Металлические балки перекрытия. Перекрытия по металлическим балкам: достоинства и недостатки

• Основная часть работы
  • Завершающий этап
• Перекрытия между этажом и подвалом либо чердаком
• Расчет необходимых материалов

Перекрытия на основе двутавров

Каждый человек хочет, чтобы в его доме все было сделано на совесть, но не каждый знает, как этого добиться.

Так для создания перегородок используется множество материалов, но всего один из них обладает повышенным прочностным коэффициентом – это перекрытие по металлическим балкам.

Металлические балки являются надежнее и прочнее, не имеющие ограничения и позволяют перекрывать большие пролеты (4-6 м и более), чем деревянные. Такая конструкция не подвержена огню. Однако при использовании металлических балок возникают значительные финансовые затраты.

Большинство людей считает, что обыкновенное может обеспечить непревзойденную прочность, которая не потеряет своих качеств с годами. Но при этом они даже не пытаются подсчитать, сколько уходит денег и времени на его создание, тогда как вполне можно организовать альтернативный вариант, который будет дешевле, на него уйдет меньше материала, а по свойствам он будет не хуже. Это перекрытия по железобетонным балкам, которые являются практически тем же монолитом, только гораздо тоньше и прочнее.

Для того чтобы монолит был прочным, нужно четко и ясно определить область работы, но с учетом данной поправки на балки это сделать будет гораздо проще обычного. Для начала потребуется собрать ряд инструментов, который есть почти в каждом доме, а уже затем можно начинать пошагово исполнять каждый из пунктов. Тут не стоит бояться даже перекрытий больших пролетов, т.к. конструкция обладает гораздо большей прочностью.

После того как закончен расчет, следует обязательно учитывать данные прогноза погоды, т.к. в ближайшие 1-2 недели осадков быть не должно ни под каким предлогом. Все деревянные конструкции от этого тут же потеряют свои свойства на довольно длительный период. Балочная система будет проминаться, опалубка из фанеры размокнет, а лить бетон во влажном месте будет просто бесполезно.

Вернуться к оглавлению

Подготовка к монолитному межэтажному строительству

• лист А3;
• карандаш с ластиком;
• рулетка;
• уровень;
• сварочный аппарат;
• балки;
• перфоратор;
• ламинированная фанера от 20 мм и толще;
• молоток с гвоздями;
• поддерживающая система (балочные подпорки 100*100 и больше, либо распорки металлические с толщиной стали от 2 мм – не стоит делать расчет на одну систему, лучше чередовать);
• толь либо другой гидроизолятор.

Тут потребуется создать точный чертеж поверхности, который обеспечит детальное представление о будущей работе, которую только предстоит проделать. За периметр в чертеже стоит брать внешнюю сторону стены, т.к. именно она и будет являться опорой.

Производится монтаж балок (двутавров) – делать это стоит под уровень, чтоб с опалубкой проблем не было. Тут следует учесть, что временами приходится их сращивать посредством сварочного аппарата. Если перекрытие устанавливается над отдельно взятым помещением, которое является частью целого, то следует балки срастить с уже готовой стеной при помощи перфоратора и того же сварочника. Размер шага между двутаврами от 1 до 2,5 м в зависимости от бюджета проекта, ибо чем больше балок и чем они ближе, тем надежнее будут перекрытия по железобетонным балкам.

Схема усиления металлических балок А, Б - накладками. В - обетонированием. Г - шпренгелем. Д, Е - заделкой на опорах. Ж, З -сопряжением балок на опорах.

Параллельно верхней линии двутавра монтируется фанера, которая будет нести функции опалубки. Крепление должно быть максимально прочным. Тем не менее, оно не должно перестать быть съемным. При монтаже опалубки важно не забывать, что в данном случае идет не стандартный монолит в 0,3 м, а усиленный, который можно сократить в 2 раза без каких либо потерь, поэтому борта можно сделать всего 0,15-0,2 м.

Далее монтируется поддерживающая система. Тут есть 2 варианта – деревянные балки и металлические распорки. Балки ставятся в соотношении 1 шт. на 1 м², тогда как распорки 1 шт. на 2 м². После монтажа следует проверить каждую в отдельности на устойчивость, т.к. расчет на падающий цемент в среднем 500 кг, а выдержать его надо обязательно так, чтобы балка даже не пошевелилась. На балочные подпорки расчет делается гораздо чаще, т.к. металл может подвергнуться деформации, а дерево будет стоять до последнего.

После того как балочные системы проверены, можно взобраться на опалубку и прогуляться по ней. Во время прогулки следует шагать максимально тяжелым шагом и пытаться уловить под собой малейшее колебание. Далее можно стелить толь, расчет стоит делать на весь периметр, а по возможности и про запас.

Вернуться к оглавлению

Основная часть работы

• армирующий прут А500С;
• проволока;
• раствор 400-500 марки (1 цемента, 3 песка, воды по необходимости);
• лопата штыковая;
• лопата совковая;
• полиэтиленовая пленка;
• вода;

Создание армирующей части.В такого рода перекрытиях уже не требуется использование двойной обрешетки, а достаточно одинарной. Обрешетка делается с шагом в 0,5 м и закрепляется на уровне середины плиты (при двойной обрешетке нижняя прокладывается на уровне 25 мм от опалубки и столько же сверху, но тут следует выбирать нейтральный вариант). Для ее закрепления потребуется использовать металлические скобы, которые можно изготовить вручную из того же прута (ее можно рассчитать отдельно как 0,4*площадь/4). Все связи производятся мягкой проволокой намертво. После окончания крепления следует проверить арматуру на подвижность – по возможности она не должна приводиться в движение.

Заказ раствора. Не стоит даже пытаться делать его своими руками, т.к. заливку желательно производить за один раз. Причиной для этого служит равномерность застывания – если этого не будет, то износ может быть более скорым. Раствор должен быть марки 400-500, но не ниже, т.к. прочность все равно потребуется, несмотря на балочные перекрытия. Когда производится расчет, следует уделить внимание одному аспекту – в один автомиксер входит в среднем 8-9 м³ раствора. Также следует позаботиться, чтобы миксер был с рукавом для подачи на второй этаж.

Во время заливки желательно иметь одного или двух помощников, чтобы не прерывать процесс. Они должны будут перепахивать раствор, чтоб выпустить попавший воздух. Меньше воздуха – меньше поводов для тревоги. Но при этом не стоит забывать про уложенный в п.5 толь, который не должен быть поврежден. Заливка производится в постоянном движении, чтобы не создавать лишнюю нагрузку на несущие конструкции. К тому же это обеспечит равномерность работы и возможность помощникам делать свое дело независимо и максимально эффективно. Если делать все правильно, то заливка осуществляется за полдня.

По завершению работы следует все накрыть полиэтиленовой пленкой и оставить на 28 дней. При этом следует регулярно смачивать плиту водой.

Спустя месяц поддерживающая система удаляется, при помощи лома демонтируется опалубка, полиэтилен убирается вручную и можно любоваться основной частью работы.

Вернуться к оглавлению

Завершающий этап

На этом этапе следует позаботиться о том, чтобы спрятать двутавры. Для этого есть 2 варианта развития – использование любой строительной смеси (что сделает почти весь расчет на экономию тщетным), либо подвесной\натяжной потолок. Чаще всего в загородных домах в данном случае используют именно подвесной потолок из гипсокартона, т.к. его будет очень удобно смонтировать, при этом совершенно не пострадают габариты комнаты. Также будет очень удобно с проводкой, т.к. балки вполне можно просверлить без ущерба для прочности.

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования. Ведь от их надежности зависит сохранение целостности самого дома и безопасность проживающих в нем людей. В настоящее время в строительстве используется два типа перекрытий: балочные и безбалочные. Первые, как более прочные, применяются гораздо чаще.

Для разных используют как перекрытия по так и по деревянным, а также железобетонным. Вид несущих элементов при этом по большей мере зависит от особенностей конструкции здания. Устраивать перекрытия по деревянным балкам допустимо лишь в небольших частных домах, высота которых не превышает трех этажей. В остальных случаях применяются металлические конструкции. У них имеются как свои достоинства, так и недостатки.

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны. Это один из их основных плюсов. Такие балки могут быть использованы для достаточно широких пролетов. Поскольку они подвержены прогибам, наиболее рациональным считается применение швеллерного и двутаврового сечения. Подобные элементы устанавливают в пролеты шириной до 24 метров. При этом шаг между ними должен быть не более одного метра. Металлические балки пожаробезопасны и устойчивы к воздействию грибков и микроорганизмов.

Однако есть у них и недостаток - они подвержены коррозии. Чтобы сделать перекрытия по металлическим балкам более надежными, последние часто оборачивают различными материалами, препятствующими доступу к ним влаги. Подобный же способ используют для того, чтобы улучшить их тепло- и звукоизоляционные качества. В случае необходимости ремонта пораженные коррозией участки укрепляют металлическими пластинами.

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен. Самое главное в этом вопросе - выбрать прокат с необходимыми характеристиками. Он должен обладать достаточным в каждом конкретном случае запасом прочности. При разработке проекта учитываются такие важные показатели, как ширина пролета, шаг балки, полезная нагрузка на перекрытие. При этом во внимание берется также назначение последнего и его вес. Для чердачного показатель полезной нагрузки не должен превышать 75 кг на м 2 . Для межэтажного и цокольного - 150 кг на м 2 .

При устройстве собственно перекрытия используются деревянные накаты либо облегченные Такие конструкции способны выдерживать огромную нагрузку. Иногда применяется и по металлическим балкам. Дело в том, что устраивать опалубку и заливать пролет бетоном без дополнительной опоры снизу достаточно проблематично. К тому же конструкция при этом получается гораздо более надежной. В некоторых случаях для монолитных перекрытий применяются и деревянные несущие элементы.

Основным достоинством такой конструкции, как перекрытие по металлическим балкам, считается ее прочность, а также относительная простота обслуживания и ремонта. Она может выдерживать колоссальную нагрузку, передавая ее на стены и опоры, повышая при этом устойчивость и жесткость всего здания в целом.

В первой статье цикла, посвященного перекрытиям, мы рассказали об их видах, применяемых в индивидуальном строительстве, и материалах их изготовления. Читайте ее здесь: . В этой статье мы подробно остановимся на балочных перекрытиях и их разновидностях.

Балочные перекрытия

Их главным конструктивным элементом являются балки, которые обычно расположены через равные промежутки. Именно на них опираются элементы заполнения, которые и несут ограждающую функцию. По типу материала различают железобетонные, металлические и деревянные балки.

Перекрытия на основе деревянных балочных конструкций

Большие и маленькие деревянные дома, да и индивидуальные каркасные дома (проекты, цены можно легко найти в интернете) чаще всего строятся с применением именно балочных деревянных перекрытий. Деревянные балки применяют с учетом ограничения: перекрываемый пролет для междуэтажных перекрытий не должен быть шире 5 м, а для неэксплуатируемого чердачного помещения пролет чердачного перекрытия должен быть менее 6 м. В этом и заключается разница с металлическими перекрытиями, которые применяются при любой ширине перекрываемого пролета.

Для деревянных перекрытий используются балки, выполненные из хвойных и лиственных пород древесины. Верхняя поверхность балок выполнена в виде настила, который обычно используется в качестве пола. Деревянное балочное перекрытия состоит из следующих слоев: балка, накат, пол, утеплитель. Если вы выбираете прямоугольные в плане дома из дерева, проекты обычно предусматривают поперечное перекрытие проема с деревянными балками, уложенными вдоль короткой стены.

Достоинства деревянных перекрытий:

• Простота и быстрота монтажа деревянных перекрытий даже в сложных местах. Технология при этом не требует наличия специфической оснастки, кранов и другой техники.
• Легкость такого типа перекрытий.
• Сравнительно небольшая стоимость.

Недостатки деревянных конструкций:

• Самым важным недостатком, требующим повышенного внимания, является пожароопасность.
• Стоит также сказать о возможности заражения жуком-короедом и загнивания древесины.

Пример "пирога" перекрытия по деревянным балкам:

1. Пароизоляция
2. Утеплитель
3. Контррейка
4. Балка
5. Черновой потолок
6. Внутренняя отделка

Как разновидность деревянных перекрытий можно выделить стропильные фермы. Это цельная конструкция, которая объединяет кровельные стропильные фермы и межэтажные перекрытия. Такая система имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной стропильной конструкцией и традиционными деревянными перекрытиями:

• фермы очень часто обходятся застройщику дешевле, чем традиционные решения;
• их можно использовать для пролетов 6 – 9 м.

Но при использовании стропильных ферм не во всех случаях удается выгодно использовать чердачное пространство, из-за сложного расположения деревянных элементов.

Перекрытия по металлическим балкам

Такие перекрытия выигрывают в сравнении с деревянными, потому как являются более долговечными, надежными и экономят пространство за счет меньшей толщины. Перекрытия подобного типа применяются редко. Проемы между балками можно заполнить как вставками из легкого бетона, облегченными железобетонными плитами, так и деревянным накатом или щитами. Масса квадратного метра подобного перекрытия нередко превышает 400 кг.

Двутавровые балки перекрытия представляют собой тип фасонного проката, изготовленного из высококачественной стали. Сталь может быть либо низколегированной, либо углеродистой. Этот тип сортового проката имеет форму бруса, ориентированного горизонтально или наклонно. Или, говоря простым языком, стальная двутавровая конструкция – это прокат определенной формы, изготовленный из профильной стали специального исполнения. Форма определяется его конструктивными особенностями. Чаще всего она внешне похожа букву «Н». Такая форма усиливает прочность элементов конструкции и придает дополнительную жесткость. Где же используются двутавровые балки перекрытия?

Балка двутавровая: применение

Балка металлическая двутавровая из стали больше известна как элемент перекрытий каркасов промышленных зданий, имеющих большие пролеты. Их используют также при возведении мостов и других подвесных путей, колонн и другого во всех тех местах, где присутствуют повышенные нагрузки и им необходимо противостоять. Они воспринимают нагрузку от вертикального поперечного воздействия, которая одновременно отражается на стенах, колоннах и других опорах.

Деревянный аналог стального двутавра используется в каркасном домостроении. Следует отметить, что в последнее время его нередко стали использоваться в оформлении строений как элемент дизайна.

Их правильный расчет обеспечивает большую эффективность металлоемкости, нежели этот показатель у обычной горячекатаной конструкции. При установке двутавра уменьшается масса несущих конструкций, что позволяет сократить затраты на строительство. Двутавры используются также в тяжелом машиностроении при создании тяжелого оборудования.

Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости делает их идеальным вариантом для использования в качестве основы под высоконагруженные строения.

Интересно

Отметим,что двутавры значительно жестче, нежели квадратные профили и уголки.

Виды двутавровых балок

В конструкциях двутавров внутренние грани полок могут располагаться наклонно либо параллельно. , который имеет балка двутавр, характеристики, габариты в основном определяются расстоянием между параллельными (П) или наклонными (У) внешними гранями.

Типоразмеры и ГОСТы:

• Балка двутавровая ГОСТ 26020 83 характеризуется параллельными гранями полок. Под этот стандарт входят двутавры, имеющие высоту 10–100 см и ширину полок – 5,5–40 см. По последнему параметру классифицируют на: узкополочные (У), нормальные (Б), среднеполочные (Д), широкополочные (Ш) и колонные (К). Колонные двутавры отличаются почти одинаковой высотой профиля и шириной полки.

Двутавры, характеризующиеся наклонными гранями, классифицируются на:

• обычные (ГОСТ 8239 89) – ограничения на величину уклона внутренних граней составляют порядка 6–12%;

• специальные (ГОСТ 19425 74) – М: подвесные пути, имеющие угол наклона не больше 12% и С: для армированных шахтных стволов, имеющих угол наклона до 16 %.

Изделие выполненное по ГОСТ полностью соответствует параметрам чертежа, то есть имеет заданное поперечное сечение, размеры полок (высота, ширина и толщина) и другое.

Маркировка: как расшифровать

Начнем с двух цифр в начале маркировки. Они отмечают высоту в сантиметрах конкретной группы профилей. Следующие индексы – буквенные, они указывают на вид профиля в соответствии с шириной полок, к примеру, У, К и т. д. Если профили в группе отличаются размерами стенок и полок, то далее в маркировке указан размер профиля в серии. Например, маркировка двутавра с параллельными гранями может иметь вид: 25Б, 100Ш, 35К, 24ДБ1.

Монтаж

Двутавр металлический изготавливают поэтапно . Прежде всего металл раскраивается на полосы требуемых размеров. Для улучшения провара кромки разделывают на специальном станке. Подготовленные полосы монтируют на сборочном стане. Их укладывают на входной конвейер, зажимают, позиционируют и фиксируют. Завершают сборку сварочными работами на специальном станке. Сваривают его двумя комплектами сварочных головок под флюсом. Двутавр в основном состоит из трех элементов. Поясные швы приваривают сварочными автоматами, а ребра жесткости приваривают поперек чаще вручную, в крайнем случае – полуавтоматом. Сварные конструкции собирают различными способами: используя хомуты и прихватки или в особом кондукторе.

балка металлическая двутавровая: процесс производства

Готовый двутавр очищают от налета ржавчины, жира, грязи и другого, используя дробеструйную установку. После этого качество его покрытия из краски и лака заметно улучшается.

При устройстве конструкции швы поясов иногда сваривают по ручной технологии. Тогда последовательность сборки полностью меняется. Сначала на пояс в нижней части конструкции монтируют вертикальную стенку, а следом ребра жесткости. Их захватывают и монтируют пояс в верхней части. Собранная конструкция зажимается хомутами и переходят к сварочным работам.

на фото металлическая балка двутавр

Наиболее ответственным этапом монтажа считается стыковка двутавровых балок. Швы поясов в обеих направлениях от стыка незаваривают на длину в полтора раза большую, нежели поясная ширина. Стык двутавровых балок свариваются в такой очередности: свариваются стыки вертикальной стенки, двух поясов, сначала ту, которая работает на растяжение, затем вторую, работающую на сжатие. Завершают устройство стыка довариванием швов на поясах на тех участках, которые остались незаваренными.

Для сварки монтажных стыков необходимо использовать электроды высочайшего качества.

Сварная конструкция имеет массу преимуществ перед прокатной и, в первую очередь, это ее более высокие прочностные характеристики при массе, меньшей прокатной примерно на треть.

Двутавр металлический: сборка на видео

Материалы к статье.

Для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба .

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) - расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.

Шаг балок (Р) - шаг по центру балок, через который они укладываются.

Вид перекрытия - в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается "Чердачное" , в остальных случаях - "Междуэтажное" .

Длина стены (Х) - длина стены, на которую опираются балки.

Характеристики балки:

Длина балки (А) - самый большой размер балки.

Вес 1 п.м . - данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку).

Расчетное сопротивление R y - данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали:

• С235 - Ry = 230 МПа;
• С255 - Ry = 250 МПа;
• С345 - Ry = 335 МПа;

Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода "форс-мажерных" ситуаций. Все-таки в России живем - привезут металлопрокат из стали не той марки и все...

Модуль упругости Е - этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно:

• сталь - Е = 200 000 МПа;
• алюминий - Е = 70 000 МПа.

Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие .

Цена за 1 т - стоимость 1 тонны металлопроката.

Результат

Расчет по прочности:

W треб - требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх - [ и Ι ), нужно выбирать "x-x".

Расчет по прогибу:

J треб - минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и W треб.

Другие параметры:

Количество балок - общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P .

Общая масса - вес всех балок длиной А .

Стоимость - затраты на покупку металлических балок перекрытия.