Шаг балок перекрытия


Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица

Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она  опирается на мауэрлат  и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.

Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.

При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется  использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.

Сбор нагрузок воздействующих на балки

Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от  процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.

Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие  в жилых зданиях равна 150кг/м2  х 1,3 = 195 кг/м2.

Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.

Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².

Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2.  В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.

В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций.  Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал,  из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.

виды, метод расчёта на прогиб

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Содержание статьи

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

  • цокольное или подвальное перекрытие;
  • межэтажное перекрытие;
  • чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП)

Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

  • прямоугольные;
  • квадратные;
  • круглые;
  • овальные;
  • двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

  1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
  2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

    Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

  3. Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м2.
  4. Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L2)/8

Где:

  • q — полная нагрузка на кв. м;
  • L2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h2/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Монтаж перекрытия

Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 1\2 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

Сращивание двух балок

Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

Достоинства и недостатки балок из дерева

Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

  • доступная цена;
  • простота доставки на строительную площадку;
  • возможность установки без применения спецтехники;
  • экологическая безопасность;
  • ремонтопригодность.

Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

разновидности конструкций и требования к ним, параметры для расчёта балок

Правильность подбора балок и точность проведенных замеров являются решающим этапом, от которого напрямую зависит надежность всей несущей конструкции. Балки перекрытия изготавливают после расчета их основных параметров – длины и сечения. Длина определяется шириной перекрываемого помещения, а сечение выбирается согласно шагу установки, нагрузке и длины пролета. На расчете этих параметров и выборе типа балок стоит остановиться более детально.

Деревянные балки перекрытия

Лаги перекрытия должны отвечать таким основным требованиям, как прочность, пожаробезопасность, жесткость. Расчеты этих элементов проводятся исходя из применяемого материала.

Виды деревянных балок перекрытий

Все деревянные перекрытия разделяются по назначению, виду материала изготовления и сечению. По назначению лаги бывают:

  • межэтажными;
  • чердачными;
  • подвальными;
  • цокольными.

Перекрытия из бруса между этажами должны характеризоваться высокой прочностью и надежностью. В полость между полом и потолком монтируются паро- и звукоизоляционные материалы. Потолок обшивается желаемой отделкой, а сверху настилается пол и напольное покрытие. Перекрытие чердака может быть задействовано в виде элемента крыши и являться частью стропильной системы. Также оно может быть смонтировано в виде независимого элемента. Чтобы исключить выход тепла через чердачное перекрытие, обязательно применяют тепло- и пароизоляционные материалы.

Для перекрытия подвалов и цоколей необходимо использовать элементы с высокой прочностью, способные выдерживать высокие нагрузки. Перекрытия такого типа также оснащаются паро- и теплоизоляторами, чтобы избежать попадания холодного воздуха из подвала.

Балочное перекрытие пролета может быть выполнено из цельного либо клееного бруса. Для первого варианта используется древесина твердых пород. Однако такие элементы имеют существенный недостаток, который сводится к ограниченной длине в 6 м. Клееные балки для длинных пролетов являются более предпочтительными, поскольку имеют более высокую прочность, привлекательную внешность и большую предельную длину до 20 м.

Сечение бруса для перекрытия бывает следующих типов:

  • квадратное;
  • прямоугольное;
  • двутавровое;
  • круглое.

Брус с квадратным сечением является самым невыгодным. Объясняется это тем, что квадрат меньше всего подходит под эпюру усилий в лаге. Оптимальным вариантом для рассматриваемых целей считаются лаги, имеющие прямоугольное сечение, при этом во время монтажа короткая сторона располагается по горизонтали, а длинная – по вертикали. Таким образом балка имеет более высокую прочность.

При двутавровом сечении лага имеет уширение в верхней и нижней части, а в середине она уменьшена до минимально возможных параметров. Лаги такого типа позволяют сократить расход дерева и использовать его более рационально. Однако подобные балки приобрести непросто, поскольку для них характерна высокая сложность изготовления. Поэтому и в строительстве они встречаются нечасто. Кругляк в основном используется для обустройства чердаков. Исходя из диаметра лаги такого типа могут иметь высокую устойчивость на прогиб.

Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции

Деревянный брус или привычная для всех доска могут иметь длину 4-6 м и уступают клееному брусу по перекрываемому расстоянию. Балки перекрытия из дерева своими руками часто применяются в строительстве, для чего задействуют доски, скрепленные между собой. В отличие от цельного бруса они могут иметь более высокие показатели прочности. Кроме этого, толщину таких балок можно изменять посредством сращивания досок.

Деревянные элементы скрепляют при помощи болтового соединения с прокладкой резиновых либо пластиковых шайб. Последние исключают воздействие на металлический крепеж влаги и предотвращают образование коррозии, а также не дают гайке вдавливаться в древесину во время затяжки.

Клееный брус

При необходимости повысить прочность и длину балок при организации перекрытия во время монтажа их скрепляют между собой. Балки перекрытия из клееного бруса, в отличие от традиционных, соединяются из нескольких брусьев клеевыми составами еще на стадии производства. Толщина такого элемента определяется количеством слоев склеиваемого посредством пресса материала. Изготовление балок таким способом придает дополнительную прочность.

При склеивании брус сохраняет все исходные качества древесины, т.е отлично удерживает гвоздь, поддается резке и пилению. Однако клееный материал имеет высокую стоимость, по сравнению с традиционными балками. Поэтому, прежде чем приобретать его для перекрытия, нужно взвесить все “за” и “против” и убедиться, что без него не обойтись. Такой вид балок часто применяется для монтажа арочных перекрытий, где они себя оправдывают.

Поскольку клееные перекрытия смотрятся достаточно привлекательно, их часто даже не зашивают потолком, в результате чего они являются своеобразным элементом декора. Клееный брус наделен такими основными преимуществами:

  • простой монтаж;
  • возможность перекрывать большие пролеты;
  • небольшой вес;
  • стойкость к деформациям.

Древесина для изготовления балок

Различные строения и дома небольших размеров возводятся с применением несущих балок из хвойных деревьев. Если же такую древесину достать проблематично, то можно применить, например, дуб, акацию и др. Основное требование, предъявляемое к древесина, – это невысокая влажность (12-14%). При больших показателях этого параметра лаги могут прогибаться под воздействием нагрузки.

Если для перекрытия чердачного типа используется древесина местных деревьев, со временем ее прочность будет только повышаться. Объясняется это тем, что с годами она хорошо высохнет и по рабочим характеристикам не будет уступать перекрытию из металла.

Плюсы и минусы перекрытия из дерева

Прежде чем приступить к обустройству лаг и определиться с тем, какой брус использовать для перекрытия, нужно ознакомиться с положительными и отрицательными сторонами рассматриваемого материала. Преимущества перекрытий из дерева таковы:

  • привлекательность по сравнению с другими материалами;
  • малый вес, что позволяет снизить нагрузки на стены и основание дома;
  • возможность выполнения монтажа без привлечения дополнительной техники.

Однако стоит учесть и минусы:

  • легкая воспламеняемость дерева и необходимость обработки специальными средствами;
  • меньшая прочность по сравнению с конструкциями из железобетона и металла;
  • усыхание и деформация при температурных изменениях и влажности;
  • неустойчивость к гниению и грибкам при высоком показателе влажности, что требует применения антисептиков.

Расчеты

Расчет деревянных балок перекрытия требуется при возведении различных строений, где нужно перекрыть какую-либо площадь, например чердак либо несколько этажей. Только при правильных расчетах можно быть уверенным в надежности и долговечности конструкции.

Требования к деревянным балкам перекрытий

Деревянные балки должны отвечать ряду требований:

  • быть стойкими к воздействию огня;
  • иметь хорошую прочность и жесткость;
  • не иметь больших дефектов и повреждений в структуре древесины;
  • сечение должно соответствовать параметрам перекрытия.

К тому же есть требования, которые предъявляются непосредственно к материалу балок. Для рассматриваемых целей предпочтительнее использовать древесину хвойных пород. В ней содержится большое количество смолы, что улучшает стойкость к воздействию различных микроорганизмов. Важным моментом является регион выращивания и время заготовки древесины.

Для балок лучшей считается та древесина, которая росла в северных регионах и была заготовлена в конце зимы. Связано это с тем, что в этот период дерево «спит», сокодвижение практически отсутствует и в древесине сосредоточена меньшая влажность по сравнению с другими периодами.

Основные исходные положения для расчета размеров

Поскольку на элементы рассматриваемой конструкции возлагаются несущие функции, то, чтобы выяснить количество и размер бруса для перекрытия, следует придерживаться следующей последовательности действий:

  • замеряют пролет, который предполагается перекрывать;
  • определяются со способом, которым лаги будут фиксироваться к стене;
  • рассчитывают нагрузку, прилагаемую к несущему элементу во время эксплуатации;
  • подбирают межбалочное расстояние и сечение согласно табличным данным.

Расчет нагрузки на перекрытие

В течение всего периода эксплуатации лаги должны иметь способность выдерживать не только собственный вес, но и вес пола, расположенную на нем мебель, людей и пр. Поскольку нагрузка на балку определяется типом перекрытия, все расчеты должны быть проведены заранее еще на этапе планирования.

Сперва необходимо учесть вес самих балок. Если взять, например, чердак, для утепления которого будет задействована минеральная вата, то конструкция должна выдерживать нагрузки минимум 50 кг на 1 м² (Рсобств). Для точного расчета нагрузки следует обратиться к нормативным документам.

Если перекрытие чердака выполнено из дерева с применением пенопласта либо минваты для утепления, то, основываясь на СНиП 2.01.07-85, эксплуатационную нагрузку (Рэкспл) следует рассчитывать таким образом: 70*1,3=90 кг/м², где 70 – нагрузка согласно нормативам, а 1,3 – коэффициент запаса. Общая расчетная нагрузка подсчитывается по следующей формуле: Робщ=Рсобств+Рэкспл=50+90=130 кг/ м².

Определение сечения и шага деревянных балок

Расчет шага укладки бруса на перекрытие можно провести посредством изменения длины балок. Поскольку сечение и длина взаимосвязаны между собой, они и рассчитываются одинаково. Во многих случаях высота лаги зависит от толщины используемого теплоизолятора. Высота может составлять 100-300 мм, а ширина 40-200 мм. Применяя круглое бревно как элемент перекрытия, его диаметр выбирают от 110 до 300 мм.

Что касается шага установки балки, размеры минимального параметра должны составлять 300 мм, максимального – 120 см. В процессе расчета не стоит забывать о ширине теплоизолятора и подшивки. При необходимости совершают подгонку для более простого монтажа. Если возводится каркасное сооружение, то шаг установки балок берут таким же, как промежуток между стойками каркаса дома.

Балки монтируют согласно расчетам, от правильности значений которых напрямую зависит продолжительность эксплуатации и надежность готовой конструкции. Все расчетные работы должны проводиться специалистами с соблюдением соответствующих норм.

Длина деревянных балок

Длина балок перекрытия определяется характеристиками будущего строения. При проведении вычислений следует принимать во внимание, что длина лаг должна выбираться согласно ширине пролета, который предполагается перекрывать. Поскольку балки входят в стену на определенную длину, для их надежного закрепления к расчетной длине нужно прибавить дополнительную с учетом стеновых материалов:

  1. В кирпичную стену лаги заводят на 150 мм.
  2. В домах из дерева их углубляют на 70 мм.

Длина бруса может быть такой же, как сам пролет, при условии использования специального крепежа. В этом случае на металлические элементы возлагается весь вес несущей системы и общей нагрузки. Оптимально нужно предусмотреть запас по 200-250 мм для опирания с двух сторон. Исходя из предполагаемой конструкции перекрытия определяют, будут ли лаги выступать через стены наружу. Если это так, то к ним крепят стропила, образуя таким образом скат крыши. При монтаже такой конструкции лаги должны выходить за стену на 300-500 мм.

Если требуется смонтировать балки для пролета до 6 м, задействуют брус либо обрезную доску. Для больших помещений используют брус клееного типа или возводят дополнительные (промежуточные) опорные элементы. Если нужно перекрыть пролет, превышающий 6 м, то можно задействовать деревянные формы.

Шаг стальных балок перекрытия

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

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.

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 Ry 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:

Wтреб 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:

Jтреб минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и Wтреб.

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.

Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов. Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката. Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации. Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.

Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам

На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:

  • перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
  • монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
  • составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.

В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.

К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования

Применяемые материалы и оборудование

В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:

  • двутавр номер 16 или 20;
  • швеллер высотой до 20 см;
  • уголок, сваренный в силовой каркас.

Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:

  • бетонная смесь для формирования цельной основы;
  • стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
  • строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.

Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.

Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:

  • деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
  • полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
  • подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.

Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным

Следует также подготовить оборудование:

  • бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
  • сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.

Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.

Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

  • повышенной надежностью;
  • высоким запасом прочности;
  • длительным ресурсом эксплуатации;
  • увеличенной несущей способностью.

Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.

Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

  • трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
  • необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.

К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

Расчет перекрытия по металлическим балкам

Необходимо ответственно подходить к выполнению расчетов, приняв решение сделать пол или потолок на основе стальных профилей.

При этом необходимо учитывать комплекс факторов:

  • общий вес;
  • нагрузочную способность;
  • площадь формируемой поверхности;
  • расстояние между балками;
  • ширину пролета.

Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.

Несущая способность составляет:

  • 0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
  • 0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.

С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:

  • прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
  • при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.

Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива. Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы. Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.

Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:

  1. Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
  2. Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
  3. Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
  4. Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
  5. Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
  6. Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
  7. Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.

При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже. Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции. Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен

Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам

Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.

После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:

  1. Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
  2. Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
  3. Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
  4. Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
  5. Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.

Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.

Подводим итоги

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам обеспечивает повышенный запас прочности. Важно правильно выполнить расчет перекрытия по металлическим балкам и придерживаться технологических рекомендаций. Квалифицированный совет профессионалов поможет при выполнении работ.

Эти примеры помогут сделать расчет металлической балки без напряга

Металлические балки двутавровые

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.

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 Wy и минимальные моменты инерции Jy.

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 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 ,

а линейная нагрузка

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:

My = (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 :

Wy = 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.

Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Материал древесины
Пролёт см
Размеры балки x мм
Шаг балок см

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L 2 )/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Площадь поперечного сечения, см 2 , при числе стержней

Оценка статьи:

Сохранить себе в: Шаг стальных балок перекрытия Ссылка на основную публикацию wpDiscuzAdblock
detector

Как рассчитать размеры деревянных балок перекрытия - СамСтрой

Если в частном доме на внутренней конструкции планируется устройство перекрытия, состоящее из деревянных балок, важной составляющей подготовительного этапа станет расчет точных размеров, лучшего сечения реек и шаг, который следует отступать между ними.

Рассчитывать размеры и количество реек необходимо, прежде всего, для экономии средств, а также, чтобы избежать недостачи стройматериала.

В Интернете сегодня предлагается масса интернет–калькуляторов, которые позволяют сделать расчет максимально простым и быстрым. Первично исчисление предполагает определение разновидности используемых балок:

  • балки бывают цельными;
  • склеенными из досок;
  • склеенными из шпона;
  • частью срезанного бревна.

Какие замеры потребуются

Деревянные балки перекрытия, вернее точное их количество, определяется исходя из таких данных, которые замеряются строительной рулеткой:

  • размеры пролета, на который будут фиксироваться рейки;
  • варианты фиксации к настенным конструкциям, а именно глубина, предполагаемая для крепежей;
  • оценка нагрузки, действующая непосредственно при эксплуатации;
  • шаг и сечение определяются чаще по специальным таблицам.

Деревянные балки перекрытия и их длина

Длина реек перекрытия зависит от размеров пролета, на котором разворачиваются строительные работы, плюс желательно учесть небольшой запас, требующийся для того, чтобы поместить деревянные балки в стену. Длину можно измерить самому, а вот размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены сделаны из кирпича или была применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина их варьируется в пределах 100-150 мм. Деревянные сооружения следует оснастить зарубками глубиной в 70 мм. Предполагаемое применение металлических крепежей, всевозможных хомутов, уголков определяет размеры реек, равных пролету. Есть желание соорудить свес крыши, деревянные балки перекрытия выводятся за пределы дома на 30-50 см.

Самые оптимальные размеры пролета, перекрывающего балки, колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину рейки более чем на 6 м, в противном случае лучше закупить клееный брус или в качестве опор использовать промежуточные стены, колонны.

Схема расчета нагрузки на перекрытии

Нагрузка, которая действует в отношении перекрытия деревянных реек, состоит из нескольких видов нагрузки:

  1. Собственная масса деталей перекрытия.
  2. Постоянная или, наоборот, временная нагрузка, к примеру, если на верхнем этаже установлена мебель, бытовые приборы. оборудование.

Рассчитать точное значение нагрузки достаточно сложно, этим занимаются специалисты, имеющие опыт в проектировании. Но обывателю тоже под силу произвести упрощенное вычисление.

Чердачное перекрытие, которое не удерживает вещи, хлам, а только учитывает массу легкого утеплителя по типу минеральной ваты или пенопласта и собственный вес, принимается в величине 50 кг/кв. м. Исходя из этого, нагрузка по эксплуатации перекрытия вычисляется:

70 × 1,3 = 90 кг/кв. м, 70 – единственно принятое неизменное значение нагрузки для чердака, а 1,3 – показатель запаса.

Рассчитаем общую нагрузку:

(50 + 90) × 1,3 + 50 = 232 кг/кв. м, округляем до 240 кг/кв. м.

Для чердачного перекрытия, где обустроена мансарда, следует добавить вес напольной конструкции, перегородок и мебели. Тогда нагрузка повышается до значения в 300-350 кв. м. Прибавляем вес нескольких жителей и посетителей здания и получаем нагрузку 350-400 кг/кв. м.

Пошаговое руководство по расчету размеров деревянных реек

Когда установлена возможная нагрузка на деревянные балки перекрытия, самое время приступить к вычислению сечения деталей и расстояния между ними при фиксации. Для примера возьмем нагрузку в 300 кв. м и пролет в 6 м. Тогда сечение балки предполагает использование формулы:

Размеры сечения = (20 × 22Н) / (В = 25). Эта формула создана ведущими инженерами и проектировщиками. Итак, получаем: (20 × 22) / 25 = 17,6 см – идеальные размеры деревянных балок перекрытия.

Что касается высоты, стоит изучить пропорциональность показателя толщине материала, который выбран в качестве надежного утеплителя. Между рейками в идеале следует закладывать не менее 30 см, но и не более 1,2 м. Ориентируйтесь на размеры блоков утепляющего полотна, фиксирующегося в межбрусочном пространстве, или на панели подшивки потолочной плоскости.

Шаг фиксации бруса должен соответствовать шагу стоек каркасной основы, как утверждают профессионалы, этот простой прием позволит добиться лучшей жесткости установки, надежности и прочности конструкции.

Если вы все еще не уверены в собственных силах, просчитывая размеры деталей, необходимых для обустройства перекрытия, изучите справочную информацию технических учебников, которая для удобства представлена в табличном варианте.

Как монтировать междуэтажные и потолочные перекрытия

Речь снова пойдет о деревянных лагах. Чтобы перекрытие не пришлось переделывать позже, воспользуйтесь доступной инструкцией:

  1. На стенах зафиксируйте заготовленные рейки, заранее обернутые в рубероид. Так вы избавите дерево от возможного гниения вследствие попадания влаги.
  2. Зафиксируйте балки по краю, отступив от стены как минимум 5 см, шаг между соседними перекладинами не может превышать подсчитанные ранее размеры.
  3. Лаги укладываются по всей толщине настенных конструкций, поэтому имеют максимальную опору и хорошую устойчивость.
  4. Заполните пустоты кирпичом или строительными плитами.
  5. Следующий слой состоит из чернового покрытия из обрезного бруса величиной 150 × 25 мм.
  6. В чем отличие потолочного перекрытия от междуэтажного? Все идентично, единственный нюанс – толщина реек чуть меньше, а расстояние между ними, наоборот, чуть больше.

 

Устройство балок межэтажных перекрытий. Шаг расположения балок. Основные конструктивные элементы.

При строительстве дома, многие предпочитают вместо железобетонных межэтажных перекрытий, устраивать перекрытия по деревянным балкам или лагам.

Это вполне оправдано. Ведь деревянные перекрытия по лагам гораздо легче железобетонных, а при малой несущей способности грунта появляется возможность строить менее массивные фундаменты.

Немаловажным является и стоимость деревянного межэтажного перекрытия. Она в несколько раз дешевле железобетонного. Цена дерева значительно ниже, при этом нет необходимости в использовании подъёмных кранов, а балки перекрытия можно уложить самостоятельно.

Многие задаются вопросом «Как произвести расчет балок перекрытия? », «Какое сечение должно быть у балки? », «Через какое расстояние их устанавливать? »

В данной статье, мы попытаемся ответить на данные вопросы, а так же расскажем о том, как устроено деревянное перекрытие по балкам , как правильно они должны быть закреплены в стене и приведем таблицу, по которой вы с лёгкостью произведете расчет балок перекрытия.

Начнем с основного несущего элемента – балок перекрытия. Как правило, балка представляет из себя деревянный брус, высотой от 100 мм до 300 мм и толщиной 75-200 мм. Укладывается она с шагом от 60 до 100 см. Сечение бруса подбирается в каждом отдельном случае индивидуально и зависит от длины пролета и возможных нагрузок. Чуть ниже будет представлена таблица, для расчета деревянных балок перекрытия.

Кроме бруса, для деревянных балок перекрытия можно использовать сколоченные между собой доски, поставленные на ребро. Самым экономичным вариантом, будет использование в качестве балок бревен, обтесанных с трех сторон.

Расчет балок перекрытия

Для того, чтобы сделать расчет межэтажного или чердачного перекрытия, нужно определить нагрузки, которые воздействуют на балки. Определить их бывает достаточно проблематично, поэтому берут усредненные данные. Общая нагрузка будет состоять из веса самого перекрытия и временных нагрузок т.е. нагрузок от людей, мебели, различной техники и т.д.

В среднем, общую суммарную нагрузку по деревянным перекрытиям принимают равным 400 кг/м 2 .

Ниже, приведена таблица, по которой можно определить необходимое сечение балок перекрытия в зависимости от длины пролета и шага установки.

Например, при длине пролета 5,5 м и шаге установки 0,6 м, необходим брус толщиной 150 мм и высотой 200 мм. При этом нужно учитывать, что длина бруса будет больше т.к. он должен заходить в стену на 15 см. Таким образом длина будет 5,5м + 0,15м + 0,15м = 5,8 м

Крепление балок перекрытия к стене

В статье «Межэтажные перекрытия» мы рассказывали о том, каким образом железобетонные и деревянные перекрытия должны монтироваться в стену из газобетонных блоков.

В данной части рассмотрим, узел опирания деревянного бруса на кирпичные стены.

Как мы уже писали выше, длина опирания бруса на стены должна составлять минимум 15 см.

Прежде чем положить балку, ее необходимо подрезать с торца под углом 60 0 , обработать весь брус антисептиком и обернуть концы в два слоя рубероид для предотвращения загнивания.

После чего, на стену стелиться рубероид, на который укладывается доска-подкладка. Она служит для распределения точечных нагрузок от балок на всю поверхность стены.

На подкладку кладут балку перекрытия, приколачивают к ней анкер из стальной полосы, который в последствии заделывается в кирпичную кладку.

При установке деревянных балок нужно оставить температурный зазор не менее 3 см для компенсации линейного расширения древесины.


Если балки опираются на внутреннюю несущую стену, то конструкция аналогична предыдущей, с той лишь разницей, что балки перекрытия соединяются друг с другом при помощи металлической ленты. Более наглядно всю схему можно увидеть на рисунке.

Укладывать деревянные балки начинают с самых крайних. Сначала их выравнивают по уровню, а за тем по ним кладут остальные. Для выравнивания остальных балок по высоте, под их концы подкладывают обрезки досок.

Устройство пола по деревянным балкам

После укладки балок, можно приступить к настилу перекрытия. Существуют различные конструкции межэтажных перекрытий. Все они строятся по одному принципу.

Приведем только общее устройство для чердачного и перекрытия первого этажа. Перекрытия между первым и вторым этажами утеплять нет необходимости, потому что температура на этих этажах примерно одинакова.


Чердачное перекрытие делается по следующей схеме: на балки перекрытия снизу подшиваются пароизоляция, после которой набиваются доски, вагонка, плиты ОСБ или другое покрытие. Далее укладывается утеплитель нужной толщины.

В окончании статьи, предлагаем вам посмотреть видео из которого вы узнаете как простым способом сделать звукоизоляцию межэтажного перекрытия по деревянным балкам.

  • Виды перекрытий из дерева
  • Выбор балок перекрытия
  • Характеристика потолочного перекрытия из балок
  • Некоторые рекомендации

При строительстве любого малоэтажного дома чаще всего используются перекрытия деревянного характера.

Это балки, закрытые с обеих сторон листовым либо погонажным материалом. Установка балок перекрытия – важный и ответственный этап стройки.

Перекрытия в виде деревянных балок уместны и при каркасном виде строительства, и при возведении домов из бруса либо оцилиндрованного бревна. Применяются в строительстве и балки, изготовленные из других материалов.


Например, железобетонные или металлические. Предназначение железобетонных балок – пролеты (от 3 до 7,5 м), сопровождающиеся использованием спецтехники (кран), так как их вес достаточно высок, где-то от 175 до 400 кг. Их применение целесообразно для перекрытия больших пролетов. К недостаткам можно отнести обязательное использование специальной техники.

Балки из металла применяются без ограничения ширины пролета. По своему характеру они долговечны, отличаются надежностью, но все же в строительстве их установка встречается не часто. К недостаткам такого вида балок можно отнести быструю коррозию при воздействии влаги, недостаточную звукоизоля

Дипломная работа по системе балок перекрытия с большим пролетом для краевых опорных конструкций

ГЛАВА I

ВВЕДЕНИЕ

Общее:

Основная задача инженера-строителя - проектирование конструкций. Единственной наиболее важной характеристикой любого элемента конструкции является его фактическая прочность, которая должна быть достаточно большой, чтобы противостоять (с некоторым запасом) всем прогнозируемым нагрузкам, которые могут воздействовать на него в течение срока службы конструкции без повреждений или других повреждений.Следовательно, логично пропорционально распределить элементы, то есть выбрать конкретные размеры и арматуру, чтобы прочность элементов была адекватной для противодействия силам, возникающим в результате определенных гипотетических стадий перегрузки, значительно превышающих нагрузки, которые фактически могут возникнуть в процессе эксплуатации.

Предпосылки исследования:

Бетон можно использовать по-разному, и часто возможно множество различных конфигураций. Однако рыночные цены, требования к проекту и условия участка влияют на относительную экономичность каждого варианта.При оценке стоимости конструкции многоэтажного здания становится очевидным, что основная часть затрат часто приходится на строительство плит перекрытия. Следовательно, общая экономия конструкции может зависеть от необходимости повышения эффективности и экономичности системы перекрытий. Для здания выбор конструкции пола часто определяется необходимостью использования длинных пролетов, чтобы обеспечить пространство пола, не прерываемое ядрами и колоннами. Традиционная конструкция бетонного пола для офисных / жилых зданий была связана либо с перекрытиями из балок и плит, либо с плоскими плитами. Пролеты 18 ~ 22 футов.Иногда полы с более длинным пролетом имеют ребристую или вафельную конструкцию. В последнее время изменения требований конечных пользователей и спецификаций застройщика привели к увеличению площади пола с открытой планировкой и увеличению высоты пола в системах бетонных перекрытий с двусторонними балками. Это увеличило пролеты с 18 ~ 27 футов до 45 футов и более. Изменение длины пролета плиты напрямую связано с длиной балки и влияет на размер балок, а также колонн и опор. Чтобы проверить конкурентоспособность бетонных длиннопролетных перекрытий на основе анализа затрат, это исследование было проведено как частичное выполнение требования для получения степени бакалавр наук (Б.Sc) в области гражданского строительства.

Цели и исследование:

  • Проанализировать и спроектировать два четырехэтажных жилых дома с одинаковой площадью цоколя, но разной длиной пролета панелей.
  • Для анализа, проектирования и оценки плит, балок перекрытий, колонн, профильных балок и фундаментов обеих систем перекрытий.
  • Для сравнения обеих систем плит на основе требуемых объемов бетона и стали.
  • Для сравнения обеих систем перекрытий на основе общей калькуляции.

Организация диссертационных работ:

Диссертация расположена в следующем порядке, включая список использованных для исследования литературы и приложений.

Глава I: Сюда входит введение, цели и объем исследования.

Глава II: Включает обзор литературы.

Глава III: Включает проектные коды и спецификации

Глава IV: Включает методологию исследования.

Раздел V: Обеспечивает структурный проект четырехэтажного здания Типа I (система короткопролетных перекрытий) на

долларов США

Глава VI: Обеспечивает структурный проект четырехэтажного здания Типа II (длиннее система перекрытий) на

долларов США

Глава VII: Предоставляет смету и анализ затрат для обеих конструкций

Глава VIII: Обеспечивает сравнительный анализ обеих структур и обсуждения

Глава IX : Включает выводы и предложения для дальнейшего изучения.

Ссылки

Приложения

Объем / ограничения исследования:

  1. Сравнительное исследование структур было проведено на основе концепции малоэтажного строительного проектирования. Выбранные конструкции представляли собой четырехэтажный (двухэтажный) жилой дом.
  2. Все плиты были проанализированы с помощью «процедуры коэффициента момента ACI ».
  3. Землетрясения и ветровые нагрузки при проектировании не учитывались.
  4. Все плиты считались поддерживаемыми краями.
  5. Для анализа затрат оценивалась только каркасная конструкция (плиты, балки, колонны, опоры и т. Д.) Плюс лестничная клетка.
  6. Анализ затрат проводился в соответствии с графиком PWD .

ГЛАВА II

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Общие:

Проектирование элементов и конструкций из железобетона - это проблема, отличная от анализа, но тесно связанная с ней.Строго говоря, точно проанализировать конкретную конструкцию практически невозможно, и спроектировать именно не менее сложно. К счастью, мы можем сделать несколько фундаментальных предположений, которые делают проектирование из железобетона довольно простым, если не легким. Проблема, присущая проектированию железобетонных конструкций, заключается в необходимости детализировать каждый элемент. Металлоконструкции, как правило, требуют только детального проектирования соединений. Для бетонных конструкций мы должны определить не только площадь продольной и поперечной арматуры, требуемую в каждом элементе, но также способ наилучшего расположения и соединения арматуры для обеспечения приемлемых характеристик конструкции.Эту процедуру можно сделать достаточно простой, если не простой. Если мы поймем основные концепции, лежащие в основе положений кода для дизайна, мы сможем:

• подходить к дизайну более осознанно, а не следовать черному ящику;

• лучше и быстрее понимать и адаптировать изменения в положениях кода.

Бетонные конструкции: компоненты и типы проекта:

Как правило, бетонная конструкция состоит из набора каркасов, состоящих из нескольких вертикальных и горизонтальных элементов.Именно поэтому она известна как «каркасная структура». Существует два типа каркасных конструкций:

a) Малоэтажные конструкции: Общая высота составляет 40 ~ 60 футов над уровнем земли. При проектировании таких конструкций не учитываются землетрясения и ветровые нагрузки. Как правило, жилые дома представляют собой малоэтажные строения.

b) Высотные конструкции: Общая высота более 60 футов над уровнем земли. При проектировании таких конструкций учитываются землетрясения и ветровые нагрузки.

Вся конструкция рамы разделена на три части:

1) Надстройка: Это часть, которая находится над уровнем земли и состоит из следующих конструктивных элементов:

a) Балки - все горизонтальные железобетонный элемент.

б) Плиты - плоские и плоские железобетонные поверхности, опирающиеся на балки. Два типа: 1. Крыша - верхние плиты 2. Полы - все плиты кроме верхнего.

c) Колонны - все вертикальные железобетонные элементы, на которые опираются балки.

2) Каркас : Часть конструкции, которая находится ниже уровня земли. Под землей построен цокольный этаж, автостоянка и др. Подконструкция также состоит из балок, плит и колонн.

3) Фундамент: Это часть, на которую опирается вся конструкция. Фундамент сооружения может быть фундаментным или свайным.

Бетонные конструкции: основа проекта:

Проектирование бетонной конструкции основано на следующих критериях проектирования:

1) Нормы и спецификации:

Конструкции должны быть спроектированы и построены в соответствии с положениями код, который является юридическим документом, содержащим требования, касающиеся таких вещей, как безопасность конструкций, пожарная безопасность, водопровод, вентиляция и доступность для людей с ограниченными возможностями.Американский институт бетона ( ACI ) опубликовал ACI Строительный кодекс , требования для железобетона, который обычно называют «Кодексом ACI» . Это широко используется как юридический свод правил, в соответствии с которыми проектируются жилые дома. Если проектировщик конструкций правильно следует этому набору правил, а здание, которое проектировал проектировщик, имеет структурные проблемы или отказы, тогда нельзя винить проектировщика.

2) Нагрузки

Нагрузки, действующие на конструкции, можно разделить на три основные категории:

Собственные нагрузки

Такие нагрузки постоянны по величине и фиксируются в определенном месте на протяжении всего срока службы конструкции.Это рабочая нагрузка с фиксированным положением силы тяжести. Это включает в себя вес самой конструкции, а также всего неподвижного, что постоянно прикреплено к конструкции. Таким образом, статическая нагрузка включает в себя гравитационную нагрузку от полов, балок, потолков, крыш, труб (водопровода), вентиляционных каналов и окон. В него не входит мебель, потому что она подвижна. Статические нагрузки можно точно оценить, сложив веса различных частей конструкции.

Динамические нагрузки

Они полностью или частично находятся на своем месте или отсутствуют вообще, также могут меняться в своем местоположении.Это также гравитационная нагрузка, но она отличается от статической нагрузки, поскольку различается по величине и местоположению. Примеры включают людей, мебель, автомобили и складские товары. Временные нагрузки невозможно точно оценить, поскольку нагрузка переменная и неизвестная. Например, до того, как здание будет построено и в него въехали арендаторы, проектировщик не знает, сколько человек и сколько или какой мебели будет на любом этаже здания.

Экологические нагрузки:

Природные нагрузки, такие как ветер, землетрясения и снеговые нагрузки, известны как экологические нагрузки.Они могут меняться как по величине, так и по местоположению.

Все постоянные и временные нагрузки считаются равномерно распределенными нагрузками, действующими на конструкции.

Общие равномерно распределенные нагрузки = Общие постоянные нагрузки + Общие временные нагрузки

3) Материалы

Бетонные конструкции изготавливаются из материалов двух различных типов: бетон и арматурная сталь

Бетон представляет собой композитный материал, состоящий из мелкозернистого портландцемента. заполнитель (песок), крупный заполнитель (гравий / камень) и вода. Качество бетона измеряется его прочностью на сжатие, f ’ c .

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие. Однако он хрупкий и при растяжении треснет. Для увеличения прочности на растяжение в бетон еще влажный добавляют стальную арматуру. Бетон затвердевает вокруг арматурных стержней, а сталь и бетон действуют как одно целое. Чтобы усилить связь между бетоном и сталью, арматурные стержни имеют небольшие деформации, которые сцепляются с бетоном.

Самый распространенный тип арматурной стали - это круглые стержни, часто называемые «арматурными стержнями», доступные в диаметрах от 3/8 до 1 3/8 дюйма ( №№ 3–11 ) для обычных применений. например, в балках и в двух тяжелых стержнях размером около 1 3/4 и 2 1/4 дюйма, ( № 14 и 18, ), например в колоннах.

Качество арматурной стали выражается ее пределом текучести, f y . Арматурные стержни с пределом текучести 40 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, почти стандартным 20 лет назад, в значительной степени были заменены на предел текучести 60 тыс. Фунтов / кв. Дюйм, поскольку они более экономичны и их использование имеет тенденцию уменьшать застой стали в формах.

4) Безопасность

Конструкция должна быть защищена от обрушения; Прочность конструкции должна быть достаточной для всех нагрузок, которые могут на нее воздействовать. Если бы мы могли строить здания в соответствии с проектом и если бы нагрузки и их внутренние эффекты можно было точно спрогнозировать, нам не нужно было бы беспокоиться о безопасности. Но есть неточности в:

1. Фактические нагрузки;

2. Силы / нагрузки могут распределяться иначе, чем мы предполагали;

3. Допущения в анализе могут быть неточными;

4.Фактическое поведение может отличаться от предполагаемого;

Наконец, мы хотели бы, чтобы конструкция была защищена от хрупкого разрушения (предпочтительнее постепенное разрушение с достаточным предупреждением, позволяющим принять меры по исправлению, чем внезапное или хрупкое разрушение).

5) Методы проектирования

Долгое время преобладали две философии дизайна. Метод рабочего напряжения, ориентированный на условия при эксплуатационной нагрузке (то есть при использовании конструкции), был основным методом, использовавшимся с начала 1900-х до начала 1960-х годов.Сегодня, за некоторыми исключениями, используется метод расчета прочности , в котором основное внимание уделяется условиям при нагрузках, превышающих рабочие нагрузки, когда отказ может быть имманентным. Метод расчета прочности считается концептуально более реалистичным для обеспечения безопасности конструкции.

Обзор структурных элементов здания:

Плита:

Плита имеет горизонтальную поверхность и обычно поддерживается колоннами, балками или стенами. Плиты можно разделить на два основных типа: односторонние и двухсторонние.Односторонняя плита - это самый простой и распространенный тип плиты. Односторонние плиты опираются на две противоположные стороны, и изгиб происходит только в одном направлении. Двусторонние плиты поддерживаются с четырех сторон, а изгиб происходит в двух направлениях. Однако плиты, поддерживаемые четырьмя сторонами, могут рассматриваться как односторонние, если отношение длины к ширине двух перпендикулярных сторон превышает 2 . Хотя такие плиты передают свою нагрузку в четырех направлениях, почти вся нагрузка передается в коротком направлении.

Двусторонние плиты переносят нагрузку в двух направлениях, и изгибающий момент в каждом направлении меньше изгибающего момента односторонних плит. Также двусторонние плиты имеют меньший прогиб, чем односторонние. По сравнению с односторонними плитами расчет двухсторонних плит более сложен. Методы двухстороннего проектирования перекрытий включают метод прямого проектирования ( DDM ), метод эквивалентного каркаса ( EFM ), метод конечных элементов и теорию линии доходности. Однако код ACI определяет два упрощенных метода: DDM и EFM .

Типы плит

• Односторонняя плита

1. Односторонняя балка и плита / Односторонняя плоская плита:

Эти плиты поддерживаются с двух противоположных сторон и имеют изгибающий момент и прогибы сопротивляются в коротком направлении. Плита, поддерживаемая с четырех сторон с отношением длины к ширине более двух, должна быть спроектирована как односторонняя плита.

2. Односторонняя балочная система перекрытия:

Этот тип плиты, также называемый ребристой плитой , , поддерживается железобетонными ребрами или балками.Ребра обычно имеют коническую форму и равномерно разнесены и опираются на балки, которые опираются на колонны.

• Двусторонняя плита

1. Двусторонняя кромка Поддерживаемая плита:

Если плита поддерживается балками со всех четырех сторон (как показано на рисунке 2.1), нагрузки передаются на все четыре балки, принимая арматуру в обоих направлениях.

n Преимущества:

  • Повышенное сопротивление гравитации и поперечной нагрузке
  • Повышенное сопротивление скручиванию
  • Уменьшение смещения кромок плиты
  • Экономично для более длинных пролетов и высоких нагрузок

n Недостатки:

  • Наличие балок может потребоваться большая высота этажа.
  • Требуется регулярная компоновка колонн.
  • Решетка опалубочных балок препятствует быстрой переработке опалубки.
  • Гибкость расположения перегородок и горизонтального распределения услуг может быть нарушена.

n Типичные области применения:

  • Экономичен для более сильно нагруженных пролетов от 25 до 35 футов
  • Обычно используется для торговых площадок, складов, магазинов и т. Д.

2. Двусторонняя плоская плита плиты:

Плоская плита плиты (как показано на рисунке 2.2) обычно не имеет балок или балок и поддерживается непосредственно на колоннах. Все нагрузки передаются на опорную колонну, при этом сдвигу при продавливании сопротивляется сама плита.

n Преимущества:

  • Простая и быстрая опалубка и строительство
  • Отсутствие балок позволяет снизить высоту этажа
  • Гибкость расположения перегородок и горизонтального распределения услуг
  • Архитектурная отделка может быть нанесена непосредственно на нижнюю сторону плиты

n Недостатки:

  • более высокая стоимость и больший прогиб
  • Отверстия могут оказаться трудными, особенно большие отверстия около колонн
  • Возможно, потребуется устранить положение сдвига вокруг колонн с помощью более крупных колонн, головок колонн, откидных панелей или запатентованных систем

n Типичные области применения:

  • Плоские плиты популярны для офисных зданий, больниц, гостиниц, жилых домов и т. Д.
  • Для LL = 50 фунтов на квадратный дюйм, пролетов 25–30 футов
  • Для LL = 100 фунтов на квадратный дюйм, пролетов 20–30 футов

3. Двусторонняя плоская плита:

Плоская плита с откидными панелями, сдвиг капители и / или капители столбцов (как показано на рисунке 2.3).

Преимущества:

  • Уменьшение смещения плиты
  • Повышенное сопротивление плиты сдвигу
  • Относительно плоские потолки (снижение затрат на отделку)
  • Малая высота этажа из-за неглубокого пола
.

Столы для перекрытия балок | Калькулятор

Часть 3 Проектирования жилых домов

На этой странице мы объясним, как читать и проектировать таблицы пролета балок перекрытия. Вы найдете калькулятор пролета балки внизу этой страницы. На этом сайте также есть информация о том, как научиться читать таблицы балок и калькулятор балок.

Если вы только начинаете, вы можете перейти на страницу балок, поскольку мы расширим представленный там пример дизайна дома.Или даже вернитесь на страницу проектирования жилых домов, которая объясняет основную структуру дома.

Или просмотрите карту нашего учебного сайта «Создай свой собственный дом».

Использование таблиц пролета балок перекрытия

Продолжая часть 2: Таблицы пролетов деревянных балок для проектирования жилых домов, мы как раз собирались сделать наш дом более широким. Как только мы выйдем за пределы допустимых пролетов для балок перекрытия (как показано в таблицах пролетов балок перекрытия), нам понадобится какая-то опора под этими балками пола.

Эта опора может иметь форму несущей стены. Стена может быть либо конструкционным бетоном надлежащего размера, либо стеной из бетонных блоков, либо стеной с деревянным каркасом. Мы обсудим эти возможности позже. А пока мы рассмотрим возможность поддержки балок перекрытия балкой перекрытия.

Самый широкий пролет в таблице пролетов перекрытий в Части 2 этого учебного модуля показал, что перекрытия перекрытий могут занимать 17 футов 2 дюйма, если они имеют размер 2 X 12 с интервалом 12 дюймов. (в центре). Давайте расширим наш дом за пределы этих 17 футов 2 дюйма шириной до 24 футов.Таким образом, размеры дома теперь будут 24 'X 13'.

Можно было бы по-прежнему обрамлять пол таким же образом, как указано выше, но просто перемещать балки пола в противоположном направлении (ищем пиломатериалы размером 13 футов), но для нашего примера мы собираемся сохранить балки пола. работает в том же направлении. Теперь на высоте 24 фута мы вышли за пределы возможностей нашей таблицы в предыдущем примере. Поэтому нам придется разместить деревянные балки перекрытия (или аналогично балки потолка) по всей ширине дома, чтобы поддержать балки пола.На рисунке ниже показано, как это будет выглядеть.

Балки перекрытия по-прежнему имеют длину 12 футов, но теперь вы можете видеть балку перекрытия, проходящую горизонтально через середину дома (поддерживаемую нижней бетонной фундаментной стеной). На картинке ниже показано, как будет выглядеть каркас этого пола в трехмерной перспективе.

Теперь вопрос в том, насколько большой должна быть центральная балка перекрытия? Опять же, нет необходимости выполнять сложные расчеты деревянных балок, а просто найдите ответ в таблице пролета балок.Существует множество таблиц пролета балок для всех видов пиломатериалов, а также для количества этажей, которые в конечном итоге поддерживаются этой балкой. В таблице ниже показана выдержка из таблицы максимальных пролетов для сборных балок перекрытия из пихты Дугласа для поддержки не более одного этажа. Для всех пород древесины существует несколько таблиц пролета балок.

Образец таблицы пролетов перекрытия

Эта таблица является всего лишь образцом и может не подходить для вашего региона.

В этой выдержке из таблицы пролета показаны два возможных размера сборных балок перекрытия (2 X 10 и 2 X 12).В полной таблице указаны другие размеры пиломатериалов. Он также показывает максимум, на который балка может пролететь различное количество таких деревянных частей, собранных вместе (это обозначается трехслойной, четырехслойной и пятислойной). Трехслойный слой 2 X 10 будет означать, что три слоя 2 X 10 соединены бок о бок с их широкими секциями, идущими параллельно друг другу.

Поддерживаемая длина, показанная вдоль крайней левой стороны стола, - это общая длина балок перекрытия, которые должны поддерживаться по обе стороны от балки перекрытия, деленная на два.В случае нашего примера дома ширина дома составляет 24 фута, поэтому для дома потребуется 24 фута ширины балок. Разделив на два, мы получим 12 футов поддерживаемой длины. Итак, мы прочитаем по строке таблицы для 12 футов поддерживаемой длины.

Поскольку длина дома 13 футов, мы ищем запись в таблице для застроенной балки перекрытия, которая может перекрывать 13 футов. Мы также, вероятно, захотим построить балку наименьшего размера, которая будет соответствовать этому требованию, поскольку она будет наименее дорогой. Посмотрите в таблице вдоль ряда для 12 футов поддерживаемой длины.Вы увидите, что 4-слойный, 2 X 12 может охватывать максимум 13 футов, поддерживая 12-футовые балки с обеих сторон.

Где искать столы

Лучшее место, чтобы забрать пролетные столы, - это ваш местный склад пиломатериалов, так как там есть все столы, которые используются в вашем регионе.

Переход от расчета балок к опорам балок

Итак, теперь у нас есть балки перекрытия подходящего размера и балки перекрытий подходящего размера для нашего дома размером 24 на 13 футов. Наша балка перекрытия может перекрывать максимум 13 футов.В приведенной выше таблице самый широкий пролет балки перекрытия для 12 футов поддерживаемых балок пола составляет 14 футов 7 дюймов (при использовании 5-слойной 2 X 12). Что, если нам нужно пролететь больше, чем это?

Допустим, размер нашего дома составляет 24 на 26 футов. Теперь нам нужно будет поддержать центральную балку перекрытия стойками. Обычно в подвалах эти столбы будут из конструкционной стали, бетона или сборных деревянных столбов, сделанных из кусков пиломатериалов стандартных размеров (2 дюйма), прибитых вместе друг к другу.

Конструкционная сталь обычно используется в подвалах, так как они регулируются по высоте, чтобы приспособиться к любому движению почвы или оседанию здания после установки.

Наш каркас пола дома размером 24 'X 26', балки перекрытия и стойки теперь будут выглядеть так, как показано на рисунке ниже. На изображении ниже не показано, что балка перекрытия также поддерживается на концах внешними конструктивными стенами подвала.

Если используются сборные деревянные столбы, ширина столба должна соответствовать ширине балки, которую она поддерживает. В нашем примере выше мы используем 4-слойный пиломатериал размером 2 X 12. 2 "X 12" - это размер чернового пиломатериала перед его пропусканием через строгальный станок на лесопилке.После того, как он пройдет через строгальный станок, он будет 1-1 / 2 "X 11-1 / 4" (так что да, 2 X 12 не имеет размеров 2 "X 12"). Это означает, что наши 4-слойные 2 X 12 будут иметь ширину 4 X 1-1 / 2 дюйма или 6 дюймов. Следовательно, стойка для поддержки этой застроенной балки перекрытия должна быть размером 6 на 6 дюймов. Для создания таких столбов мастера обычно прибивают вместе несколько кусков пиломатериалов. Деревянная колонна прибивается к балке перекрытия сверху и устанавливается на бетонную подушку у ее основания.

Обычно деревянные колонны располагаются через каждые 8–10 футов в зависимости от прочности балки перекрытия над ней и нагрузки на эту балку.В вашем местном строительном кодексе может быть указан размер, необходимый для таких столбов. Или вам может понадобиться заказать такие стойки у инженера-строителя. Инспектор строительства отметит на ваших строительных чертежах все столбы, балки или балки, на которых необходимо поставить печать инженера. В общем, если вы остаетесь в рамках таблиц пролета балок и таблиц пролета перекрытий, вам не нужно будет проводить расчеты балок инженером-строителем.

Фотографии балок перекрытий, балок перекрытий и столбов см. В разделе «Каркас дома» нашего блога о домостроении.

Для получения дополнительной информации о сборных деревянных балках перекрытий или деревянных потолочных балках (также называемых балками) см. Раздел «Балки» в документе «Деревообработка онлайн».

Следующий раздел учебного пособия - Каркас крыши

Теперь пора перейти к:

Часть 4: Стропильный каркас крыши в учебном пособии по проектированию жилых домов.

Калькулятор пролета балки

Чтобы использовать приведенный ниже калькулятор пролета балки, сначала выберите количество этажей, на которые будет опираться балка перекрытия, из раскрывающегося списка.

Затем с помощью кнопок выберите поддерживаемую длину балки. (Вспомните из нашего обсуждения выше, что поддерживаемая длина балки - это длина балок перекрытия, которые она будет поддерживать с обеих сторон балки, деленная на два. Например, для дома шириной 24 фута с центральной балкой перекрытия общая поддерживаемая длина балки пола составляет 24 фута. Затем вы делите это на два, чтобы получить поддерживаемую длину в 12 футов. Это число, которое вы будете использовать для поддерживаемой длины.)

Значения, отображаемые в итоговой таблице, показывают девять возможных максимальных пролетов балки для выбранной поддерживаемой длины. Эти девять пролетов балки предназначены для сборных балок, состоящих из пиломатериалов размеров 2X8, 2X10 или 2X12, скрепленных вместе в виде трех-, четырех- или пятислойных балок. Например, для трехслойной балки 2X8 нужно использовать три балки 2X8, прибитых вместе рядом. Чтобы получить помощь в понимании результатов на калькуляторе, прочтите раздел выше о том, как читать таблицы пролета балок.

1. Выберите количество этажей, поддерживаемых балкой

2.Используйте кнопки ниже, чтобы выбрать поддерживаемую длину балок перекрытия в футах (или в метрах в скобках) для балки

.

Если вы используете очень маленький экран или смартфон, поверните устройство в альбомную ориентацию, чтобы использовать калькулятор ниже.

Пихта или лиственница Дуглас (сорта № 1 и № 2)
Максимальный пролет балки в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
пихта и пихта (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
Ель, сосна или ель (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
Северные виды (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный

Если вы используете очень маленький экран или смартфон, поверните устройство в альбомную ориентацию, чтобы использовать калькулятор, указанный ниже.


Пихта или лиственница Дуглас (сорта № 1 и № 2)
Максимальный пролет балки в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
пихта и пихта (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
Ель, сосна или ель (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный
Северные виды (No.1 и № 2)
Максимальный пролет луча в футах-дюймах (метрах)
Размер балки в дюймах x дюймах (миллиметрах x миллиметрах)
2 х 8 (38 х 184) 2 х 10 (38 х 235) 2 х 12 (38 х 286)
3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный 3-слойный 4-слойный 5-слойный

Данные взяты из Таблицы строительства деревянных каркасных домов CMHC
Примечания:
1.Эта таблица предназначена только для жилищного строительства и предназначена только для целей первоначальной оценки. Вы должны проконсультироваться с местными таблицами пролета балок, чтобы убедиться, что размер балки соответствует вашему району.
2. Возможные поддерживаемые длины указаны с шагом в два фута (600 мм). Для получения более точных значений длины обратитесь к таблицам пролета.

Никакая часть этого веб-сайта не может быть воспроизведена или скопирована без письменного разрешения. Нелегальные копии в Интернете будут обнаружены Copyscape.

.

Палубная балка и таблица пролетов коллекторов | Decks.com

Пролет балки зависит от нескольких переменных. Породы пиломатериалов, размер пиломатериалов и груз, который они перевозят. Меньшее количество стоек на палубах верхнего уровня обычно более желательно для пассажиров, и это заставляет использовать более крупные материалы для каркаса для более длинных пролетов. Максимальные значения пролета балки основаны на максимальной ожидаемой временной нагрузке. Строительные нормы для жилых настилов требуют всего 40 фунтов на квадратный фут.

Чем длиннее балка, тем большую площадь настила поддерживает балка и, следовательно, балка.Для сосны южной, обработанной консервантом № 2 степени существует метод, который можно использовать для оценки пролетов балок для предварительного проектирования. При опоре балок шириной 12 футов без выступа за балку, двухслойная балка может перекрывать в футах значение, равное ее глубине в дюймах. Двойная балка 2x12 может охватывать 12 футов; a (2) 2x10 может охватывать 10 футов и так далее.

Таблица пролетов балок настила из пиломатериалов

Цифры серого цвета указывают расстояние между опорными стойками.Цифры синим цветом обозначают пролеты балок (от балки к балке или от дома к балке)

Пролет балки
Виды Размер балки 6 ' 8 ' 10 ' 12 ' 14 ' 16 ' 18 '
Сосна южная 2-2x6 6'-8 " 5'-8 " 5'-1 " 4'-7 " 4'-3 " 4'-0 " 3'-9 "
2-2x8 8'-6 " 7'-4 " 6'-6 " 5'-11 " 5'-6 " 5'-1 " 4'-9 "
2-2x10 10'-1 " 8'-9 " 7'-9 " 7'-1 " 6'-6 " 6'-1 " 5'-9 "
2-2x12 11'-11 " 10'-4 " 9'-2 " 8'-4 " 7'-9 " 7'-3 " 6'-9 "
3-2x6 7'-11 " 7'-2 " 6'-5 " 5'-10 " 5'-5 " 5'-0 " 4'-9 "
3-2X8 10'-7 " 9'-3 " 8'-3 " 7'-6 " 6'-11 " 6'-5 " 6'-1 "
3-2X10 12'-9 " 11'-0 " 9'-9 " 8'-9 " 8'-3 " 7'-8 " 7'-3 "
3-2X12 15'-0 " 13'-0 " 11'-7 " 10'-6 " 9'-9 " 9'-1 " 8'-7 "

Дугласская пихта-лиственница,

Подол-Пихта,

Ель-Сосна-Пихта,

Редвуд,

Кедр,

Сосна Пондероза,

Сосна красная

3X6 ИЛИ 2-2X6 5'-2 " 4'-5 " 3'-11 " 3'-7 " 3'-3 " 2'-10 " 2'-6 "
3X8 ИЛИ 2-2X8 6'-7 " 5'-8 " 5'-1 " 4'-7 " 4'-3 " 3'-10 " 3'-5 "
3X10 ИЛИ 2-2X10 8'-1 " 7'-0 " 6'-3 " 5'-8 " 5'-3 " 4'-10 " 4'-5 "
3X12 ИЛИ 2-2X12 9'-5 " 8'-2 " 7'-3 " 6'-7 " 6'-1 " 5'-8 " 5'-4 "
4X6 6'-2 " 5'-3 " 4'-8 " 4-3 " 3'-11 " 3'-8 " 3'-5 "
4X8 8'-2 " 7'-0 " 6'-3 " 5'-8 " 5'-3 " 4'-11 " 4'-7 "
4X10 9'-8 " 8'-4 " 7'-5 " 6'-9 " 6'-3 " 5'-10 " 5'-5 "
4X12 11'-2 " 9'-8 " 8'-7 " 7'-10 " 7'-3 " 6'-9 " 6'-4 "
3-2X6 7'-1 " 6'-5 " 5'-9 " 5'-3 " 4'-10 " 4'-6 " 4'-3 "
3-2X8 9'-5 " 8'-3 " 7'-4 " 6'-8 " 6'-2 " 5'-9 " 5'-5 "
3-2X10 11'-9 " 10'-2 " 9'-1 " 8'-3 " 7'-7 " 7'-1 " 6'-8 "
3-2X12 13'-8 " 11'-10 " 10'-6 " 9'-7 " 8'-10 " 8'-3 " 7'-10 "

Предполагается временная нагрузка 40 фунтов на квадратный фут, статическая нагрузка 10 фунтов на фут, предел прогиба простой пролетной балки L / 360, длина консоли L / 180 предел прогиба, No.2 Степень напряжения и влажные условия эксплуатации.

.

Размеры и расстояние между балками настила | Decks.com

Отдых на террасе в прекрасный летний день - идеальный способ развлечь гостей на свежем воздухе или просто расслабиться и расслабиться. И хотя важно, чтобы колода была эстетически приятной для вас, самая важная часть вашей колоды - убедиться, что она структурно здорова. Это включает в себя понимание разницы между балкой и балкой, а также то, для какой цели они служат для вашей террасы, а также ее функциональность и безопасность.

Что такое балка?

Балки - это повторяющиеся структурные элементы, которые используются для создания каркаса настила.Минимальный размер балки, используемой при строительстве настила, зависит от количества устанавливаемых опор и балок.

Что такое балка?

Балка - это основной несущий элемент, обеспечивающий прочность конструкции крыши вашей палубы. Он не только поддерживает вес балок, но и других строительных элементов.

Расстояние между балками

Когда дело доходит до построения настила, вокруг балок крутится много вопросов. Какое правильное размещение? Как далеко друг от друга расположены балки пола? Как мне их сохранить?

В целом, балки, расположенные на расстоянии 16 дюймов по центру, могут перекрывать 1.5 раз в футах, их глубина в дюймах. 2x8 до 12 футов; 2x10 - 15 футов и 2x12 - 18 футов. Чем больше настил, тем больше балки.

В типичной конструкции настила, с ригелем с одной стороны балки и балкой с другой, размер балок определяется размером настила и основывается на общих максимальных пролетах, упомянутых выше. Для получения наилучших результатов обратитесь к нашей таблице пролета балок из дерева и композитных материалов.

Расстояние между балками (o.c.) 12 " 16 " 24 "
Виды Размер Допустимый пролет
Сосна южная 2x6 9'-11 " 9'-0 " 7'-7 "
2x8 13'-1 " 11'-10 " 9'-8 "
2x10 16'-2 " 14'-0 " 11'-5 "
2x12 18'-0 " 16'-6 " 13'-6 "

Дугласская пихта-лиственница,

Подол-Пихта,

Ель-Сосна-Пихта

2x6 9'-8 " 8'-4 " 6'-10 "
2x8 12'-8 " 11'-1 " 9'-1 "
2x10 15'-8 " 13'-7 " 11'-1 "
2x12 18'-0 " 15'-9 " 12'-10 "

Редвуд,

Western Cedars,

Сосна Подероза, Сосна красная

2x6 8'-10 " 8'-0 " 6'-10 "
2x8 11'-8 " 10'-7 " 8'-8 "
2x10 14'-11 " 13'-0 " 10'-7 "
2x12 17'-5 " 15'-1 " 12'-4 "

При установке обычной стойки ограждения, прикрепленной болтами к боковой части рамы, рама большего размера обеспечит большую прочность поручней.Для настилов верхнего уровня рекомендуется использовать минимальный размер 2x10 для надежных соединений защитных столбов. Балки 2x6 следует использовать только на настилах на уровне земли, которые не требуют и не предусматривают никаких ограждений. Как и в случае с ограждениями, если лестница должна быть подвешена сбоку от настила верхнего уровня, рекомендуется как минимум 2x10, поскольку это превышает глубину первой ступеньки.

Подвески балок используются для прикрепления концов балок к поверхности балки или ригельной доски. Если вы определили корону на доске, вы всегда должны устанавливать ее вверх.Корона в конечном итоге осядет после завершения строительства и должна затвердеть в нужном положении после высыхания.

Термин компоновки балок - «По центру», что означает расстояние от центра до центра от одной балки до другой. В большинстве настилов межосевое расстояние между балками составляет 16 дюймов. Большинство настилов недостаточно прочны, чтобы выдерживать пролеты длиной более 16 дюймов. Некоторые строители уменьшают расстояние между балками до 12 дюймов по центру, чтобы усилить каркас настила или увеличить максимально допустимые пролеты балок.

Расстояние между балками для композитного настила

Перед сборкой композитного настила всегда читайте инструкции по установке от производителя, обращая особое внимание на необходимое расстояние между балками для композитного настила.Для большинства композитных материалов настилов, таких как композитный настил Trex, требуется минимальное расстояние между балками для композитного настила: 16 дюймов по центру для прямого настила и 12 дюймов по центру балок для настила по диагонали под углом 45 градусов.

Кроме того, для многих композитных материалов настилов требуется расстояние между продольными балками средней лестницы 12 дюймов или даже 10 дюймов для поддержки композитных ступеней лестницы. Если вы устанавливаете композитный настил поверх существующей рамы, вам может потребоваться установка новых промежуточных балок или стрингеров лестницы, чтобы удовлетворить требованиям установки.

Поскольку большинство изделий из композитных материалов не так негибки, как их аналоги из дерева, они также не скрывают недостатки рамы. Иногда это может привести к неровной поверхности. Вот почему натяжение тетивы через расстояние между балками для композитных досок настила может помочь обнаружить места, которые могут быть выше других. Эти места можно устранить с помощью ручного рубанка, чтобы получить более красивую и гладкую поверхность для деки вашей мечты.

Разметка первой позиции балки под углом.

Использование куска дерева в качестве ориентира для определения положения первой балки в случае скошенного угла.

Отметьте балки острием или строительным карандашом.

Маркировка местоположения балок на расстоянии 16 дюймов по центру жатки с помощью маркера.

Носок прибивает балку к балке обода.

Установка балки на балку. Убедитесь, что верхняя часть балки находится на одном уровне с заголовком. Забивание пальцев ног не сработает при ветре со скоростью 75 миль в час.Используйте зажимы для ураганов в районах с сильным ветром.

Используйте долото, чтобы надрезать балки, чтобы создать ровную раму.

Вырубка балки над балкой. Эта балка была на 1/4 дюйма выше, чем все другие. Вы можете вырезать часть балки или добавить прокладки к узкой балке, чтобы выровнять верхнюю часть рамы настила.

Всегда заполняйте все отверстия для гвоздей для палубной фурнитуры.

Используя гвоздодер или молоток, установите подвесы балки с 1-1 / 2-дюймовыми гвоздями teco на гроссбух.

Осмотрите доску и обрежьте более грубый край.

Измерение длины балки, обработанной давлением 2x10, для подготовки к распилу. Используйте угольник, чтобы выровнять балки.

Установка 2х10 балок, обработанных давлением, с шагом 16 дюймов по центру. Убедитесь, что балки установлены верхней стороной вверх.

Вы можете использовать пневматический гвоздезабиватель для ладоней.

Установка стяжки Simpson Strong Tie h3.5Z Hurricane Tie для каждого соединения балки с балкой.

.

Расстояние между балками пола в небольшом доме | Таблица пролетов перекрытия

Размах пола

В предыдущих статьях нашего блога , мы обсуждали, как правильно сделать пол для вашего крошечного дома. Мы уже знаем, что хороший пол должен быть с изоляцией (см. Главу о полах здесь). Мы также знаем, что пол обеспечивает устойчивое основание для остальной конструкции здания, поэтому он должен быть прочным, твердым и хорошо выровненным. В этой статье мы поговорим о промежутке между балками перекрытия. Small House Расстояние между балками и является темой этой статьи.

Балки 2 ″ x 6 дюймов / 50 x 150 мм, готовые для конструкции Бетти; Флорида

Что вам наверняка понадобится:

Стойка и балки

Первой важной частью этажной конструкции здания является фундамент. Второй шаг - установить балки на нижние колонтитулы, на которые вы кладете балки для пола, на котором будет строиться пол. Поскольку пол будет нести весь вес, включая вас и все, что вы положите на пол, очень важно, чтобы все было хорошо измерено, потому что большая часть веса будет приходиться на основание пола и балки.Вот почему вы должны быть осторожны с пролетом балок .

Разброс

Как вы можете видеть на картинке выше, также важно убедиться, что вы поставили достаточно балок и они находятся на достаточном расстоянии друг от друга. В противном случае вес будет распределяться неравномерно, что может привести к повреждению пола или, что еще хуже, к нестабильности . Настоящая разница между обычными продуктами и последними - это мельчайшие детали.Все работает как цепочка, и если вы пропустите один фрагмент, вся цепочка будет неполной. Может быть несколько вещей, которые вам не нужно делать, но пол, безусловно, один из тех, на которые вам нужно обратить более пристальное внимание .

Пролет балки

Таблица пролетов балок пола кабины

Вот схема идеального распределения веса по полу с идеальным пролетом балок пола . Вам не нужно быть точным в миллиметрах, но важно соблюдать наши планы этажей.Мы постарались измерить все это для вас, так что вам это не нужно, и с нашими планами вам будут предоставлены точные измерения. Помните, что неточные измерения могут привести к нестабильности всего здания. Всегда помните: безопасность прежде всего !

Чего вы ждете?

Теперь, когда вы знаете эту важную информацию, пора перейти к другим шагам. Вы можете посетить другие наши статьи, чтобы узнать больше о том, как, например, собрать крышу, или вы можете купить наше пошаговое руководство «Как построить крошечный дом».Он интерактивен и содержит всю информацию, необходимую для постройки собственного дома. Преуспевать! Начни строить сегодня! С нашей книгой это никогда не было проще!

.

Схемы каркаса - SteelConstruction.info

Большинство стальных каркасов, используемых в строительстве в Великобритании, можно сгруппировать следующим образом:

  • Стяжные рамы или «простая» конструкция, в которой балки и колонны рассчитаны на то, чтобы выдерживать только вертикальные нагрузки. Разъемы выполнены с номинальным контактом.
  • Жесткие или сплошные рамы, в которых каркасная конструкция спроектирована таким образом, что соединения между элементами выдерживают моменты.
  • Арочные конструкции, в которых силы передаются на землю в основном за счет сжатия внутри конструкции.
  • Натяжные конструкции, в которых силы передаются на землю за счет растяжения (или цепного действия) и за счет сжатия в столбах или мачтах, как в палатке.


Стяжные рамы с номинально штифтовыми соединениями и вертикальными распорками предлагают очень конкурентоспособное по стоимости структурное решение и являются наиболее часто используемой структурной системой в зданиях. Конструкции с жестким каркасом предпочтительны, если нет возможности использовать вертикальные связи, например, в полностью застекленных фасадах или в крупнопролетных конструкциях.В скрепленных рамах колонны рассчитаны на сопротивление главным образом усилиям сжатия. Колонны, используемые в жестких или непрерывных каркасах, также спроектированы так, чтобы противостоять изгибу.

Арочные и натяжные конструкции зависят от свойств стали при сжатии и растяжении и соответствуют четко определенным принципам конструкции. Структуры напряжения обычно ассоциируются с выразительными внешними структурами. Натяжные элементы в виде тросов или стержней обычно крепятся к земле.

[вверх] Компоненты из конструкционной стали

Основные статьи: Изделия из стальных конструкций, Модульная конструкция, Композитная конструкция

 

Формы профилей стальных открытых горячекатаных

Архитекторам и дизайнерам доступен широкий выбор стальных компонентов, в том числе:


Соединения на месте обычно выполняются болтовым соединением, в то время как сварка может быть предпочтительнее для заводских соединений.

Производится широкий ассортимент стандартных горячекатаных стальных профилей, из которых проектировщики могут выбрать профиль, размер и вес, соответствующие конкретному применению. Это профили балки (UB), профили колонн с широкими полками (UC), параллельные полочные швеллеры (PFC), конструкционные полые профили (SHS) и угловые профили.

 

Формы конструктивных полых профилей (СВС)

 

Компоненты стандартного открытого стального профиля

Современные открытые стальные профили имеют параллельные фланцы.Серийный размер изменяется с шагом примерно 50 мм по глубине для более мелких участков и около 75 мм для более глубоких участков. Внутренние размеры между фланцами определяются используемыми прокатными станами, поэтому внешние размеры могут изменяться в зависимости от веса секции. Стандартизация горячекатаных стальных профилей привела к принятию стандартных соединений, которые стали привычными в отрасли.

На рисунке поясняются термины, используемые в отношении открытых горячекатаных профилей.Подробные размеры и характеристики сечения горячекатаного профиля, поставляемого British Steel и Tata Steel, доступны здесь.

[вверх] Стальная балка

 

Балки рассчитаны на сопротивление изгибающим моментам и поперечным силам. Формы горячекатаных профилей разработаны для достижения оптимальных свойств изгиба при использовании стали. При проектировании схемы равномерно нагруженных стальных балок обычно используются секции с отношением пролета к глубине от 18 до 20, т.е.е. при пролете 8 м стальная балка будет иметь глубину примерно 450 мм. В таблице приведены типичные отношения пролета к глубине для различных типов балок, используемых в различных системах перекрытий. Первичные балки простираются между колоннами, а второстепенные балки проходят между первичными балками и напрямую поддерживают плиту перекрытия.

Типичное соотношение пролета / глубины
Форма строительства Отношение пролета / глубины для различных балок
Второстепенные балки Основные балки
Балка стальная 18-20 13-15
Балка композитная 22-25 16-18
Сотовая балка + 20–27 15-18
Балка перекрытия неглубокая 26–28 -
Стальная ферма + 15-18 12-15

Примечание:
+ Позволяет пропускать услуги по глубине балки

[вверх] Композитные балки

 

Кромка композитная с композитным настилом

Стальные балки могут быть спроектированы так, чтобы действовать совместно с бетонной плитой с помощью соединителей, работающих на сдвиг, обычно в виде сварных стальных шпилек, которые привариваются с постоянным шагом к верхней полке стальной балки.Показана составная краевая балка с настилом из оцинкованной стали, ориентированная параллельно балке.

Комбинированное действие значительно увеличивает прочность и жесткость стальной балки и, следовательно, может привести к более длинным пролетам для того же размера секции или, в качестве альтернативы, более легкие и мелкие секции могут использоваться для той же нагрузки и конфигурации пролета. Для эффективного проектирования композитных балок отношение пролета к глубине балки находится в диапазоне от 22 до 25, поэтому композитная балка на 25–30% меньше стальной балки и на 30–40% легче по весу стали. .

Композитный настил выдерживает нагрузки во время строительства без временной подпорки до пролета примерно до 4 м, в зависимости от профиля настила. Пролеты могут достигать примерно 5 м, если плита подпирать во время строительства. Альтернативной формой составной балки является использование сборных железобетонных плит с бетонным покрытием.

[вверх] Конструкционные системы в многоэтажных домах

Основные статьи: Многоэтажные офисные здания, Системы перекрытий, Длиннопролетные балки, Фермы, Стяжные рамы, Сплошные рамы, Композитная конструкция

 

Ростверк 7.Основные балки пролетом 5 м и второстепенные балки пролетом 9 м в композитной конструкции

Расположение балок перекрытий в зданиях во многом зависит от расстояния между колоннами. Колонны по периметру здания обычно расположены на расстоянии от 5 до 8 м, чтобы поддерживать элементы фасада. В большинстве зданий второстепенные балки рассчитаны на большее расстояние в решетке перекрытия, поэтому изгибающий момент, которому они сопротивляются, аналогичен моменту основных балок, и поэтому они могут иметь ту же глубину, что и основные балки.

Показана компоновка балок в сетке 7,5 м x 9 м, в которой основные балки охватывают меньшее расстояние сетки и выбираются такой же глубины, что и второстепенные балки. Когда соединители, работающие на сдвиг, привариваются к стальному настилу, верхний фланец стальных балок не окрашивается. В идеале более тяжелые балки должны быть соединены с полками колонны, но это не всегда возможно, потому что более широкие балки, возможно, придется «надрезать», чтобы они поместились между полками колонны. При соединении широких балок с более узкими колоннами могут потребоваться специальные меры по детализации.

В зданиях с ограниченной высотой потолка, например, в проектах реконструкции, секции UC могут использоваться вместо секций UB в качестве неглубоких, хотя и более тяжелых балок.

 
Длинные пролеты, коммерческие офисные помещения открытой планировки - Vulcan House, Шеффилд

Во многих зданиях более длинные внутренние пролеты создают более гибкое планирование пространства. Для изготовления длиннопролетных первичных или вторичных балок могут использоваться различные системы конструкционной стали.Эти системы с большим пролетом обычно используют принципы композитной конструкции для увеличения их жесткости и прочности и часто обеспечивают интеграцию услуг в пределах их глубины через отверстия в перемычках балок.

Конструкция неглубокого перекрытия отличается от других стальных конструкций тем, что не требует дополнительных балок, кроме стяжных элементов для соединения колонн для обеспечения прочности и устойчивости конструкции во время строительства.

[вверх] Ячеистые балки

Корончатые или ячеистые балки являются примерами элементов с более длинным пролетом, которые имеют большие, обычно правильные, отверстия в пределах глубины стенки.Эти балки обеспечивают большую конструктивную эффективность за счет увеличения глубины сечения при заданном использовании стали и обеспечивают несколько маршрутов для обслуживания. Ячеистые балки имеют большую архитектурную привлекательность из-за их кажущейся легкости и отличительного внешнего вида на длиннопролетных крышах и перекрытиях.

В зубчатой ​​балке перегородка катаного профиля разрезается по длине балки в форме шестиугольной «волны». Две части разделяются, смещаются, а затем свариваются вместе, чтобы получить более глубокое сечение.

  • Изготовление ячеистой балки

(изображения любезно предоставлены Kloeckner Metals UK Westok)

 

В ячеистой балке стенка прокатанного профиля разрезается для образования круглых или удлиненных отверстий. Диаметр отверстий может варьироваться от 0,5 до 0,8 глубины балки.Ячеистые балки конструктивно эффективны и открывают множество архитектурных возможностей. При формировании из прокатных стальных профилей верхняя и нижняя части ячеистой балки могут иметь разные размеры, а секции можно легко регулировать и изгибать перед процессом сварки. В этом процессе образуется очень мало отходов, и все обрезки стали на 100% перерабатываются. Справа показан пример системы перекрытия с использованием ячеистых балок.

Когда балки изготавливаются из трех стальных пластин, размеры полок могут варьироваться, но толщина стенки остается постоянной.Размеры проемов вдоль балок также можно изменять в соответствии с требованиями обслуживания.

Ячеистые балки наиболее целесообразно использовать для длинных пролетов с умеренными нагрузками, таких как второстепенные балки в ростверках перекрытий или в конструкциях крыш. Обычные круглые отверстия в ячеистой балке очень эффективны для распределения круглых каналов в зданиях с тяжелым обслуживанием. Удлиненные отверстия можно разместить ближе к середине пролета (как показано), где поперечные силы невелики.

 

Выпуклые ячеистые кровельные балки
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Westok)

[вверх] Балки с большими отверстиями в стенках

 

Большое прямоугольное отверстие в стенке с усилением в стальной балке

В составных балках в перегородке могут быть образованы большие отверстия для прохождения услуг в пределах глубины балки.Большие отверстия обычно имеют прямоугольную форму, но более правильные отверстия обычно имеют круглую форму. Сварные ребра жесткости, расположенные горизонтально над и под отверстиями, увеличивают размер и соотношение сторон отверстия, которое можно использовать. Для схемотехнического проектирования составных балок с разной формой проемов рекомендуется:

  • Глубина проема обычно должна составлять от 50 до 70% глубины балки
  • Круглые проемы можно размещать на расстоянии половины их диаметра (как для ячеистых балок).
  • Большие прямоугольные проемы следует размещать в средней трети пролета балки и иметь отношение длины к глубине не более 2, если не используются горизонтальные ребра жесткости.
  • Расстояние между краями прямоугольных проемов или до соединений второстепенных балок, как правило, не должно быть меньше, чем большее из значений глубины балки или длины проема.
  • Для широких прямоугольных проемов горизонтальные ребра жесткости должны выходить за проем как минимум на 150 мм.
 

Отверстия в стенках длиннопролетных балок для прохода служебных помещений

Показано поперечное сечение перфорированной балки. В этом случае глубина проема составляет 400 мм, а глубина балки 600 мм подходит для пролета до 15 м. Как показано, общая глубина пола с учетом фальшпола и подвесного потолка составляет приблизительно 1,05 м.

[вверх] Конструкция неглубокого перекрытия

 

В системах неглубокого перекрытия используются стальные балки, нижний фланец которых шире верхнего.Это могут быть собственные прокатные профили, USFB или плоская стальная пластина, приваренная к нижнему фланцу стандартной секции UC. Более широкий нижний фланец поддерживает плиту перекрытия, так что балка частично заключена в глубину пола, что приводит к структурной системе без балок, выступающих вниз, что приводит к уменьшению высоты пола до пола. Плита перекрытия может быть в виде сборных железобетонных блоков, пустотелых бетонных блоков или глубокого композитного стального настила, в обоих случаях поддерживающих монолитный бетон, который размещается на уровне или над верхней полкой балки.

Пролеты от 6 до 9 м могут быть достигнуты в обоих направлениях. Общая глубина пола обычно составляет от 300 до 350 мм, в зависимости от требований к контролю вибрации пола и обеспечению огнестойкости и звукоизоляции. Частичное покрытие стальной балки бетоном означает, что, как правило, обеспечивается огнестойкость в течение 60 минут, а огнестойкость в течение 90 или 120 минут может быть достигнута за счет использования дополнительной арматуры или защиты нижней стальной плиты.

Балка UC может быть заменена прямоугольной полой секцией (RHS) при использовании в качестве краевой балки из-за ее жесткости на кручение и аккуратной кромки, которую она обеспечивает на линии фасада.В некоторых случаях это может быть желательно визуально, например, для полностью застекленных фасадов. Кроме того, крепление облицовки к секции RHS может быть проще, чем к бетонной плите или закрытой стальной секции.

[наверх] Краткое описание пролетов конструктивных вариантов

Типичные пролеты и конструкционная глубина для различных вариантов конструкции из стали и бетона показаны в таблицах. Общая глубина этажа включает служебную и потолочную зону и, при необходимости, фальшпол.Для систем с большим пролетом услуги обычно включаются в конструктивную глубину, то есть с отверстиями в стенках в балках. Общая структурная и служебная глубина от 1 до 1,2 м (включая 120 мм для потолка) обычно используется при планировании многоэтажных зданий в зависимости от пролета.

 

Диапазон различных вариантов конструкции

Для офисов и многих других типов зданий глубина от пола до потолка составляет 3 м, в этом случае зона от пола до пола составляет от 4 до 4.2м. Для некоторых типов зданий допустима внутренняя высота 2,7 м, в этом случае общая площадь пола составляет от 3,6 до 4 м.

Типовая высота от пола до этажа
Тип проекта Типовая этажность + Высота (мм)
Офис престижа 4,0 - 4,2 м
Спекулятивная контора 3,6 - 4,0 м
Проект ремонта 3.5 - 3,9 м

Примечание:
+ Высота от пола до потолка плюс глубина этажа, включая услуги

[вверх] Столбцы

 

Элемент сращивания колонн, используемый в высотном здании в Лондоне

Колонны в скрепленных рамах обычно представляют собой секции UC, которые соединяются (соединяются) продольно в соответствующих точках, обычно каждые два или три этажа в высотных зданиях.Соединения балки с колонной выполняются либо с фланцами колонны (соединения по главной оси), либо с стенкой колонны (соединения по малой оси). Также может возникнуть необходимость в локальном усилении колонн в точках передачи нагрузки, например, для балок с моментными соединениями. Для 3–5-этажных зданий отправной точкой является колонна 254 x 254 UC, а для зданий от 6 до 8 этажей предпочтительнее 305 x 305 UC.

Квадратные или круглые полые профили очень эффективны при сжатии из-за их повышенного сопротивления продольному изгибу по сравнению с открытыми профилями.Как круглые (CHS), так и квадратные (SHS) секции широко используются в качестве тонких колонн. Основной проблемой конструкции является соединение с лицевой стороной колонны, которая часто представляет собой сварную пластину оребрения с болтами к стенке балки. Соединения на торцевой пластине могут использоваться с расширяющимися анкерами или запатентованными «глухими» креплениями.

Колонны могут быть спроектированы для достижения большей прочности на сжатие и огнестойкость за счет бетонного ограждения (в случае H-образных секций) и бетонного заполнения (в случае полых секций).Например, заполнение между фланцами колонны с Н-образным сечением без армирования может повысить ее огнестойкость до 60 минут при сохранении тех же внешних размеров сечения. Заполнение пустотелых профилей бетоном позволяет повысить их огнестойкость до 60 минут без армирования и до 120 минут с армированием.

В таких конструкциях, как портальные рамы, где изгибающие моменты являются доминирующей формой нагрузки, UB-секции обычно используются для колонн.

[вверх] Фермы и решетчатые балки

 
Длиннопролетные изогнутые фермы крыши
Robin Hood Airport, Doncaster
(Изображение предоставлено Tubecon)

Фермы и решетчатые фермы используются в длиннопролетных системах кровли и перекрытий. Термин «ферма» обычно применяется к крышам, которые могут быть скатными, тогда как решетчатые фермы обычно используются в качестве длиннопролетных балок перекрытия, которые более нагружены и не имеют ската.

Фермы и решетчатые фермы часто проектируются так, чтобы их было видно, поэтому выбор используемых элементов и их соединений важен для проектного решения.

Фермы и решетчатые фермы представляют собой треугольные или прямоугольные сборки элементов растяжения и сжатия. Слово «решетка» относится к использованию распорок N-типа или W-типа вдоль элемента. Верхние и нижние пояса обеспечивают сопротивление сжатию и растяжению при общем изгибе, а наклонные элементы жесткости противостоят поперечным силам.

Можно создавать самые разные кровельные фермы. Каждый из них может различаться по общей геометрии и по выбору отдельных элементов внутри них. Фермы могут быть спроектированы так, чтобы следовать профилю крыши, который также может быть изогнутым, в то время как решетчатые фермы используются как длинные перекрывающие балки. Фермы или решетчатые фермы могут иметь несколько основных форм, и они изготавливаются путем соединения стандартных секций болтами или сваркой. Для пролетов до 20 м достаточно использовать уголки, тройники и полые более легкие профили.Для очень длинных пролетов могут потребоваться полые профили UC или более тяжелые. Стяжки обычно легче хордовых.

 

Изогнутая треугольная ферма в аэропорту Гамбурга

Крепежные (диагональные) элементы обычно имеют W или N. В N-образной форме ориентация элементов жесткости обычно изменяется в середине пролета, как показано ниже. В W-образной форме элементы часто изготавливаются из трубчатых секций, поскольку они эффективны как элементы жесткости, которые действуют попеременно при растяжении и сжатии.В легких зданиях подъем ветра может быть значительным и может вызвать изменение сил, действующих на ферму.

Триангулированные фермы часто используются в длиннопролетных конструкциях, так как они очень устойчивы благодаря своей форме. Нормальная форма - треугольник, направленный вниз, так что второстепенные балки проходят между верхними поясами. Показан хороший пример изогнутой треугольной фермы в аэропорту Гамбурга. Эти фермы опирались на наклонные трубчатые кронштейны.

[вверху] Космические рамки

 

Двухслойная пространственная каркасная крыша, окружающая уличный пейзаж в центре Виктории в Белфасте

«Пространственная» рама - это форма конструкции, которая охватывает большие площади с использованием сборок небольших структурных компонентов, которые соединяются в заранее сформированных узлах.Они представляют собой трехмерные узлы, которые обычно состоят из элементов растяжения и сжатия, соединенных наклонными связями. Круглые полые секции (CHS) обычно используются в космических каркасах, поскольку их толщина стенок может варьироваться в соответствии с усилиями в элементах при сохранении постоянного внешнего диаметра. Существует три основных вида поддержки пространственных рам, определяющих силы, которым они подвержены:

  • Точечная поддержка столбцами в четырех и более позициях
  • Множественная поддержка строк столбцов или «деревьев столбцов».
  • Сплошная кромочная опора.


Показан пример многоточечной опоры для двухслойной пространственной рамы над пешеходной улицей в центре Виктории в Белфасте.

[вверх] Формы распорок в раскосных рамах

 

Крестовины в Академии Всех Святых, Челтенхэм
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Конструкционные рамы с точечным соединением должны быть закреплены в вертикальном и горизонтальном направлениях.Устойчивость здания зависит от формы и расположения связей. Другие элементы, устойчивые к боковым силам, такие как бетонные стержни, могут быть соединены перекрытиями или горизонтальными связями. Для простоты вертикальные распорки размещаются в фасаде или внутренних перегородках. В идеале линия связи должна быть на средней линии основных колонн, но это может противоречить расположению внутренней обшивки внешних стен, и поэтому может потребоваться объединить конструкции связи и стены, не вызывая тепловых мостиков.

Наиболее распространенным расположением распорок в многоэтажных зданиях является распорка «X», «V» или «K» с использованием стальных уголков или полых круглых профилей. Перевернутая V-образная распорка предпочтительна там, где большие отверстия, например двери, которые требуются в рамно заливе.

 

Анкерные стержни, соединенные с круговым кольцом в крестообразных связях для малоэтажного дома

В X-образной форме элементы могут быть спроектированы так, чтобы противостоять как растяжению, так и сжатию или только растяжению, что приводит к более тонким элементам.Натяжные стержни или плоские пластины неэффективны при сжатии, и, следовательно, при использовании этих элементов силам сопротивляется только растяжение. Показан пример X-образной связи с использованием анкерных стержней, соединенных с круглым кольцом. Этот тип деталей часто используется как для визуально открытых, так и для скрытых связей, но напряжение, которое может возникнуть в стяжке, ограничивается изгибом соединительного кольца.

 

Элементы полого профиля квадратного сечения, используемые в X-образных распорках 10-этажного жилого дома

В формах K и V-образных распорок элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать растяжение и сжатие.В этом случае натяжные стяжки невозможны. В X-образных рамах с круглыми или квадратными полыми профилями (SHS) элементы также спроектированы на сжатие, а детали стыка позволяют соединять четыре стяжных элемента в точках пересечения. Показан пример открытой X-образной распорки с использованием секций SHS. Силы сдвига, которым может противостоять эта система, также зависят от сопротивления болтов сдвигу в месте соединения.

Плоские стальные пластины могут использоваться, когда они необходимы для размещения в полости кирпичной кладки или в двухслойных перегородках.Обычно в X-образных распорках используются плоские пластины, которые действуют при растяжении.

[вверх] Конструкционные системы в одноэтажных домах

Основные статьи: Одноэтажные промышленные здания, Рамы порталов, Моментостойкие соединения

 

Планировка одноэтажного дома

Самый экономичный способ ограждать большое пространство - использовать серию двухмерных «жестких» рам, которые расположены через равные интервалы вдоль одной оси здания.Для одноэтажных зданий, стабильность достигается в двух направлениях, либо путем использования жесткого каркаса, диагональной распорки, или через опорную действия бетонных стен или стержней. Жесткий каркас может быть получен в одном направлении за счет использования сопротивляющихся моменту соединений, но редко используется в другом направлении, которое, следовательно, закреплено традиционным способом.

[вверх] Открытие рамы

Рама может быть открытой, но может выходить за пределы фасада или крыши, образуя внешнюю конструкцию.Если каркас полностью расположен вне облицовки, он выражается во внешнем облике здания. В качестве альтернативы рама может быть расположена полностью внутри ограждающей конструкции. Между этими двумя крайностями взаимодействие каркаса и облицовки устанавливает дополнительный диапазон визуальных и пространственных отношений.

 

Показан простой пример рамной конструкции, которая продолжается за пределы оболочки здания для визуального эффекта.В этом случае перфорированные ячеистые балки увеличивают легкость конструкции, сохраняя при этом ее основную функцию в качестве жесткого каркаса.

Там, где стальная конструкция проникает через ограждающую конструкцию здания, следует позаботиться о минимизации потерь тепла через тепловые мосты.

[вверх] Каркасные конструкции портала

 
Рама многоярусного портала во время строительства
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)

Каркасные конструкции портала представляют собой примеры жестких рам и являются наиболее распространенной формой ограждений для пролетов от 20 до 50 м. Рамы порталов обычно изготавливаются из горячекатаных открытых профилей, хотя они могут быть изготовлены из решетчатых или сборных балок. Они закреплены условно (с помощью распорок X или K) в ортогональном направлении в боковых стенках или иногда между внутренними колоннами.

Как правило, портальные каркасные конструкции используются в одноэтажных зданиях или ограждениях промышленного типа, где основным требованием является создание большого закрытого объема, такого как спортивный зал или распределительный центр.Как таковые, эти сооружения не могут иметь архитектурного значения. Однако основные принципы могут быть использованы в ряде более интересных архитектурных приложений, например, при формировании изогнутых стропил или при использовании перфорированных балок.

Элементы каркаса обычно состоят из стропил и колонн с жесткими связями между ними. Суженные бедра используются для усиления стропил на карнизах и для создания соединений, устойчивых к моменту. Связи крыши и стен важны для общей устойчивости конструкции.Элементы рамы портала показаны на рисунке.

 

В таблице представлены некоторые общие рекомендации по проектированию конструкций портальной рамы. Минимальный уклон крыши с учетом прогибов обычно принимается равным 6 °. Колонны часто тяжелее стропил, а высота колонн составляет примерно одну пятую пролета рамы. Расстояние между каркасами зависит от прочности прогонов и снеговой нагрузки.

Указания по проектированию портальной рамы
Параметр Типовое значение
Пролет портальной рамы от 15 до 50 м
Шаг рам от 5 до 8 метров
Скат крыши от 5 ° до 10 °
Глубина стропил от диапазона / 50 до диапазона / 60
Отношение пролета к высоте колонны с 4 по 7
Вес колонны (кг / м) 1.От 5 до 2 × вес стропил (кг / м)
Длина бугорка 10% диапазона
Глубина окантовки 2 × глубина стропил
Расстояние между прогонами от 1,5 до 2 м +

Примечания:

  • Без кранов или тяжелых дополнительных грузов
  • + Расстояние между прогонами уменьшено до бедра для обеспечения устойчивости бедра
 

Многоквартирный дом типа «Удачи и промахи» в процессе строительства

Двухпролетные порталы часто проектируются по принципу «ударил и промахнулся», в котором альтернативные внутренние колонны заменены продольной стержневой балкой, которая проходит между «ударными» колоннами и поддерживает точечную нагрузку от недостающей колонны.

Форма мансардной крыши может быть создана из линейных элементов с помощью сварки или болтов. Этот подход может быть расширен за счет огранки более коротких линейных участков для образования «псевдо-дуги».

 

Вместо наклонных стропил можно использовать гнутые балки. Радиус изгиба обычно такой, чтобы облицовку можно было установить по кривизне крыши. Однако некоторые системы облицовки, такие как глубокие композитные панели, могут быть менее устойчивы к такому типу деформации на месте.

На изображении показано интересное архитектурное решение, в котором соединение закрепленной балкой с колонной в раме портала выполнено с сопротивлением моменту за счет использования связующего элемента с колонной. Таким образом, галстук передает момент колонне.

[вверх] Дополнительная литература

  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стального строительства 2012
  • Архитектурный дизайн из стали - Требилкок П. и Лоусон Р. М., опубликованные Spon, 2004 г.

[вверху] Ресурсы

[вверх] См. Также

.

Смотрите также