, перекрытие является потолком одного этажа, полом другого, расположенного выше. Существует опасность, что после меблировки возникнет перегруз. Особенно если шаг между балками очень существенный, и в процессе строительства было принято решение отказаться от лагов. Половые доски настилают на брус. Калькулятор здесь не поможет, ведь расстояние между двумя поперечинами будет зависеть от диаметра досок. Например, при значении 28 мм доска не должна быть длиннее 50 см. Установка лагов позволяет сделать 1-метровый промежуток между балками.

    Читайте также  Чердачное перекрытие по балкам более 6 метров

    Также очень важно грамотно рассчитать прогиб. Это позволит обеспечить высокую надежность всей конструкции. Стойкости брусов бывает недостаточно для длительной эксплуатации, так как со временем из-за сильной нагрузки прогиб способен увеличиваться. И дело не только в том, что прогиб может испортить эстетичное восприятие перекрытия. Как только этот параметр превысит показатель 1/250 общей длины элемента, вероятность обрушения вырастет в десятки раз.

    Основные исходные положения для расчёта размеров

    Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.

    Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.

    Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.

    Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.

    Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:

    Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа

    • Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.
    • Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.
    • Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.
    • Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.
    • Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.
    • Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.
    • Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.
    • Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.
    • В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.
    • Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.

    Как рассчитать

    Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:

    • длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);
    • расстояние между балками (их шаг);
    • нагрузку на конструкцию.

    Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.

    Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:

    Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.

    Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.

    Расчет деревянной балки производят по таким формулам:

    • Mmax = (q*l2)/8;
    • Wтреб = Мmax/130.

    q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.

    l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

    Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

    Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.

    Выбираем оптимальную длину

    Приобретая под заказ двутавровые балки перекрытия деревянные, расчет определяется несколькими важными моментами. Прежде всего, балка должна перекрыть пролет с небольшим запасом, чтобы в дальнейшем ее можно было заделать в стенку. Когда стена кирпичная, сделана из бетона, делают углубление на 10-15 сантиметров. В деревянной стене достаточно углубления 7 сантиметров.

    Возможны вариации. Например, вы хотите задействовать двутавры в создании ската крыши. Значит, их придется вывести наружу примерно на полметра. При использовании дополнительных элементов длина балки должна быть такой же, как расстояние от одной стены до другой. Самый оптимальный вариант расчета, когда балка перекрывает расстояние 2,5 – 4 метра. При большей длине ее прочности может оказаться недостаточно. В длинных пролетах применяется клееный брус, устанавливаются колонны, служащие опорами.

    Балки металлические: традиционная надёжность

    Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

    • с металлом тяжело работать на высоте;
    • необходимы специальные механизмы для монтажа;
    • сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
    • высокая стоимость материала;
    • балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

    Есть у металлических балок и положительные моменты:

    • они не горят;
    • долговечнее;
    • металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
    • виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

    Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

    В статье по следующей ссылке читайте про плоскую крышу в частном доме.

    Особенности двутавра

    Балки двутавровые являются вариантом фасонного проката, выполненного из стали высокого качества. При этом может использоваться низколегированная или углеродистая сталь. По своей форме двутавр напоминает брус. При этом их применяют для наклонной или горизонтальной установки. Балки двутавровые чаще выпускаются в форме «Н», что придает им дополнительные прочностные характеристики.

    Балка металлическая двутавровая: процесс производства

    Двутавр всегда производят в несколько этапов. Металл изначально раскраивают на полосы необходимых параметров. Для улучшения проварки необходимо разделять кромки при помощи специализированного станка. Приготовленные полосы устанавливают на сборочном станке. Они укладываются на входной конвейер. После этого их зажимают, позиционируют и надежно фиксируют. Работы по сварке осуществляются на специальном станке.

    Обычно двутавр включает три элемента. Автомат для сварки приваривает поясные швы. При этом ребра жесткости необходимо приваривать при помощи полуавтомата или ручным способом. Подготовленный двутавр зачищают от жира, ржавчины и налета грязи. Затем двутавровые балки покрывают краской и лаком.

    Технология монтажа своими руками

    Чтобы уложить своими руками балки на опорные стены, в них, через интервал, который дал расчет, оставляют гнезда. Балка должна опираться на стену (входить в гнездо) не менее чем на 12 см, но не упираться в заднюю стенку. Конец лаги, который заходит в гнездо, должен быть в два слоя обмотан рубероидом для гидроизоляции. Торец лаг не изолируется. Лаги можно изготовить из обрезных досок, скрепив их между собой.

    Деревянные балки очень удобны в таких перекрытиях, так как на них сверху стелется напольное покрытие, а снизу монтируется чистовой потолок.

    Для дальнейшего монтажа своими руками, к боковой части лаг прибивают черепные брусы 40 х40 или 50 х 50, к которым, в дальнейшем, необходимо крепить накат из досок. К несущим брусам перекрытия крепится потолок нижнего помещения. Для удобства и быстроты монтажа, накат выполняют (предварительно) в виде щитов, которые, затем, крепят к черепным брусам саморезами (плотно прижимая друг к другу).

    На этот накат, в дальнейшем, своими руками нужно крепить изоляцию (звуко- или тепло-) на слой пароизолирующего материала. Пароизолирующим материалом может быть пергамин, толь или специальная пленка. Ею выстилается накат с захватом части бруса (на высоту изоляции). В качестве звуко- или теплоизоляции может использоваться минеральная вата, шлак, пенопласт, керамзит, перлит, В отдельных случаях, для засыпки между лаг может использоваться сухой песок, стружка, опилки, древесная листва, солома.

    На лаги снизу своими руками подбивается чистовой потолок, а сверху своими руками настилается пол. Деревянный брус, в этом случае, очень удобен, так как используется в качестве лаг для пола. На него легко крепить любой листовой материал. В такие лаги можно забить гвоздь, ввернуть саморез или забить скобу.

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: