Расстояние между швеллерами для перекрытия

Главная страница » Строительство » Как создать бетонное перекрытие

В условиях частного строительства иногда возникает необходимость изготовления бетонного перекрытия прямо на строительной площадке. Такая необходимость появляется, если по каким-либо обстоятельствам отсутствует желание или возможность приобретения готового стандартного железобетонного изделия.

Рассматривать причины, которыми обуславливается данное решение, мы не будем. Лучше поговорим о том, как сделать бетонное перекрытие своими руками. Этому вопросу посвящено много специализированной литературы, но неподготовленному человеку разобраться в строительной терминологии бывает достаточно сложно.

При обустройстве перекрытия, в первую очередь, обращается внимание на взаимозависимость между необходимой шириной и длиной конструкции, толщиной заливаемого бетона, площадью и формой создаваемого изделия.

Не будем вдаваться в столь сложные строительные расчеты, а разберемся с некоторыми особо важными технологическими нюансами. Если вы решили самостоятельно построить перекрытие из бетона, то без основных знаний вам не обойтись.

Представленные советы дадут ряд преимуществ начинающему строителю, поэтому эффект от проделанной работы скорее всего превзойдет ваши ожидания.

Во-первых, качественное бетонное перекрытие, в отличие от гипсокартонной перегородки, не будет пропускать посторонние звуки. Во-вторых, хождение по новому бетонному полу не будет напоминать передвижение по качающейся корабельной палубе.

Для примера возьмем типичное бетонное перекрытие, длина которого равняется 5 метрам. Такой параметр самый распространенный в современном строительстве.

И самостоятельно изготавливать даже в частном строительстве обычно приходится конструкции этих же габаритов.

Нужен ли он вообще для рассматриваемого изделия? Можно ли использовать какой-либо другой металлопрокат, к примеру, имеющий вид двутавра? Так вот, его можно приобретать без раздумий. Для представленной конструкции он по праву считается наиболее подходящим.

К сожалению, из-за его довольно высокой стоимости, позволить себе применение двутавра могут не многие. Стоимость швеллера более привлекательна, и, естественно, при ее сравнении со стоимостью двутавра, в правильности выбора сомневаться не приходится.

Со швеллером вы определились. Теперь поговорим об этом более детально. Для бетонного перекрытия с длиной, равной 5 метрам, достаточно будет 14 швеллера. Экономить и заказывать 12 швеллер не стоит, так как по комнате вы будете передвигаться, как по палубе. Причем сама конструкция будет прочной и предназначенной для значительных нагрузок. Но ходить по ней будет некомфортно.

Возведение перекрытия начинается с монтирования швеллера в кирпичную стену. Используя перфоратор выдолбите в поверхности выемки, вставьте в них, в специально предназначенные для этого места, швеллер «на ребро». Класть плашмя материал ни в коем случае нельзя.

В толщу стены швеллер должен входить приблизительно на 11 – 13 сантиметров. Для увеличения долговечности его можно ввести еще глубже. Если швеллер будет немного выступать с другой стороны кирпичной стены, то в этом нет ничего страшного, кроме образовавшегося большого теплового моста.

Очень удобно вместе с перфоратором использовать шлифмашина по бетону — все получится довольно аккуратно.

Швеллера нельзя укладывать беспорядочно. Они должны располагаться на расстоянии 1 метра друг от друга. Расстояние меньше одного метра – это излишество, больше – снижение надежности конструкции. Для данных расчетов в интернете есть специальные форумы. Но, приняв расстояние в 1 метр, необходимость в расчетах исчезает.

Арматура для бетонного перекрытия

Жадничать в данном вопросе не стоит. Вам придется в любом случае приобрести 12–ю арматуру. Куски такой арматуры необходимы для связки швеллеров перекрытия. Ее следует приваривать к нижним краям швеллеров перпендикулярно их направлению.

При применении рассмотренной арматуры, стоит учитывать, что шаг между прутьями не должен быть выше 20 см, при использовании 10-й – он должен быть ниже 15 см. Экономия при проведении этих работ абсолютно неуместна.

Арматура укладывается параллельно швеллерам. Так же, как и швеллера, она должна быть в стене не менее чем на 10 см.

То есть, следует при помощи перфоратора сделать в стене отверстия, в которые будут вставляться концы продольных прутьев, располагающихся параллельно швеллерам. Продольная и поперечная арматура укладывается с одинаковым шагом.

Поле выполнения всего вышеперечисленного в плоскости нижнего края швеллера у вас располагается огромная решетка.

Арматуру в местах пересечения рекомендуется не варить, а перевязывать проволокой из стали диаметром сечения 3 мм. Идентичная решетка должна быть и в плоскости верхнего края швеллера. После этого можно уже обустраивать опалубку, заливать бетонный раствор поверх арматуры, сооружать монолитное перекрытие из бетона.

Готовое перекрытие необходимо каждый день смачивать небольшим количеством воды и, для набора требуемой прочности, накрывать бетон пленкой. Проводить эту процедуру следует на протяжении  10 – 14 дней. В прошествии первого месяца бетон набирает максимальную прочность.

Как выбрать швеллер для перекрытий

При строительстве зданий любым строительным конструкциям нужно уделять серьезное внимание. Перекрытия – не исключение. Эти конструкции воспринимают нагрузку от оборудования, людей, мебели, самих перекрытий и передают их на колонны или стены. Перекрытия могут быть чердачными, межэтажными, подвальными и цокольными. Для их устройства часто используют металлические швеллеры.

В этой статье мы рассмотрим, чем руководствоваться при их выборе и какой швеллер использовать для перекрытий.

Какие есть виды швеллеров

Швеллеры делятся на две группы: горячекатаные и гнутые. Горячекатаные отличаются четко выделенными ребрами. У гнутого металлопроката они скруглены.

Гнутый (слева) и горячекатаный (справа) швеллер заметно отличаются визуально

Особенности горячекатаного швеллера

По форме полок горячекатаные швеллеры могут быть с параллельными гранями (обозначаются «П») или с уклоном внутренних граней («У»). Важнейшая характеристика металлопроката – высота сечения. Она может варьироваться от 50 до 400 мм.

Высота, выраженная в сантиметрах, это номер швеллера. Наиболее востребованным считается металлопрокат с номерами от 8 до 20. К высоте сечения «привязаны» толщина стенки (она варьируется в пределах 4,2-11,5 мм), ширина (30-115 мм) и толщина полки (4,8-13,5 мм). Для изготовления швеллеров используют стали нескольких марок: Ст3пс, Ст3сп, Ст3пс5, Ст3сп5 и 09Г2С.

Подробнее об используемых марках стали читайте в статье «Марки стали, которые мы используем в металлопрокате».

Особенности гнутых швеллеров

Гнутые швеллеры выпускают только с параллельными гранями полок. Высота их сечения, ширина полок и толщина стенок варьируются в пределах 25-410, 26-160 и 2-8 мм соответственно. Такие швеллеры изготавливают из тех же марок стали, что и горячекатаные.

Как выбрать швеллер для перекрытия

Для устройства перекрытия нельзя просто купить стальной швеллер нужной длины. Требуемые параметры металлопроката подбирают расчетным способом. Мы можем привести алгоритм таких вычислений:

1. Сначала определяют полную нагрузку, которая будет действовать на швеллер.
2. Затем полученный результат умножают на коэффициент надежности по нагрузке и шаг швеллеров.

Коэффициент надежности по нагрузке позволяет учесть возможное увеличение нагрузки во время реальной эксплуатации здания.

1. После этого рассчитывают максимальный изгибающий момент в профиле швеллера. Он зависит от полной нагрузки с учетом коэффициента надежности и шага швеллеров, а также их длины.
2. Затем определяют момент сопротивления сечения швеллера. Этот показатель говорит о способности проката выдерживать предполагаемые нагрузки.

Для расчета понадобятся значения пределов текучести для разных толщин проката, изготовленного из разных марок сталей. Наибольшие показатели у стали 09Г2С.

1. На заключительном этапе, руководствуясь нормативными документами, подбирают швеллер с моментом сопротивления не ниже вычисленного.

Чтобы убедиться в правильности расчетов дополнительно выполняют проверку швеллера с выбранными параметрами на прочность и жесткость.

Заключение

От правильного подбора нужных параметров металлопроката для устройства перекрытий напрямую зависит надежность и безопасность зданий. Поэтому мы настоятельно рекомендуем для решения таких задач обращаться к специалистам.

Как правильно выбрать швеллер для перекрытий, расчеты на изгиб

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

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

Комбинированная балка перекрытия из швеллеров и бетона. Как правильно выбрать швеллер для перекрытий, расчеты на изгиб

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.

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.

Требования к перекрытиям

Ко всем межэтажным устройствам предъявляются общие требования:

1. Прочность – способность выдержать вес всех элементов здания.
2. Жёсткость, позволяющая не прогибаться под тяжестью собственного веса, тяжёлых вещей на этаже.
3. Эффективная теплоизоляция и звукоизоляция перекрытий.
4. Огнестойкость, которая характеризуется устойчивостью к огню в течение некоторого времени.
5. Срок эксплуатации, соответствующий примерно времени использования всего здания.

Основные характеристики двутавровой балки

Двутавр выпускается с наклонными гранями полок в соответствии с ГОСТом 8239-89, сортамент продукции с параллельными гранями соответствует таблицам ГОСТа 26020 или СТО АСЧМ 20-93. Изделия отличаются высокой жесткостью и прочностью, на величину которой, помимо размеров сечения, влияют:

• марка стали, из которой производится металлопродукция, для эксплуатации при высоких нагрузках и в сложных температурных условиях используют низколегированные стали типа 09ГС;
• длина пролета – чем больше эта величина, тем ниже несущая способность двутавровой балки;
• способ закрепления балки, направление и характер нагрузки.

Прогиб лаг

Заходя в некоторые, особенно старые, дома даже невооруженным глазом можно заметить прогиб потолков второго, или, что бывает реже, пола первого этажа, являющийся следствием неправильного расчета несущей способности лаги или превышения допустимой нагрузки на перекрытия.

Как позывает практика эксплуатации многоэтажных домов постройки первой половины 50-х годов ХХ века, где использовались деревянные межэтажные перекрытия, к 2000-му году величина прогиба потолков составляла от 70 до 100 мм, что приводило к необходимости проведения капитальных ремонтов здания с усилением несущих элементов перекрытий. И это при условии, что проводится точный инженерный расчет нагрузок и сечения лаг на стадии проектирования. А что говорить об индивидуальной застройке, когда расчет несущей способности лаги производился «на глазок» по совету «грамотных» специалистов.

Очень часто на величину прогиба лаг влияет и качество применяемого материала, избыточная влажность древесины, недостаточная толщина металлопроката, из которого изготовлена балка, и еще множество различных причин, приводящих к провисанию, к примеру, перекрытия второго этажа под нагрузкой. Неверный расчет несущей способности может привести не только к возникновению прогиба лаги, но и полному разрушению конструкции и обрушению этажа вниз, причем когда этого никто не ожидает.

Сравнение двутавра и швеллера на прочность, в зависимости от прилагаемой нагрузки

Основное различие между свойствами двутавровой балки и швеллера заключается в различной реакции на нагрузки, в частности – на скручивание, что объясняется разницей в нахождении центра тяжести.

• Двутавр. Максимальный объем металла, особенно в изделиях широкополочной и колонной серий, сосредоточен в полках. Симметричные относительно стенки полки двутавра воспринимают основные вертикальные нагрузки и обеспечивают высокий момент инерции. Стенка работает в основном на сжатие. Этот симметричный профиль может подвергнуться скручиванию только в тех случаях, когда на него уложено перекрытие с неравномерной нагрузкой. Двутавр, благодаря массивности, высокой стоимости и прочностным характеристикам, используется в основном в крупномасштабном строительстве для создания перекрытий, испытывающих высокие нагрузки.
• Швеллер. Его главная особенность – несовпадение главной оси инерции со стенкой. Такая продукция хорошо работает при косом изгибе. Для создания легкой и прочной металлоконструкции швеллер сваривают в коробку с усилением шва металлическими пластинами. Создание такого металлоизделия требует больших трудозатрат. Швеллер чаще всего используется для создания каркасных конструкций, изготовления перекрытий небольших строений – дач, гаражей, хозпостроек, – а также лестниц.

И швеллер, и двутавр относятся к профильному прокату, не рассчитанному на восприятие серьезных усилий, направленных перпендикулярно стенке.

Калькулятор предусматривает расчёт балок на изгиб и прогиб, из горячекатаного и другого проката следующей номенклатуры:

• уголка равнополочного;
• уголка неравнополочного;
• швеллера с уклоном и с параллельными гранями полок;
• двутавров с уклоном полок и с параллел. гранями полок различных модификаций, а также тавровых балок (тавров).

Размеры проката углового профиля оговариваются ГОСТ 8509-93 и 8510-86; швеллеров – 8240-97; двутавров – 26020-83; тавров – ТУ 14-2-685-86; (получаемых продольным разрезом пополам горячекатаных двутавров с парал-ыми гранями полок по ГОСТ 26020-83) – смотрите калькулятор веса двутавра.

При вычислении массы 1 метра длины проката плотность стали в этих стандартах принята равной 7,85 г/см3 (7.85 кг/дм3 или 7850кг/м3).

ПРИМЕЧАНИЕ. Размеры выбранного швеллера, двутавра и тавра указываются в строке “РАЗМЕРЫ ВЫБРАННОГО ПРОФИЛЯ”; размеры полок уголков в их таблицах; толщина уголков выбирается отдельно после появления возможных толщин выбранного номера уголка в вышеуказанной строке.

Укладка деревянных балок

Строители знают о недостатках дерева и стараются свести их к минимуму. Перед монтажом перекрытия все деревянные детали обрабатывают антисептиками, предотвращающими гниение, повреждения насекомыми. Места соприкосновения балок из бруса с кирпичом, бетонными плитами и блоками газобетона изолируют различными материалами.

А чтобы повысить пожарную безопасность, древесину подвергают обработке растворами, не позволяющими ей вспыхнуть сразу же при появлении открытого огня.

Монтаж межэтажных конструкций начинают с заранее подготовленных несущих балок. Они укладываются параллельно короткой стене жилища. Шаг укладки зависит от ширины пролёта, но в среднем он равняется 1 м. Дальше потребуются несложные материалы, обеспечивающие утепление, а также не обойтись без следующих инструментов:

Процесс укладки деревянного перекрытия из балок и досок

• пилы;
• молотка;
• монтажного ножа;
• рулетки;
• строительного степлера.

Балки укрепляют анкерами в нишах кирпичной стены. Но перед закладкой делают косой срез на торцах бруса и пропитывают его антисептиком. Область соприкосновения древесины с кирпичом просмаливают, оборачивают рубероидом. Концы опор в нишах должны закрываться наглухо. Щели можно ликвидировать монтажной пеной.

Затем на несущие балки укладывают лаги для пола, а под них, чтобы уменьшить колебание конструкции, кладут резиновые прокладки. Снизу выполняют подшивку для потолка. Чердачным и подвальным перекрывающим устройствам необходимо утепление. Межэтажным перегородкам без него можно обойтись, но хорошая звукоизоляция обязательна.

Одним их основных конструкционных элементов, применяющихся для устройства перекрытий чердаков или помещений второго этажа в основном в малоэтажном индивидуальном строительстве, является деревянная или металлическая балка, выполняющая одновременно функции лаги пола и основы для крепления потолочных покрытий. Широкому распространению балочных перекрытий способствовали небольшая стоимость исходных строительных материалов и возможность устройства перекрытий без применения грузоподъемных механизмов.

Предварительные соображения

Калькулятор предусматривает расчёт балок для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.)

Читать также: Виды розеток на кухне

Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие); б)”заделка – заделка”, когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6,7,8,9; в)”шарнир – шарнир”,(схемы 12,13,14,15 и другие),причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)”заделка – шарнир”,(схемы 9,10,11 др.)

Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси.

https://www.youtube.com/watch?v=KlFFsw1YMe8

Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”).

Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)10^5 MПа; легированной (2.1-2.2)10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг/см2.

Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор.

Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины балки.

ПОЭТОМУ НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВЕРЯТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА НА ДОПУСТИМОСТЬ.

При строительстве ответственных объектов и конструкций применяют швеллера, которые обладают высокой прочностью и способны выдерживать существенные нагрузки, а также возникающие сдвиговые и осевые напряжения без потери несущих свойств. Однако могут наступать такие ситуации, когда здание было возведено с ошибками в расчётах предполагаемых нагрузок или они были изменены в ходе эксплуатации в результате чего был достигнут предел его прочности.

Это означает, что дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна, так как велика вероятность создания аварийной ситуации. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации без изменений условий нагружения будет выполнение усиления конструкции.

Усиление швеллера на прогиб и изгиб

Одним из самых простых способов усиления швеллера является установка подпоры. Она позволит существенно разгрузить несущую балку без внесения существенных изменений в готовую конструкцию.

Способ соединения должен в полной мере соответствовать типу нагружения: в случае постоянного действия поперечной силы можно выполнять любые соединения деталей способных обеспечить высокую надёжность и прочность, а вот при динамических — стоит использовать клёпаные и болтовые соединения.

В некоторых ситуациях установка подпорки невозможна из-за особенностей эксплуатации объекта.

Следовательно, придётся увеличивать поперечное сечение путём приваривания стальных накладок или уголков в продольном направлении либо приварить еще один швеллер таким образом, чтобы получилась симметричная конструкция.

Благодаря этому основная нагрузка сместится с точки возможного разрыва металла и распределится равномерно по площади балки новой формы.

Ещё одним способом усиления швеллера считается перераспределение нагрузки между всей конструкцией при помощи конструктивных изменений каркаса или его элементов. Это позволит снизить возникшие изгибающие напряжения и обеспечить необходимый запас прочности. Однако при этом не стоит забывать о проведении новых расчётов объекта, так как проблема может стать более серьёзной.

  Можно ли заварить чугунный блок двигателя

Усиление швеллера на кручение

Чтобы усилить швеллер на скручивание следует обеспечить установку симметричной конструкции методом сварки. Считается, что сварные швы в углах балки способны её ослабить, так как при нагреве металла она может продеформироваться, а накладной металл, особенно при локальной установке, принять на себя нагрузку. Поэтому нужно использовать специальные методы двухсторонней сварки.

Стандартным методом усиления считается приваривание второго швеллера параллельно установленному, чтобы получить в итоге двутавр или коробку.

Оба варианта являются примерно одинаковыми по эффективности, но их реализация возможна только при полном доступе ко всей поверхности стального каркаса, в противном случае придётся разрушать часть отделки, а также устанавливать временные страховочные опоры.

Вторым способом увеличения устойчивости к кручению является выполнение бетонирования.

Как усилить швеллер на прогиб-изгиб и на скручивание

Бетонное перекрытие частного дома с применением швеллера

Современное строительство невозможно представить без различных видов металлопроката, без таких видов металлоизделий как двутавровая балка, стальной швеллер, уголок, арматура.

С помощью металлопрокатных изделий достигается высокая прочность строительных конструкций, с помощью балок и швеллера создаются мосты, перекрытия, различные ангары.

Металл применяется при строительстве жилых домов, промышленных зданий.

Швеллер в строительстве

Среди всех конструктивных элементов, которые являются каркасным основанием зданий, наибольшую популярность приобрел швеллер. Это металлоизделие представляет собой балку сечением в виде буквы П. В зависимости от размеров возводимого строения, может применяться разный швеллер по размерам и толщине стенок.

Читать также: Как быстро пилить дрова

Швеллер для перекрытия

В строительстве частного дома часто возникает потребность в производстве бетонного перекрытия. Бывает такие моменты, когда нет финансовой возможности или не хочется покупать готовые ЖБ конструкции.

Как можно сделать бетонные перекрытия самостоятельно?

Изображение с https://metinvestservice.ru/image/data/news_foto/shv.jpg

В первую очередь при установке внимание следует обратить на соотношение между длиной и шириной перекрытия, на слой заливаемого бетона, на форму и размер создаваемого несущего элемента.

Почему выбираются именно бетонные перекрытия? Такая конструкция не будет пропускать какие-то лишние звуки, есть и еще одно преимущество – основание получается прочным, оно не будет раскачиваться и прогибаться.

Безусловно, для упрочнения конструкции можно использовать и другой металлопрокат, например, двутавровую балку. На швеллер по праву считается наиболее выгодным, так как он получается дешевле, а по прочности не уступает двутавру ни в чем.

Размеры швеллера

Для бетонного перекрытия длиной 5 м Вам необходимо взять швеллер сечением 14 мм.

Виды перекрытий по материалу

• Деревянные;
• Железобетонные;
• Металлические.

Однако в некоторых случаях при строительстве дома можно обойтись без них, потому что по конструктивному устройству используются следующие виды перекрытий:

Одни перекрывающие системы держатся на горизонтальных балках. Для монтажа других балок они не требуются, достаточно плит нужных размеров, заказанных на заводе. Укладываются в доме с использованием грузоподъёмной техники. А монолитные перекрытия заливаются прямо на стройплощадке. Сборно-монолитные устройства между этажами – это сочетание балочных опор и бетонного монолита.

Кессонные горизонтальные конструкции используются обычно для обустройства потолка. На нижней их стороне имеются рёбра, составляющие прямоугольники, в совокупности напоминают поверхность вафли. В частном домостроении используются очень редко.

А шатровое перекрытие – это плоская плита, окаймлённая рёбрами. Обычно её одной достаточно для потолка всей комнаты, под размер которой она изготавливается. Арочные устройства необходимы тогда, когда требуется перекрыть фигурные пролёты домов.

В частных одно и двухэтажных домах используются плиты газобетона. Перекрывающая конструкция из него обладает очень хорошей звукоизоляцией, долго сохраняет тепло, поэтому в межэтажных перегородках дополнительное утепление может быть лишним.

Материал лёгкий, без запаха, от него не исходят какие-либо испарения или вредные вещества.

Огнестойкость его также очень высокая. Но ему нужна эффективная гидроизоляция, так как он хорошо впитывает влагу окружающей среды.

В строительной практике используются перегородки со смешением различных материалов. Деревянные балки, чтобы повысить прочность, усиливают металлом.

У монолитных конструкций применяется разнообразная не съёмная опалубка.

Иногда их основная часть – это пустотелые бетонные панели, а потолок полукруглого эркера – плиты газобетона, которым легко придать любую форму и толщину при помощи ручной пилы.

Вариант конструкции перекрытия из газобетонных блоков

Такое разнообразие материалов расширяет архитектурные возможности перекрывающих устройств, их звукоизоляцию и утепление.

Как правильно располагать швеллер?

Как подобрать двутавр или швеллер для перекрытия?

Для примера, в расчете берётся заводская длина стального изделия — 6 м., а также выбирается шаг балок — 0,6 м. (соответственно, данные параметры будут у каждого разные в зависимости от ситуации).

Имея чертеж, проект или набросок размеров комнат на бумаге, нужно определиться с расчетными длинами. Расстояние в свету (Lсв) — это длина перекрываемого пролета. Зная эту длину и минимальное опирание балки на стену Lоп = 120 мм., получаем длину балки (по нашему примеру L= 6 м.).

Иллюстрация автора

Для дальнейшего расчета, требуется знать расстояние между центрами опорных длин (Lo) — это главная величина, участвующая в расчете (см.рисунок выше).

Для начала, перед самим расчетом, требуется определиться с функцией помещения. Для жилого помещения — по нормативу, временная нагрузка от пребывания людей составляет 1,5 кПа или 150 кг./м2. (Р1).

По правилам расчета, закладываем запас надежности — 20%, поэтому далее используем коэффициент K1 = 1,2

После определения функции помещения и временной нагрузки, нам требуется посчитать собственный вес квадратного метра пола в сборе (весь пирог), а именно: вес балок, настил пола, потолок, шумоизоляция и т.п.

В качестве примера, для расчета берем собственный вес — 150 кг./кв.м., таким образом Р2 = 150 кг./кв.м.

Но, по правилам, уже нужно намеренно завысить надежность на 30%, соответственно К2 = 1,3.

Определяем основные параметры для расчета

Расчет

Итак, считаем требуемый момент сопротивления W = M/(Yc*Ry),

W = 9.72 / (0.9*240) = 45 куб.см.

Получив момент сопротивления, возвращаемся к таблицам характеристик изделий (иллюстрации в самом начале). В данных таблицах, ГОСТом уже определены значения моментов для различных сечений, исходя из которых и выбираем балку, округляя W в большую сторону:

Для полученного момента 45 см3 подходит двутавр №12 со значением W=58.4 или швеллер №12, где W=50.6. Для нашего же примера — выбираем двутавр и далее проводим проверку на прогиб.

Важно сделать оговорку, что если Вас не устраивают балочные двутавры, существуют широкополочные или колонные двутавры, у которых при той же высоте — характеристики будут выше. Тем самым, вы сможете за счет более лучшей несущей способности уменьшить толщину всего перекрытия:

После того, как выбор стальной балки произведен, Цены на двутавровые балки металлические из таблички по соответствующей строке выписываем все характеристики выбранного изделия:

• Статический момент: S = 33,7 см3;
• Момент инерции: I = 350 см4;
• Толщина стенки: d = 4.8 мм.

Производим проверку на прогиб. В случае большого провиса по центру конструкции, нам потребуется взять двутавр, следующий за №12.

• Проверка:
• В расчете нам потребуется главная жесткостная характеристика материала — это модуль упругости, для стали он равен:
• Е = 206 000 МПа.
• Определяем прогиб по стандартной сопроматовской формуле:

Итак, вычисленный прогиб по центру — 3,89 см.

Его необходимо сравнить с эстетико-психологическими параметрами по СНиП (таблица Е.1)

Предельные прогибы

Почему эстетико-психологических? Дело в том, что несмотря на надежность конструкции — провис балки будет «давить на психику», в связи с чем СНиПом предусматриваются допустимые величины прогибов.

Согласитесь, что не хочется нам в доме ловить взглядом выгнутый в дугу потолок и будет казаться, что он вот-вот треснет и свалится на голову.

Согласно таблице, у нас есть предельные прогибы по вертикали для балок: L/ххх. Для того, чтобы сравнить полученное значение с этой характеристикой, требуется рассчитать параметр предельно допустимых величин:

При вычислении, как пример — мы брали балку заводской длины — 6 м., поэтому ищем строку L=6м.:

Исходя из вычислений и из представленной таблицы, производим сравнение параметров прогиба: L/151 > L/200. Поскольку прогиб сильнее, чем нормативный, то выбранная стальная балка не удовлетворяет условию.

Другими словами, двутавр №12 провиснет при пролете 5,8 м. — на 3,9 см, что неприемлемо по СНиПу. Нам ничего не остается, как выбрать следующий по списку двутавр и снова выполнить проверку.

При двутавре №14, прогиб составляет 2,4 см. и параметр предельно допустимых величин равен Lo/f = 5,88/2,38 = 247.

L/247 < L/200! Выбранный двутавр №14 — прошёл проверку и его можно использовать!