Перекрытие по металлическим балкам: подготовка, расчет, монтаж. Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Одним из самых популярных стройматериалов являются металлические балки перекрытия . В промышленных и гражданских стройках они служат в качестве элемента каркасов. Для кровли или также употребляются железобетонные плиты.

Двутавровая металлическая балка

Использование металлоконструкций в строительстве вполне оправданно: они крепкие, долговечные, устойчивы к нагрузкам и перепадам температуры. Именно металлические перекрытия делают строение пожаро- и сейсмоустойчивым. Компания Арес обладает обширным опытом в изготовлении и монтаже различных конструкций для перекрытия:

Двутавровая металлическая балка. Выполнена в форме буквы Н, изготовлена из низколегированной или углеродистой стали. Позволяют создать длинные жесткие стойкие пролеты. Бывают узкополочные, нормальные, среднеполочные, широкополочные балки и металлические колонны;
Перфорированные стальные балки имеют многоугольные отверстия вдоль перекладины. Такие балки выше и крепче стандартных двутавровых;
– композиция из профильной трубы. Это самое легкое перекрытие из металла. Сечение трубы может быть не только овальным, но и квадратным или прямоугольным. Благодаря легкости и относительной прочности находит применение, в основном, в гражданском и сельскохозяйственном строительстве;
Балки металлического уголка – равнополочный или неравнополочный металлопрокат Г-образной формы. Употребляется как вспомогательный материал для усиления конструкции. Точность прокатки бывает обычная и высокая;
Швеллер – равнополочная или неравнополочная П-образная конструкция. Хорошо выдерживает тяжести. Выделяют холоднокатанный, горячекатанный и специальный швеллер;
Лаги – металлические прямоугольные полые балки. Употребляются в строительстве заборов и полов в зданиях любого назначения.

Кроме того, мы производим прочные и универсальные опоры балок, железобетонные плиты перекрытия. Особым спросом пользуются монолитные перекрытия. Они состоят из высокопрочной стальной арматуры и бетона. Материалом служит легкий, тяжелый, или силикатный бетон. Плиты отличаются несложным монтажом.

Цены за метр на плиты перекрытия и цены стальных двутавровых балок перекрытия можно узнать у нашего консультанта. Заказывайте высококачественные конструкции для покрытия в компании Арес!

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.

Если планируется строительство, реконструкция дома, коттеджа или бани, в которых предусматриваются деревянные перекрытия, то наверняка понадобятся двутавровые балки. Они используются также при ремонте крыш, устройстве мансард и перекрытия цокольных этажей дома. Двутавровые балки соответствуют строительным нормам (СНиП) и позволяют значительно сократить срок строительства. С их помощью делается настил пола и перекрытия кровли дома, это отличная замена тяжеловесным железобетонным конструкциям.

В целом использование двутавровых балок из дерева является оптимальным вариантом, поскольку снижаются расходы, качество конструкций выше, а срок проводимых работ меньше. Монтаж их несложен, срок службы очень длинный, а экология натурального дерева бесспорна. В этой статье приведем описание типов двутавровых балок из дерева, их назначение и плюсы эксплуатации.

Технология производства и сферы применения

Для изготовления двутавровых балок, в соответствии со СНиП, используются хорошо просушенные брусья и ориентированно-стружечные плиты, называемые ОСБ или в латинской транскрипции OSB. Размеры сечения конструкции варьируются от 140 до 450 мм, выпускаются двутавры разной длины. Для изготовления применяется хвойное дерево, тщательно высушенное и отбракованное. получаются высокопрочные, сравнимые с железобетонными, и имеют длительный срок службы.

Используются двутавры из дерева при проведении следующих работ:

c ооружение перекрытия по деревянным балкам цоколей и между этажами дома;
строительство крыш – в стропильных системах;
строительство мансард;
сборка каркасного дома;
настил пола.

Применение двутавровых деревянных балок перекрытия

Двутавровые деревянные балки имеют особое специальное сечение в виде буквы «Н», положенной на бок. Как правило, они производятся на современном импортном оборудовании с использованием высокотехнологичных процессов и материалов. Сухой и проклеенный брус используется для изготовления поясов – верхней и нижней плоскости балки. Для перемычки, называемой стойкой, используется, как было упомянуто выше, прессованная плита ОСБ. Пропитанная специальным клеем ОСБ основа придает балкам огнеупорность и водооталкиваемость, в соответствии со СНиП.

Балка в разрезе

Настил пола отлично проводится с использованием двутавровых балок, а изделия для сборки домовых каркасов имеют высокое качество и не деформируются за весь срок службы. Деревянные конструкции не подвержены коррозии, в отличие от металлических аналогов. Подбор изделий необходимой конфигурации и длины, как правило, происходит во время заказа двутавровых балок у производителя. Завод-изготовитель проверяет соответствие изделий сертификации, СНиП и заявленным размерам.

Балки перекрытия двутавровые

Преимущества

Перекрытия по деревянным балкам , собранные из двутавров из-за своего небольшого веса не оказывают значительную нагрузку на опоры, при этом сами имеют высокую нагрузочную способность. Легкие и прочные деревянные изделия, в отличие от железобетонных, не требуют применения тяжелой грузоподъемной техники. Использовать их можно при любых климатических условиях. Конструкции, возведенные из деревянных двутавров, выдерживают сильные шквалистые ветра и сейсмические волны. Полностью отвечают СНиП. Настил пола, например, с их помощью делается намного быстрее, полы не пружинят и не скрипят.

Двутавровые балки перекрытия

Другие плюсы двутавровых балок:

экологичные;
огнеупорные;
имеют длительный срок службы;
повышенная прочность позволяет использовать на больших пролетах;
отсутствие изменений геометрических параметров: скручивания, деформации, усыхания;
полностью заменяет металлические элементы, обеспечивая ровный настил пола или перекрытие потолка;
универсальное, многофункциональное использование;
легкость и быстрота при монтаже;
небольшой срок проведения работ, экономия за счет этого трудозатрат;
возможность использования для настила пола без бетонной стяжки.

Деревянные двутавровые балки

Двутавровые деревянные балки без труда распиливаются, не требуя специальных пил. Уникальная прочность двутавров, тем не менее, позволяет проделывать необходимые отверстия, а конструкция удобна для прокладки внутренних коммуникаций.

Важно!
Деревянное перекрытие из двутавров строго выдерживает заданные размеры, не поддаваясь воздействию природных осадков и перепадов температур в течение всего срока эксплуатации.

Стоимость балок невысока и зависит от их длины и высоты в сечении. Чтобы возвести чердачное перекрытие по деревянным балкам, лучше использовать деревянные двутавры, это обезопасит ваш дом от усадки, трещин и продлит срок его службы.

Деревянные балки перекрытия дома

Сравнительные характеристики

Для наглядности приведем сравнительную таблицу по основным параметрам с аналогичными металлическими и железобетонными изделиями, рассчитанным для площади в 200 квадратных метров. Из таблицы видно, что даст замена тяжелых металлических и железобетонных конструкций на двутавровые балки:

Характеристика	Двутавр деревянный	Доска или брус	Металлический двутавр	Монолитная железобетонная балка
Цена установки перекрытия за кв.м, euro	20	30	60	50
Срок монтажа перекрытий на площади, в днях	4	8	5	18
Требуемое количество людей	4	4	5	5
Потребность в грузоподъемных механизмах	Нет	Нет	Да	Да
Потребность мокрого процесса	Нет	Нет	Нет	Да
Геометрия элементов	Отсутствие усадок, скручивания, скрипов	Возможна усадка, ссыхаемость, растрескивание, скрипы	Отсутствие изменений	Отсутствие изменений
Вес конструкции, кг	45	55	310	370
Требование к проведению подготовительных доп. работ	Нет	Нет	Заделать швы, выровнять углы, оштукатуривание	Выровнять углы, оштукатуривание
Прокладка коммуникационных сетей в перекрытиях	Да	Затрудненно	Нет	Нет

Распространенные виды двутавров

Каждый из производителей выпускает свои разновидности и типы двутавровых балок из дерева.

Двутавровая деревянная балка опалубки

Основные, соответствующие СНиП, разновидности представлены ниже:

Двутавровое изделие серии БП. Применяется в конструкциях межэтажных перекрытий при возведении зданий с пролетами до 9,0 м. Высота варьируется от 190 до 460 мм. Пояс (брус наверху и внизу конструкции) 40×90 мм. Стойка из ОСБ толщиной 12 мм. Предельная длина 9000 мм.
Двутавровое изделие серии БС. Применяется в качестве стропил. Диапазон высот выпускаемых изделий 190-410 мм, пояс 40×60, стойка 9.5мм, максимальная длина 8500мм.
Стенная стойка серии СС. Применяется для строительства каркасных домов по «канадской» технологии. Играют роль основной стойки для монтажа наружной стены и внутренних перегородок. Выпускаются изделия с высотой от 130 до 250 мм, пояс 40×45, стойка - 9.6 мм, максимальная длина 8500мм.

Строительство дома на двутавровых деревянных балках

Расчет высоты сечения балок

Требования к межэтажным перекрытиям верхних этажей с мансардами изложены в СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции». Для того чтобы правильно подобрать деревянные двутавровые балки по высоте, в соответствии с заданным назначением, необходимо знать величину расчетных нагрузок.

Схема каркаса строения из двутавровых балок

Согласно СНиП, для использования балок в качестве перекрытий такая нагрузка составляет 400 кг на кв. метр, а для двутавров стропил– 220 кг на кв. метр. Одновременно, требования по относительному прогибу двутавров равняются 1/260, превышать которые не следует.

Совет!
Высоту двутавров и дистанцию между ними необходимо подбирать, отталкиваясь от длины пролетов, при устройстве перекрытий.

Пролетом считается расстояние между двух точек опоры. Настил пола допускает меньшие нагрузки по СНиП, поскольку площадь опирания больше. На многих строительных сайтах существуют специальные калькуляторы, которые помогу рассчитать параметры для двутавровых балок.

Деревянные двутавровые балки

Устройство полов деревянными двутаврами

Весьма эффективно использование деревянных двутавровых балок при устройстве полов. На качество полов существенно влияет правильный подбор балок и их опирание, вместе с грамотным монтажом несущих конструкций и сопутствующих элементов в соответствии со СНиП.

Настил пола двутаврами делается за меньший срок, узлы конструкции получаются жесткими, а пол не скрипучим. Для устройства чернового пола рекомендуется использовать толстую половую доску, это повысит качество и снизит вибрацию. К двутаврам легко прибиваются все элементы настила, а их конструкция улучшает характеристику полов в доме и срок их эксплуатации.

Основание пола из двутавровых балок

При использовании двутавровых балок с шагом один метр встает проблема чернового пола ОСБ. Плита и аналогичные ей материалы не подходят из-за вероятности слома или больших прогибов. Настил будет пружинить и раскачиваться. Для расстояний между балками в 1 метр лучше изготавливать обрешетку из толстой доски или бруса. Другой вариант усиления настила устройства - несколько слоев перекрытий, что значительно удорожает работы.

Совет!
Наиболее оптимальным для полов с двутавровыми балками считается расстояние между ними в 400-600 мм. Тогда возможна замена на двутавры с меньшей высотой сечения.

Применение деревянной двутавровой балки при строительстве дома

Крепление к двутавровой балке

Не рекомендуется использование саморезов, особенно черных, для крепления настила или других элементов к двутавровым балкам. Сталь, используемая для изготовления саморезов, не выдерживает нагрузок срезания и скалывания. Для фиксации чернового пола и прочих элементов специалисты рекомендуют гвозди и шурупы, желательно оцинкованные, они обеспечат длительный срок службы. Рассверливание балок не требуется, соединения пояса со стойкой надежные и жесткие, прибить или прикрутить к двутаврам элементы пола несложно.

Крепление двутавровых балок

В заключение еще несколько слов о защите двутавров от огня, влаги и насекомых. Как правило, основная обработка происходит при изготовлении двутавровых балок. Биозащитными и огнеупорными составами хороший производитель, имеющие специальные службы, пропитывает изделия во время производства. От воздействия влажности и гниения рекомендуется дополнительно покрывать деревянные элементы краской или лаком, особенно, если двутавры используются во внешних конструкциях, не защищенных гидро- и пароизоляцией.

Каркасное деревянное строительство из двутавровых балок

Двутавровые балки из дерева

Кроме повсеместно ведущегося строительства многоэтажных зданий с большим числом квартир, широкое распространение получило сооружение частных домов, причем не только небольших одноэтажных, но и довольно крупных, с двумя и более этажами, иногда и с мансардой наверху или обитаемым чердаком. Для таких домов уже не подходит каркасный метод; материалом часто служит, вместо дерева, кирпич или железобетон. Возведение крупных частных домов должно вестись по всем правилам строительной науки, так как ошибки при проектировании или воплощении проекта могут привести к нежелательным последствиям.

Если строящийся дом представляет собой капитальное здание – из бетона, кирпича, шлакоблока, то для потолочных перекрытий, межэтажных и чердачных, целесообразно применить железобетонные плиты. Наиболее подходящий тип каркаса, способный выдержать вес таких перекрытий, – это каркас, элементом которого является металлическая балка двутаврового профиля.

Именно этот вид проката, установленный своей стенкой вертикально, обладает наибольшей несущей способностью. Естественно, фундамент и стены дома при этом должны быть достаточной прочности, чтобы выдерживать дополнительный вес от 0,5 до 1 тонны – столько металла, в зависимости от количества балок и номера профиля может понадобиться для потолочного перекрытия.

Чтобы избежать лишних затрат и лишнего веса каркаса потолка, а также не допустить обрушения или значительного прогиба балок, необходимо заранее рассчитать их параметры и по результатам расчета подобрать нужный прокат. Расчет сводится к вычислению следующих величин: требуемого момента сопротивления и минимального момента инерции сечения балки, а исходя из последнего – максимального относительного прогиба.

Примечание

Расчет ведется по двум характеристикам – на прочность и на жесткость. По полученным значениям момента сопротивления и момента инерции в таблицах ГОСТ находят требуемый номер проката.

Исходные данные для расчетов

Для каркаса потолочных перекрытий малогабаритных частных домов обычно используется двутавр 10 – 20 номеров. Характеристики этих профилей приводятся в ГОСТ 8239-72 – их линейные размеры, площади сечения, максимальные моменты сопротивления по вертикали W y и минимальные моменты инерции J y .

Необходимо знать тип плит, которые будут опираться на балочный каркас, а также размеры несущего периметра дома. Можно применить пустотные железобетонные плиты ПК-12-10-8 (1180 х 990 мм, масса 380 кг), а размеры дома взять 4,5 х 6 м. Балки укладываются вдоль короткой стены; шаг укладки при таком размере плит равен 1000 мм (стыки плит совпадают с продольными осями балок, при минимальном зазоре 1 см). Это потребуется для расчета распределенной нагрузки, и исходя из нее – линейной нагрузки на каждую балку. Вес самой балки по сравнению с распределенной нагрузкой мал, и при вычислении линейной нагрузки им можно пренебречь.

Распределенная нагрузка при таком типе плит будет равна 325 кгс / м 2 . К этому надо добавить нагрузку возможных перегородок на верхней стороне перекрытия (75 кгс / м 2) и возможную временную нагрузку (200 кгс / м 2). В итоге нагрузка, распределенная по площади:

Q = 325 + 75 + 200 = 600 кгс / м 2 ,

q = Q * p = 600 кгс / м = 6 кгс / см.

Эта величина используется в дальнейших расчетах.

Расчет на прогиб

Изгибающий момент для каждой балки вычисляется, исходя из величины линейной нагрузки q, шага укладки балок p и длины перекрываемого пролета L. Так как балки укладываются вдоль короткой стороны, то L = 4,5 м = 450 см (конечно, сами балки длиннее – около 5 м, так как опираются на стены, но шарнирными опорами для них служат именно внутренние края стен).

Искомая величина момента, в таком случае:

M y = (q * L 2) / 8 = 6 * 450 2 / 8 = 151875 кгс * см.

Максимальный момент сопротивления сечения балки можно рассчитать, разделив изгибающий момент на расчетное сопротивление стали – например, марки С235, равное 2150 кгс / см 2:

W y = 151875 / 2150 = 70,6 см 3 .

Это полученное значение надо сравнить с величиной момента сопротивления сечения двутавровой балки. Из таблицы ГОСТ 8239-72 видно, что вычисленный показатель примерно соответствует (с запасом) моменту сопротивления для профиля 14 (81,7 см 3) . Следовательно, этот номер проката будет удовлетворять требованиям к прочности балок.

Расчет на жесткость

Жесткость балок характеризуется максимальной величиной прогиба при заданных исходных параметрах. В случае распределенной нагрузки прогиб вычисляется по формуле:

f = 5 * q * L 4 / (384 * E * J y), где

L – длина пролета;

E – модуль упругости материала, для стали С235 равный 2,1 * 10 6 кгс / см 2 ;

J y – минимальный момент инерции для данного профиля.

Для принятых ранее исходных данных, с учетом того, что из расчета на прочность наиболее подходящим профилем оказался № 14, для которого J y , по табличным значениям ГОСТ, равен 572 см 4 , можно получить:

f = 2,6 см,

а в относительной мере, с учетом того, что длина пролета 450 см – 1 / 172. Это превышает максимально допустимый прогиб, принятый равным 1 / 250.

Поэтому расчет приходится повторить и вычислить прогиб для другого номера проката. Для № 16, у которого момент инерции равен 873 см 4 , абсолютный прогиб получается 1,74 см, а относительный – 1 / 256, что является приемлемым.

Итоги расчета

Итак, для помещения размером 4,5 х 6 м каркас потолочного перекрытия из железобетонных плит ПК-12-10-8 с распределенной нагрузкой 600 кгс / м 2 может быть устроен из двутавровых балок профиля № 16 стали марки С235, расположенных вдоль короткой стороны с шагом 1 м. Можно рассчитать, что для такого здания понадобится 7 таких балок длиной по 5 м, и, зная массу и цену погонного метра, вычислить общую массу балочного каркаса и его стоимость.

Так, для приведенного примера общее количество погонных метров – 35; масса балочного каркаса из профиля № 16 – 525 кг.

Зачем знать, как рассчитать нагрузку на балку перекрытия? Без этого этапа вам вряд ли удастся сделать больше одного этажа даже в самом простом доме. Поэтому давайте разберем все необходимые формулы и их значение, также мы предложим вам надежный калькулятор.

1 Что такое «балка перекрытия»?

Любая стройка начинается с расчетов, потому что без них построить удастся только красивый штабель из досок, кучку из металлических деталей и баррикаду из мешков с цементом. Не зная, как будут вести себя несущие конструкции, сооружение рискует превратиться в декорации фильма про войну в найкратчайшее время, вопреки вашим планам и возлагаемым ожиданиям.

В любом доме есть пол и потолок. На потолок принято вешать люстры, приделывать лепнины. По полу ходят люди, на нем стоит различная мебель, которую жильцы к тому же любят периодически двигать. Представьте себе, что вы купили диван, принесли его домой, втащили в квартиру, а пол под ним вдруг прогнулся и обвалился, а сам предмет мебели весело полетел вниз, по пути пробивая потолки квартир, забирая с собой предметы интерьера соседей… Представили? Вот такая картина ожидала бы вас, если б не было балок перекрытия.

Издавна уж так повелось, что плоскости между верхними и нижними ярусами жилища должны поддерживаться прочным "скелетом". До ХХ века эту основу делали из дерева и металла, начиная с прошлого столетия – еще и из железобетона. Не поменялось только название. Подобные "ребра" назывались балками перекрытия в те времена, продолжают так именоваться и сейчас. Эти самые балки выступают основными опорными элементами, а потому их прочность должна быть достаточна не только для того, чтобы держать плоскости в виде пола или потолка, но еще и людей, мебель, а в многоэтажном доме – вес вышерасположенных этажей и конструкций здания.

2 Деревянные конструкции и их укладка

Балки из дерева можно подразделить на 4 основных вида:

из цельного бруса;
из клееных досок:
из клееного бруса (LVL);
из бревна.

В зависимости от прочности каждого из видов решается вопрос, какую балку перекрытия применять. Основная область, где используются такие элементы конструкции, дачное строительство. Так как их основное предназначение – укрепление здания, балки кладут не сразу, а после того, как возведены несущие части здания.

При возведении домов из дерева, для элементов перекрытия прорубаются специальные отверстия, а если это кирпичный дом, то отверстия под балки оставляются в ходе возведения стен.

Укладку "ребрышек" в подготовленные отверстия стоит производить чуть ли не с ювелирной точностью, потому что малейший перекос ведет к серьезному риску: со временем нагрузка может постепенно перераспределиться, что грозит либо перекосом стен, либо вообще обрушением всего дома. Именно поэтому при укладке активно применяются нивелир, отвес, уровень, а укладываться концы балки в отверстия должны не менее чем на 15 см.

3 Металлические балки и сферы применения

При изготовлении этого вида балок используются металлические сплавы усиленной плотности. В связи с тем, что вес изделий довольно-таки большой (да и стоимость побольше, чем у деревянных), широкого распространения при возведении загородных зданий подобный вид не приобрел.

Видов подобных балок перекрытия довольно много. Основные из них:

широкая;
колонная;
двутавровая;
сварная;
специальная.

В свою очередь, и эти виды имеют свои градации, но особо про них упоминать не будем, иначе придется использовать не только много места для описания, но еще уйму времени для прочтения. Используются балки перекрытия из металла в промышленном и гражданском строительстве. Вы прекрасно можете их рассмотреть во время проезда по металлическим мостам, или во время посещения заводских зданий. Наиболее популярны двутавровые изделия, сечение которых похоже на букву "Н". Естественно, здесь тоже действуют стандарты, в соответствии с которыми производятся расчеты.

4 Железобетонные ребра жесткости для дома

Согласно стандартам, имеется целых 16 видов балок из железобетона! Наиболее часто используются четыре: стропильная, с параллельными поясами; односкатная; двускатная; подстропильная. Особенность подобных "ребер" в том, что их можно изготавливать не только на производстве, но и самостоятельно. Однако тут есть тоже свои стандарты при расчетах:

армирование идет по схеме: диаметр прута 12–14 мм, укладка в 4 ряда – 2 сверху, 2 снизу;
заливка непрерывная, в один прием;
высота изготовленной балки не ниже 5 % от длины проема;
пропорция ширины – 7 единиц высоты к 5 единицам ширины.

Помимо преимуществ (оптимальное распределение нагрузки, надежность, неподверженность коррозии, долговечность), есть и существенные недостатки, ограничивающие применение подобных перекрытий. Это необходимость использования специальных приспособлений и большой вес.

5 Расчет нагрузки на балку – что должен знать калькулятор?

Если начинать расчет нагрузки для балок перекрытий, то прежде всего надо руководствоваться "золотым" правилом, которым пользуются строители еще с незапамятных времен: сечение несущей опоры должно быть не меньше 1 / 25 от ее длины. К примеру, длина балки перекрытия 4 метра, значит, ее толщина – 4/25 = 0,16 м, или 16 см. С этим разобрались.

Второй критический момент состоит в том, что, согласно всем правилам природы и Всемирного тяготения, короткая палка прочнее длинной. Отсюда вывод: в прямоугольном помещении (а, как правило, все квартиры у нас такие) опоры надо устанавливать между стен, которые длинней. Кстати, и сами балки должны иметь запас не менее 50 см, чтобы уверенно опираться на стены (по половине запаса на каждую стену) . Как уже говорилось выше, для это расстояние должно быть не менее 15 см (значит больше – лучше).

Теперь переходим к самому ответственному моменту – к формулам. Чаще всего расчеты с различной степенью подробности помогают сделать . Но мы разберем все необходимые формулы с теоретической стороны. На основании многолетнего опыта известно, что стороны балки должны относиться друг другу в пропорции 7:5. Предположим, что некто решил пренебречь опытом предков и допустил отклонение высоты или ширины балки. Что произойдет в этом случае? А получится либо ее прогиб, либо искривление. Нагрузка увеличится, и много лет люди в помещении могут слышать потрескивания и поскрипывания потолка, веря в то, что наверху проживает домовой.

Чтобы не произошло как крупных, так и мелких неприятностей, берется калькулятор и производится расчет нагрузки на балку. Ее прогиб – дело обычное, но пределы этой деформации должны находиться в допустимых рамках: 2 сантиметра на каждые 4 метра, то есть, в соотношении 1:200. Теперь давайте всю эту кашу разложим на составляющие, подставив данные в формулу. Пусть прогиб будет обозначен буквой F, длина пролета – L, а допустимое расстояние, в рамках которого прогиб может "злодействовать", определим в 200 см. Таким образом, величина деформации будет следующей: F = L/200.

Надо отметить, что такой расчет идеален для деревянных балок. С железобетонными конструкциями формула немного другая. Тут добавляется величина распределенной нагрузки, которую обычно обозначают буковкой Q, и значение ее составляет 400 кг / м 3 . И этот "ужас" приобретает следующий вид: F = (Q x L)/8. Помимо формулы, следует еще принять во внимание и количество арматуры в бетоне, ее массу и площадь поперечного сечения каждого стержня. Учет этого параметра высчитывается уже с помощью таблицы, где указаны все эти значения.

Для расчета нагрузки для металлических балок перекрытия есть своя особенность, и не все онлайн-калькуляторы готовы предупреждать об этом пользователей. Вначале необходимо знать момент сопротивления (W). Он должен быть больше, либо совпадать с отношением максимального изгибающего момента (F) к расчетному сопротивлению (R). Последний параметр обычно берется из соответствующего справочника. В целом формула выглядит так: W > F / R .

И, наконец, последнее вычисление, которое применяется к прямоугольным балкам. Точнее, это те же самые вычисления, но по другой формуле, так как эти элементы перекрытия в большинстве имеют подобную форму. Обозначим высоту балки Н, ширину буквой В, а момент сопротивления назовем W. Формула будет выглядеть следующим образом: W = B x H 2 .

При использовании калькуляторов на специализированных сайтах приготовьтесь к тому, что придется ввести много предварительных значений. Поэтому нужно немного владеть вопросами характеристик балок и планируемого помещения в строящемся доме. Если калькулятор требует одно-два значения и готов вывести цифру, не спешите радоваться и ищите другой алгоритм расчетов или обратитесь к специалистам.

Все перечисленные формулы хоть и не так просты для понимания, но все равно кажутся довольно незамысловатыми. Но так все выглядит в идеале. Но на деле вышеназванными вычислениями все не кончается. Надо еще узнать, какое количество утеплителя будет применяться, какую нагрузку испытают детали перекрытия чердака во время снежного покрова… Но это, как говорится, совсем другая история.