Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам

Железобетонные балки – это конструкции из бетона с железным армированием внутри, выполненные в формате длинных прямоугольников и предназначенные для повышения уровня прочности конструкции, всего здания. Обычно балки производят в заводских условиях, потом с использованием спецтехники доставляют на объект, где монтируют быстро и просто благодаря наличию специальных крепежных элементов.

Где используются

Железобетонные балки перекрытия используются на разных этапах строительства различных объектов, применяются в транспортной сфере и других, в процессе решения разнообразных задач.

Сфера применения ЖБ балок:

Где используются
  • Создание надежной опорной поверхности в процессе строительства стен
  • Возведение опорного каркаса для перекрытия/кровли
  • Строительство объектов крупнопанельных проектов, производственной сферы
  • Формирование перемычек в зонах дверных/оконных проемов
  • Устройство подкрановых путей, эстакад, мостов, разного типа подъездных дорог, аэропортов
  • Прокладка магистралей сообщения для ж/д составов, трамваев

Железобетонная балка перекрытия используется повсеместно – там, где необходимо обеспечить высокую прочность и надежность конструкции, долговечность и стойкость к любым негативным факторам, высокую скорость монтажа.

Особенности деревянных конструкций

Обращают на себя внимание эксплуатационные достоинства перекрытий, среди которых можно выделить:

  • конструктивные качества древесины как строительного материала – прочность, долговечность, способность к обработке экологичность;
  • универсальность конструкции – ее применяют для укладки на цоколь, с ее помощью отделяют чердак;
  • высокая теплоизоляционная и звукопоглощающая способность.

К свойствам древесины, влияние которых на строительную конструкцию желательно устранить, относят:

  • горючесть,
  • восприимчивость к влаге,
  • биологическую незащищенность,
  • способность к деформации,
  • невысокую (по сравнению с бетоном) прочность.

Чтобы нейтрализовать возможные отрицательные последствия от проявления этих качеств, деревянные перекрытия:

  • облицовывают гидроизолирующими материалами,
  • обрабатывают химическими средствами — антисептиками, антипиренами;
  • защищают с помощью минеральных массивов,
  • изготавливают сборные конструкции из нескольких элементов.

Конструкция перекрытий различается в зависимости от следующих факторов:

  • назначения – чердачного, межэтажного, подвального;
  • вида материалов, из которого изготовлены балки – досок, брусьев, бревен, двутавровых балок;
  • типа заполнения межбалочного пространства – саманного, дощатого, щитового, легкобетонного.

В зависимости от того, над какими помещениями и этажами настилаются перекрытия, могут различаться виды защиты. Обычные межэтажные плоскости обрабатываются шумоизоляционными и термоизолирующими материалами, потолки над цоколем дополнительно обрабатываются влагостойкими составами.

Классификация перекрытий

Виды перекрытий в частном доме с несколькими этажами в зависимости от расположения и назначения:

По конструктивному исполнению междуэтажные перекрытия бывают балочного и безбалочного типа, которые также классифицируются по материалу, используемому для сооружения. Основные их разновидности представлены в таблице 1.

Таблица 1. Классификация межэтажных перекрытий

Тип перекрытий

Вид по материалу и технологии

Внешний вид

Балочные

По деревянным балкам

По металлическим балкам

Сборно-монолитные

Безбалочные

Монолитные

Сборные

Преимущества и недостатки

Балки ЖБИ обладают высокими техническими качествами, к которым можно отнести следующее:

  1. Высокую прочность.
  2. Стойкость к огню – элементы перекрытия из железобетона не поддерживают и не способствуют распространению пламени.
  3. Стойкость к воздействию влаги – конструкции не теряют своих качеств и не разрушаются в условиях повышенной влажности.
  4. Удобную форму, которая позволяет производить быстрый монтаж перекрытий.
  5. Высокую механическую, химическую и биологическую стойкость.
  6. Высокую стойкость к нагрузкам разного типа: на изгиб, на сжимание, на растягивание и вибрацию.
Преимущества и недостатки

Недостатки железобетонных балок перекрытия:

  1. Значительный вес конструкции;
  2. Высокая теплопроводность;
  3. Высокая цена;
  4. Необходимость задействовать при транспортировке и монтаже спецтехнику;
  5. Необходимость качественной подготовки основания.

Гост 23682-79

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОЛОННЫ СТАЛЬНЫЕ СТУПЕНЧАТЫЕ ДЛЯ ЗДАНИЙ С МОСТОВЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ КРАНАМИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ ДО 50 т

Технические условия

Гост 23682-79

Государственный комитет СССР по делам строительства

Москва

РАЗРАБОТАН

Государственным комитетом СССР по делам строительства Минмонтажспецстроем СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

А.Е. Лапук (руководитель темы), М.Ю. Бельская, С.И. Бочкова, У.П. Шибаев, А.Я. Болтянский, Э.М. Кулешова

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по делам строительства

Начальник отдела В. А. Алексеев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 22 мая 1979 года № 70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОЛОННЫ СТАЛЬНЫЕ СТУПЕНЧАТЫЕ ДЛЯ ЗДАНИЙ С МОСТОВЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ

КРАНАМИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬЮ ДО 50 т

Технические условия

Steel stepped columns for buildings with general-purpose overhead electric cranes of 50 m capacity.

Specifications

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 22 мая 1979 г. № 70 срок введения установлен

с г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на стальные сварные ступенчатые колонны с надкрановой (верхней) сплошностенчатой частью и подкрановой (нижней) решетчатой частью.

Читайте также:  Плиты перекрытий железобетонные ребристые

Колонны предназначаются для одноэтажных производственных зданий высотой от 10,8 до 18,0 м, пролетами от 18 до 36 м; с одноярусным расположением кранов, возводимых в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 65°С и выше и сейсмичностью до 9 баллов включительно, с неагрессивными, слабо-и среднеагрессивными средами. В зданиях для производств со среднеагрессивными средами шаг колонн должен быть не менее 12 м.

Колонны должны удовлетворять требованиям ГОСТ 23118-78 и требованиям, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта.

1. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

1.1. Колонны должны изготовляться двух видов:

с односторонней подкрановой ступенью для крайнего ряда;

с двусторонней подкрановой ступенью для среднего ряда.

Гост 23682-79

каждого вида могут изготовляться в двух исполнениях:

1-для зданий без проходов вдоль крановых путей;

2-для зданий с проходами вдоль крановых путей.

Колонны среднего ряда в исполнении 2 должны изготовляться с надкрановой частью, смещенной относительно продольной разбивочной оси здания для возможности прохода с одной стороны колонны.

1.3. Основные размеры колонн и привязки колонн к продольным осям здания должны соответствовать указанным на чертеже и в табл. 1.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Колонны должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и СНиП III-18-75, по рабочим чертежам КМД, утвержденным в установленном порядке.

2.2. Надкрановая часть колонн и ветви подкрановой части должны быть двутаврового сечения, решетка подкрановой части-двухплоскостной из одиночных уголков.

Допускается для наружной ветви колонн крайнего ряда швеллерное сечение. В зданиях для производств со среднеагрессивными средами наружная ветвь колонн должна быть только швеллерного сечения.

2.3. Колонны должны изготовляться из проката стали классов, приведенных в табл. 2.

2.4. Торцы надкрановых и подкрановых частей колонн, а также верхняя плоскость плит баз должны быть механически обработанными в соответствии с указаниями на чертеже.

Шероховатость механически обработанной поверхности-320 мкм (1-й класс) по ГОСТ 2789-73.

2.5. Сварные соединения элементов колонн должны быть выполнены автоматической и полуавтоматической сваркой по ГОСТ 8713-70 или ГОСТ 14771-76.

Допускается применение ручной сварки по ГОСТ 5264-69 для монтажных соединений.

2.6. Материалы для сварки, а также болты грубой или нормальной точности должны приниматься в соответствии со СНиП

2.7. Предельные отклонения линейных размеров колонн и их элементов от номинальных приведены в табл. 3.

2.8. Предельные отклонения формы и расположения поверхностей элементов колонн от проектных приведены в табл. 4.

2.9. К плитам баз колонн (для выверки и закрепления их в проектное положение перед подливкой бетона) должны быть приварены планки с отверстиями для специальных анкерных болтов.

На базах колонн должны быть накернены риски, необходимые при установке колонн в проектное положение.

Колонны должны быть огрунтованы и окрашены. Грунтовка и окраска должны соответствовать V классу покрытия по ГОСТ

Колонны крайнего ряда                           Колонны среднего ряда

_______________

* При обосновании допускается-0,900 м.

1-плита; 2-ребро на уровне верха подкрановой балки; 3-подкрановая ступень; 4-стенка подкрановой ступени; 5-диафрагма; 6-анкерная плитка; 7-траверса базы; 8-плита базы; 9-шаблон для сборки на монтаже

Таблица 1

, мм От 6200 до 14200 включ.
, мм От 3200 до 5200 включ.
, м 10,8; 12,0; 13,2; 14,4; 15,6; 16,8; 18,0

Таблица 2

Наименование элемента Прокат Класс стали
Вид Обозначение нормативно-технического документа
Надкрановая часть колонны Ос­новной элемент Двутавр с парал­лельными гранями полок

Соединение и стыкование

Встречаются достаточно сложные конфигурации перекрытий, в которых балки могут стыковаться для увеличения длины или соединяться под прямыми углами с образованием перемычек. Не следует стыковать балки основного пролета вне несущих стен или колонн, но в некоторых случаях это может потребоваться, например, при заходе перекрытия в нишу эркера.

Соединение и стыкование

Для соединения балок с одной из них необходимо срезать полки не менее чем на 4 высоты балки. На такое же расстояние вырезается центральная стойка и зачищается паз с другой стороны. Балка сращивается и, по возможности, проклеивается казеиновым клеем с обязательной установкой гнета в 2–2,5 кгс/см2. После высыхания место соединения с обеих сторон укрепляют стыковыми накладками — одной или несколькими досками 25 мм, хорошо подогнанными между полками. Накладки стягивают саморезами между собой и прикручивают к внешним полкам с шагом в 20 см.

Для прямоугольного примыкания следует применять специальные стальные кронштейны. Полки примыкающей балки нужно подрезать на глубину захода, при этом балка, к которой выполняется примыкание, должна оставаться нетронутой. Что касается расходных элементов для скрепления, их вы в обилии найдете у производителей и дистрибьюторов балок, как и методики расчета перекрытий, стропильных систем и стен, а также более специфичные методы соединения.

Соединение и стыкование

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

  • цокольные,
  • межэтажные,
  • чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

  • балки,
  • подшивное перекрытие,
  • изоляционные слои,
  • накат,
Читайте также:  Межэтажные перекрытия своими руками: разбираемся подробно

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

  • крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
  • следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
  • крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
  • между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

  • доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
  • пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Размеры двутавровых балок – таблица предельных значений по ГОСТ

Главным конструктивным отличием двутавровых балок является форма их поперечного сечения, напоминающая букву «Н».

Они жестче и прочнее квадратного металлопроката, имеющего идентичную площадь сечения, что отражается на сфере применения стальных двутавров.

Изделия используются в строительстве сооружений гражданского и промышленного назначения – в качестве элементов перекрытия и колонн, а специальные виды двутавров применяют при устройстве подвесных путей и армировании стволов шахт.

Какими бывают металлические двутавры

Двутавровые стальные балки подразделяются по нескольким параметрам:

  • размерам – высоте, толщине стенок и ширине вертикальных полок;
  • технологии изготовления – горячекатаные или составные (сварные);
  • очертаниям внутренних граней полок – прямые или наклонные;
  • по материалу – низколегированная или углеродистая сталь.

Горячекатаные изделия изготавливаются на прокатных станах, где металлический слиток после разогрева пропускают через вращающиеся валы, в результате чего происходит процесс пластической деформации заготовки с приданием ей требуемой формы. Такие двутавры не имеют швов и получаются максимально прочными, так как вертикальные полки представляют собой надежные ребра жесткости.

Горячекатаные двутавры предназначаются для несущих конструкций, подвергающихся большим эксплуатационным нагрузкам.

Составные изделия получаются в результате приваривания двух металлических полос, служащих верхним и нижним поясом, к вертикальной стенке, или стойке. Балка получается единой, но не монолитной, что отражается на ее характеристиках. Нередко одну из полок приваривают к тавру, что делает полученную двутавровую балку несколько прочнее полностью сваренного профиля.

Читайте также:  П-образные плиты перекрытия: размеры, характеристики

Вместо листового проката при изготовлении двутавра допускается использовать профильный металл.

Двутавровые балки с наклонными гранями вертикальных полок изготавливают по форме и размерам, указанным в ГОСТ 8239-89, а с прямыми – по сортаменту, определенному в ГОСТ 26020-83. Двутавры специальных видов рассматриваются в ГОСТ 19425-74. Согласно второму стандарту, металлические балки с параллельными очертаниями полочных граней имеют свое разделение:

  • нормальные (обычные);
  • с широкими вертикальными полками;
  • колонные (высота и ширина полки имеют практически одинаковые размеры);
  • дополнительные профилеразмеры.

Применение двутавровых балок

Металлические двутавры используют в строительстве каркасных сооружений – ангаров, складов, эстакад, мостов, вокзалов и т.д.

Они встречаются в межэтажных перекрытиях и длиннопролетных фермах, считаются незаменимыми при возведении сложных промышленных объектов и остаются востребованными в частном домостроении.

Преимуществом использования двутавровых балок является значительное снижение веса конструкции в сочетании с ее высокой несущей способностью.

Сортамент двутавровых балок представлен в соответствующих стандартах. Но следует учитывать, что в них определяется не только высота профиля (h) и ширина полок (b), но и целый ряд других размерных показателей, а именно:

  • толщина вертикальной стойки-стенки (s);
  • средняя толщина полки с наклонной плоскостью грани (t), или толщина прямопрофильной полки;
  • радиус сопряжения (R) вертикальной стойки с полкой;
  • радиус скруглений на концах полки (r).

Указывает все эти размеры двутавровых балок таблица, приведенная в ГОСТ, относящийся к тому или иному виду металлических изделий. Предельные значения двутавров, обозначающие высоту балки и ширину полок для профилей, попробуем свести в табличную форму. Размеры представлены в мм.

Виды двутавров Высота балки Ширина полки
С наклонными гранями полок (уклон 6-12%) 100-600 55-190
Специальные (уклон граней полок 12 и 16%) 140-450 80-150
С параллельными гранями полок:
— нормальные 100-1013 55-320
— широкополочные 193-718 150-320
— колонные 195-431 200-400
— дополнительных профилеразмеров 239-496,2 115-303,8

Сортамент сварных двутавровых балок определяется по техническим условиям предприятий-производителей.

Что касается площади поперечного сечения двутавров, то ее минимальный размер составляет 10,32см2, а максимальный – 400,6см2. Масса одного погонного метра варьирует в пределах от 9,46 до 314,5кг. Длиной металлические изделия поставляются, начиная от 6 метров и заканчивая 24 метрами, хотя при согласовании с заказчиком отрезки могут быть уменьшены до 3 метров.

Сращивание и усиление

Как нарастить деревянную балку перекрытия, если приобретенный вами брус имеет длину меньше необходимого пролета?

Первое и основное: при любом способе сращивания полученная балка будет иметь намного меньшую прочность, чем цельнодеревянная. Идеальным решением будет строительство дополнительной несущей стены с уменьшением пролета. Как вариант — под места сращивания устанавливаются подпорные колонны.

Сращивание и усиление

Подпорная колонна в середине пролета резко уменьшает нагрузку на изгиб.

Как удлинить деревянную балку перекрытия, если нагрузка на нее незначительна (например, наверху находится неэксплуатируемый чердак)?

Наиболее надежный способ — соединение двух брусьев без уменьшения толщины каждого из них. Элементы просто соединяются стальными шпильками с широкими шайбами внахлест; дополнительно усилить соединение можно, проклеив его казеиновым, альбуминовым клеем или обычным ПВА.

Важно: места сращивания при о тсутствии подпорных стен или колонн располагаются вразбежку, со смещением от балки к балке. В этом случае несущая способность перекрытия будет максимальной.

Сращивание и усиление

Еще одно неплохое решение — сооружение сборных балок из трех широких досок небольшой толщины (25 — 50 мм). И в этом случае соединения досок встык внутри каждой балки и между смежными балками располагаются вразбежку; доски проклеиваются по длине и дополнительно стягиваются шпильками.

Сборные балки из трех тонких досок.

Как усилить деревянные балки перекрытия при возросших требованиях к их несущей способности (например, при превращении холодного чердака в мансарду)?

Способов не так уж много:

Сращивание и усиление
  1. Возведение подпорных колонн или стен с уменьшением пролета;
  2. Подшивка к каждой балке дополнительной доски или бруса по всей длине, от стены до стены.

В последнем случае полезно знать одну тонкость:

  • Подшивка бруса того же сечения сбоку увеличивает несущую способность балки вдвое.
  • Увеличение высоты балки в 2 раза (подшивка такого же бруса снизу или сверху) увеличит несущую способность уже вчетверо.

Наращенные по высоте балки дают максимальное увеличение несущей способности.

Сращивание и усиление

Так как укрепить деревянные балки перекрытия путем подшивки к ним дополнительной доски или бруса?

  1. Ставим в середине пролета под каждую вторую балку временные подпорки из бруса, убирая прогиб перекрытия.
  2. Свободные от колонн балки усиливаем накладками из бруса или доски. Расположение и толщина накладки выбирается с учетом расчетных нагрузок и высоты помещения; способ крепления — клеевой шов с дополнительной фиксацией шпильками с широкими шайбами или оцинкованными накладками.
  3. Переставляем подпорные колонны и повторяем операцию с оставшимися балками.