Расчет балок перекрытия: что следует знать

Создание бетонных конструкций за пределами заводов стало повсеместным явлением. Бетонируются фундаменты, несущие стены и перекрытия. Популярным в малоэтажном строительстве становится устройство железобетонных перекрытий по профнастилу. Конструкции, где профлист является несъемной опалубкой, имеют высокую несущую способность, прочность и другие достоинства.

Что такое усиление перекрытий и зачем оно нужно

Несущая способность и обеспечение прочности, надежности, устойчивости здания являются основными функциональными характеристиками перекрытий. Также горизонтальные конструкции могут обеспечивать сейсмостойкость, огнестойкость, звуко- и теплоизоляцию, иные функции. Перекрытия входят в систему основных элементов любого здания, может выступать как разделитель высоты на этажи. Перекрытие может одновременно являться полом и потолком между разными этажами, либо как конструкция на межэтажных объемах здания.

Усиление конструкций и перекрытий – это всегда строительные работы, как и усиление проемов. Они могут проводиться со следующими целями:

Уважаемые КЛИЕНТЫ!

 

Информация в статье содержит общую информацию, но каждый случай носит уникальный характер. По одному из наших телефонов можно получить бесплатную консультацию от наших инженеров — звоните по телефонам:

8 (499) 322-05-14 — Москва (наш адрес)

8 (812) 425-35-90 — Санкт-Петербург (наш адрес)

Все консультации бесплатны.

  • для увеличения исходных несущих нагрузок при реконструкциях, капитальных ремонтах, перепланировках, т.е. когда меняются параметры и характеристики объекта;
  • для удаления поврежденных частей и элементов перекрытия, их замены или восстановления;
  • в ходе плановых ремонтных работ для снижения показателей нормативного и фактического износа перекрытий.

Так как перекрытия являются основной несущей конструкцией здания, они обеспечивают распределение нагрузок вышестоящих этажей, связывают между собой стены, лестничные марши и клетки, иные элементы объекта. Поэтому состоянию перекрытий и мероприятиям по их усилению всегда уделяется особое внимание при проектировании, выполнении строительных работ, при текущей эксплуатации объекта.

Нормативные акты

Так как перекрытия всегда относятся к несущим конструкциям, их проектирование, ремонт и усиления должно соответствовать нормам Федерального закона № 384-ФЗ (Регламент о безопасности зданий). В зависимости от типа здания и вида строительных работ, при проектировании нужно учитывать нормы Градостроительного кодекса РФ и Жилищного кодекса РФ. Также для обеспечения безопасности при усилении перекрытий применяется множество стандартов и сводов правил, в том числе:

  • СП Стальные конструкции (скачать);
  • СП Бетонные и железобетонные конструкции (скачать);
  • СП Деревянные конструкции (скачать);
  • другие ГОСТ, СП и СНиП.
Что такое усиление перекрытий и зачем оно нужно

Также для проектирования под разные типы зданий будут применяться отдельные нормативные акты. Например, для разработки проектов на многоквартирные дома применяется СП Такие же своды правил есть для других видов объектов.

Простым языком

Даже незначительное воздействие на несущие конструкции может повлечь снижение прочности и устойчивости здания. Если же речь идет о комплексных работах при реконструкции, нагрузки на перекрытия могут существенно увеличиваться. Чтобы повысить несущие характеристики перекрытий или восстановить их исходное состояние, делаются расчеты допустимых нагрузок, проектируется усиление. На практике усиление может включать:

  • монтаж дополнительных блоков и накладок для крепления с балками, стенами;
  • усиления стальной сеткой или арматурой, распределяющей нагрузки;
  • наращивание толщины перекрытий, восстановление или повышение качества исходных материалов;
  • возведение дополнительных оснований, установка кронштейнов и иных поддерживающих конструкций.

Выбор варианта усиления зависит от характеристик и вида перекрытия, степени его изношенности, состава основных материалов. Эти моменты должен учесть проектировщик при подготовке расчетов и иной документации.

Читайте также:  Опалубка несъемного типа для заливки перекрытий

Комментарий специалиста. Все виды работ на несущих конструкциях, в том числе на перекрытиях зданиях, могут проводиться только на основании проекта. Более того, проект должен пройти обязательные согласования. Строже всего порядок согласований при реконструкции, так как нужно получать разрешение на строительство.

Для усиления перекрытий разрабатывается проектная и рабочая документация, чертежи и расчеты.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см. Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров. Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата. Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет перекрытия

Чертеж монолитного перекрытия по профнастилу.

К проекту обязательно составляются чертежи, а расчеты делаются в соответствии с рекомендациями СНиП, СТО 0047 -2005 (лучше с помощью профессионалов). Учитываются габариты постройки, величина шага установки поперечных балок, их длина, нагрузка на них и на колонны, характеристики несущего профлиста (ширина, длина, толщина изделий, высота профиля). Следует исходить из того, что каждый лист вдоль своей длины должен опираться на 3 балки. Исходя из планируемой нагрузки на перекрытие, рассчитываются сечение арматуры и высота плиты.

Ее толщина определяется из масштабного отношения 1:30, зависящего от расстояния между поперечными балками. Монолитная бетонная плита может иметь толщину от 70 до 250 мм. Вес, который будет иметь монолитное перекрытие, определит тип и количество металлических колонн, параметры их фундамента, тип балок, величину нагрузки на одну колонну. Глубина волн листового профиля влияет на расстояние между балками: чем она больше, тем чаще устанавливаются балки, так как увеличивается масса бетона в углублениях профиля при нецелесообразности увеличения толщины плиты.

Расчет перекрытия

Сокращение шага пролета позволяет исключить прогиб листов. Следует учесть вес дополнительной полезной нагрузки, которую примет межэтажное перекрытие — за норму принято 150 кг/м2, которую следует увеличить на 33%. Общая величина эксплуатационной нагрузки рассчитывается с погрешностью до 0,5 кг.

Из нее определяются размеры поперечного сечения и длина балок. Вертикальные стержневые анкеры позволяют объединить профилированные листы и железобетон, что передает им часть нагрузки. Для пролета шириной в 3 метра потребуется материал толщиной не менее 0,9 мм. На практике вычисления сведены в программное обеспечение, позволяющее формировать рабочую документацию.

Читайте также:  Как усилить половые лаги: способы и технология

Как нарастить стропила без потери прочности

В индивидуальной застройке наибольшей популярностью пользуется деревянная стропильная система – несущее основание подавляющего большинства крыш частного сектора выполнено из дерева.

Каждая кровля имеет индивидуальные размеры и конфигурацию, и зачастую приходится использовать опорные балки с нестандартными параметрами.

Внахлест

Это самый простой в исполнении способ, соединение выходит жестким, надежным. Один стропильный брус накладывается на другой так, чтобы перехлест был не менее100 см.

Как при этом обрезаны края стропил – значения не имеет.

Фиксируется соединение двумя методами:

  • с помощью гвоздей. Чтобы не расколоть стропила, гвозди вбивают с чередованием – в шахматном порядке;
  • с помощью шпилек. В заблаговременно подготовленные отверстия вставляются шпильки, закрепляемые шайбами и гайками. Такой вариант считается более надежным.

Составные и спаренные доски, усиление стропил

Если чердак планируется сделать холодным, целесообразнее использовать стропильную систему из досок.

Их преимущества – легкость в сравнении с брусьями и более низкая цена при не меньшей прочности.

Чтобы получить составное стропило, две одинаковые доски устанавливают на ребро, а между ними вкладывают третью.

Все деревянные элементы должны быть равными по ширине, длина третьей доски варьируется в зависимости от необходимого размера стропила.

Образовавшийся просвет заполняют обрезками, а закрепляют всю конструкцию гвоздями, вбивая их в шахматном порядке.

Как нарастить стропила без потери прочности

Более надежными являются спаренные стропила: доски соединяются сразу и встык, и внахлест.

Для наращивания ширины, усиления стропил используют дополнительные доски, добиваясь оптимального соотношения длины и ширины в соответствии с расчетной нагрузкой.

Устройство свеса

Кровельный свес защищает стены от дождя и снега и отводит воду с крыши. Его стандартный размер – 40 см.

Если стропильная нога не выступает за стену здания на необходимую длину, ее наращивают, прибивая доску – так называемую «кобылку».«Кобылка» может быть легче и уже основного бруса.

Крепежные детали и сборные стропила

Дополнительно каждое соединение укрепляется металлическими пластинами, скобами или уголками.

Отверстия для креплений делают, следуя такому правилу: диаметр сверла должен быть на 1 мм меньше, чем диаметр болта.

В последнее время заводским способом выпускают сборные стропила, подготовленные к монтажу. Транспортировка таких элементов очень удобна.

Уже на месте строительства с помощью игольчатых пластин из нескольких деталей получают стропильные ноги необходимых параметров.

Сборные элементы могут быть выполнены не только из дерева, но и из металла.

Все работы по возведению стропильной системы, формированию узлов и наращиванию стропил нужно выполнять тщательно, так как ремонт и замена стропил – сложный процесс, требующий серьезных трудозатрат и материальных вложений.

Если строго придерживаться технологии, всех правил и рекомендаций, то крыша получится надежной и прочной.

Определяем необходимую длину балок

Размеры, а в частности длина балок перекрытия напрямую зависят от параметров будущей постройки. Еще на этапе расчета нужно учитывать, что длина балки должна соответствовать ширине перекрываемого пролета. К тому же не стоит подбирать точно по размерам, ведь нужно еще балку в стены заделать. Поэтому учитывается еще дополнительная длина, чтобы конструкция была надежно закреплена.

Глубина заделки балок в стене будет зависеть от материалов, из которых возводились сами стены, и от пиломатериалов для перекрытия. Рассмотрим некоторый пример, чтобы было понятней. Если стена возведена из кирпича или бетона, то глубина заделывания балок составит около 100 мм с каждой стороны, при использовании досок в качестве перекрытия. Если применяется брус, то глубина равняется 150 миллиметрам с каждой стороны заделывания балок.

Определяем необходимую длину балок

Если пролет планируется перекрывать в деревянном сооружении, то монтаж необходимо проводить в специальные зарубки в стенах, заранее подготовленные. Минимальная глубина таких зарубок должна составлять 70милиметров.

Читайте также:  Возведение фундамента из плит перекрытия

Если балки монтируются с применением специальных крепежных элементов, то длина должна равняться ширине перекрываемого пролета. Для этого сначала замеряется расстояние между двумя противоположными стенами, на которые крепление балок будет производиться.

В зависимости от того какая задумана конструкция, определяется, будут ли балки выходить наружу через стену. Если да, то к ним выполняют крепление стропильных ног, формируя тем самым скат крыши. При такой конструкции балка может выступать на 300-500 мм. Брусом перекрывают балочный пролет шириной от 2,5 до 4 м. При этом максимально возможная величина перекрытия доской либо брусом составляет 6 м.

Определяем необходимую длину балок

Если требуется произвести перекрытие пролетов большей длины, то применяется клееный брус, который отличается своей высокой прочностью. Из этого материала изготавливаются прямоугольные либо деревянные двутавровые балки перекрытия.

Если используются обычные доски или брус, то необходимо установить дополнительные опоры бля балок. В качестве дополнительной опоры могут выступать стены самого помещения или колонны.

Определяем необходимую длину балок

Процесс крепления

Для скрепления стропил и балки между собой можно воспользоваться болтовыми соединениями, имеющими уплотнительную шайбу.

Такое крепление выполняется на выступающей части балки, с ее внутренней стороны. На этом месте предварительно подготавливается вырез в форме равнобедренного треугольника. При этом гипотенуза этого треугольника должна располагаться под углом, равным наклону стропил. Под тем же углом должна быть запилена и стропильная нога в ее нижней части.

Срезанную часть фермы устанавливают на балку и предварительно фиксируют с помощью гвоздей. Затем в перпендикулярной плоскости к стропильной ноге сверлится отверстие. Оно должно быть сквозным и иметь диаметр, равный диаметру болта. Болт должен вставляться снизу, а упорная шайба устанавливается под гайку.

Схема крепления мауэрлата к стене.

Изготовление сквозного отверстия при болтовом соединении ослабляет прочность кровли. Поэтому, чтобы этого избежать, можно воспользоваться другими вариантами монтажа стропил.

Очень популярный метод – это крепление одинарным зубом. При его применении надо подготовить дополнительные шипы, которые будут препятствовать боковому сдвигу стропильной системы под воздействием различных нагрузок. При таком способе монтажа в балке подготавливается гнездо, глубина которого не должна превышать 1/3 ее толщины.

В том случае, когда на крышу будут приходиться большие нагрузки, лучше использовать крепление двойным зубом. В этом случае глубина первого гнезда должно составлять 1/3, а второго – 1/2 толщины балки.

Подобные пазы должны быть укреплены с помощью металлических уголков и гвоздей. Для повышения качества соединения применяются хомуты и различные накладки из металла. Кроме того, стропильное соединение фиксируется стальной упругой проволокой, которая наматывается на анкерный болт, установленный в стене.

Во время выполнения кровельных работ нельзя экономить на материалах и пренебрегать правильностью их установки. Поскольку крыша здания не только является средством защиты, предотвращающим попадание осадков внутрь жилых помещений, но и обеспечивает устойчивость всего здания в целом. Она является скрепляющим элементом верхней его части.

Закладка монтажной пены

Этот экзотический способ можно применить, если протягивание по всей длине не дало желаемого результата.

В проблемных местах необходимо просверлить отверстия такого диаметра, чтобы пистолет для выброса монтажной пены сумел уйти слегка внутрь.

Закладка монтажной пены

Получившиеся отверстия заполняем пеной до того, как она начнет выходить наружу.

После этого необходимо дождаться полного ее высыхания. Возможно, веществу удастся скрепить между собой напольные доски и лаги, заполнив пространство между ними.