Межэтажные перекрытия по деревянным двутавровым балкам

Что за странный материал

Технология сборки двутавровых балок достаточно проста. Представьте себе доску с условными размерами 25×80, имеющую один или несколько продольных пазов. Две таких доски ориентируются параллельно пазами друг к другу. В пазы вставляются прямоугольные пластины из ОСП, изделие склеивается и, возможно, заполняется полиуретаном. Перед нами пример интересного и смелого технологического решения, направленного, главным образом, на утепление кровли и перекрытий без мостиков холода.

Казалось бы, зачем все усложнять и отказываться от естественной прочности массивных и клееных брусьев? Потому что использование балок имеет ряд преимуществ: ускоренный монтаж, удобство использования, достаточно качественная изоляция структурных и воздушных шумов. При верном применении эти плюсы перекрывают относительно высокую стоимость материала, к тому же за счет ориентации волокон центральной полки деревянная двутавровая балка сопоставима по надежности с цельным деревом.

Практическое применение балок

Обширное применение деревянных двутавров очевидно из разнообразия их видов и типоразмеров. После обработки огнезащитными или гидрофобизирующими составами балки приобретают дополнительные свойства и становятся пригодными для большинства проектов «сухого ремонта». На них, в частности, можно соорудить неплохой и очень теплый пол, стены, перегородки или стропильную систему.

Практически сразу после монтажа конструкция готова к обшивке гипсокартоном. Помимо ГКЛ не возбраняется использовать гипсовую штукатурку, дранку и цементную штукатурку либо любой из видов сайдинга.

Для примера рассмотрим процесс сборки простого межэтажного перекрытия с наполнителем из минеральной ваты высокой плотности (120–140 кг/м3) толщиной 250 мм с допустимой нагрузкой в 400 кг/м2 и длиной пролета 8 метров.

Какой двутавр выбрать для балки перекрытия

Вопрос:

Прочитала ваш материал про ригель. У меня такая ситуация, что при заливке плиты перекрытия между 1 и 2 этажами вообще не положили арматуру, и оно просело на 5 см. Комната 6 на 4 м. Хотим по стене 6 метров посередине поставить колонны и положить на них балку. Предполагаем это сделать из двутавра. Подойдет ли Б18 или все-таки лучше 20-тый?

Заранее благодарю за ответ, Юлия, Москва.

Ответ:

Привет, Юлия из Москвы!

Вами не совсем корректно указана проблема. Ее можно понять двояко.

1) Если заливали плиту перекрытия и в нее вообще не положили арматуру, и это перекрытие просело на 5 сантиметров, то такая плита может просто разрушиться. Пару-тройку лет пришлось такое видеть, когда бывшие братья из южных республик пролет в развлекательно-торговом центре сделали из железобетона, да не удосужились связать арматуру и рухнул пролет около двух десятков квадратных метров. Произошло сие по причине отсутствия авторского контроля проектировщиков и недосмотра прораба. Хорошо, что никто при этом не пострадал.

2) Если в плитах перекрытия арматура все-таки есть, просто эти плиты перекрытия лежат на стенах, которые были некачественно изготовлены (а по вашей версии — под плитой перекрытия не была положена арматура), то это совсем другое.

В большинстве случаев плиты перекрытия, по крайней мере те, которые изготовлены промышленным способом имеют достаточное количество арматуры и соответствуют техническим условиям или ГОСТу. Они имеют опирание на стены не менее 150 миллиметров на каждую сторону. Стены могут быть при этом усилены перемычками.

А вашей ситуации, если в плитах нет арматуры, то они тоже могут не только просесть, но и рухнуть. Здесь необходимо разобрать некачественные просевшие плиты (или одна плита). А по простому — разбить их (ее) кувалдой и залить /или установить/ новые, армированные.

Если же просто стены были сделаны ненадлежащим образом и армированные плиты начали проседать, то усиление за счет установки дополнительно колонн и укладки на них балки, поддерживающей плиты может быть осуществлено.

Поскольку у вас все-таки не промышленное здание со станками на втором этаже, то нагрузку на межэтажное перекрытие можно условно считать стационарной и без больших вибраций в дальнейшем. Поэтому сечения двутавра №18А вполне может хватить для обеспечения целостности перекрытия. Можно, конечно, использовать и следующий, более мощный двутавр №20, но его цена будет тысячи на три дороже.

Тем не менее виртуально, без надлежащего и конкретного обследования нарушений, допущенных при строительстве вашего дома, советы давать несколько опрометчиво. Быть может расположение подпирающих колонн и балок следует сделать несколько по иному.

Консультация профессионального строителя вам не помешает, при этом ему следует самому осмотреть все на месте, а не сидя в кабинетном кресле.

Удачи!

Все вопросы Семенычу по строительству

Семенычу (автору материалов)

Наш сайт регулярно пополняется интересными и уникальными материалами и статьями по тематике пиломатериалов, строительных материалов и работ, приводится авторское мнение и знания реального шабашника с опытом работы более 15 лет. Имеется раздел — забавные истории шабашников. Если вы желаете получать информацию об этом, подпишитесь на рассылку новостей нашего сайта. Гарантируется непередача вашего адреса третьим лицам.

Ремонт квартир в Москве и подмосковье

Работаем с гарантией!
Широкий спектр ремонтных работ. Профессиональные мастера.

+7 (905) 797-20-34

luxurykomfort.ru

Выбираем балки и правильно их опираем

При использовании деревянных балок на подобных проектах приходится постоянно балансировать между обеспечением требуемой несущей способности и собственным малым весом перекрытия. При работе с сосновым брусом допускается длина пролета до 6 метров, тем не менее, понадобились бы балки 300х1500 мм, при этом максимальный прогиб составил бы более 10 мм.

Используемые двутавровые балки имеют высоту 400 мм при полках 40х90 мм и толщине стойки 10 мм. Свободное пространство между полками составляет почти 320 мм, чего вполне достаточно для укладки 250 мм утеплителя и 15 мм доски для подшивки. Межосевое расстояние балок выбирается под ширину утеплителя, но не меньше рекомендуемого, то есть 40 см.

При установке балок на несущие стены глубина закладки составляет не менее половины высоты балки, в рассматриваемом случае — 200 мм. Хотя производители часто указывают меньшую глубину закладки, лучше такие рекомендации игнорировать и перестраховаться. Переусердствовать также не стоит — при частом шаге балок это негативно сказывается на прочности стен. К тому же лучше для такого перекрытия оставить несущий слой.

Концы балок на глубину закладки обмазываются битумной мастикой, установка производится только после полного высыхания. Балки лучше сразу выровнять идеально, для этого их укладывают на небольшие бугорки схватившегося цементного раствора как на несъемные маяки, а затем регулируют положение каждого двутавра в общей плоскости. После высыхания нужно обложить балки венцовым рядом и забутовать ниши цементным раствором.

Установка балок на каркасные стены или СИП должна сопровождаться механическим креплением. Для этого можно использовать треугольные косынки из 20 мм фанеры или купить металлические кронштейны. Края балок следует утопить от внешней плоскости стен не менее чем на 50 мм и обшить снаружи влагостойкой фанерой.

Совместная работа монолитного перекрытия и стальных балок

В итоге получаем следующие результаты расчета: изгибающий момент из плоскости балок стал равен нулю, но вместе с этим уменьшился и момент балки в плоскости! Это произошло по причине того, что плита теперь работает совместно с балками. О совместной работе сталежелезобетона в нашей стране долгое время существовали только рекомендации, не так давно появились нормы: СП 266.1325800.2016 «Конструкции сталежелезобетонные». В нормах говорится о работе плиты с учетом профлиста, дается понятие жесткой арматуры и, что важно для нашей задачи, как работает стальная балка с монолитной плитой. Также приводятся разные схемы работы конструкции, описываются разные особенности совместной работы. Так, в нормах сказано:

«4.4.4.8 Расчет поперечного сечения следует выполнять по стадиям, число которых определяется числом частей сечения, последовательно включаемых в работу. Для каждой части сечения действующие напряжения следует определять суммированием их по стадиям работы.»

В нашем случае изгибающий момент, согласно нормам, должен быть разделен также на стадии и складываться из:

Отсюда мы делаем вывод: рассматривать конструкцию с реальной жесткостью плиты не совсем правильно, поскольку момент в расчетной модели делится одновременно и на балку, и на плиту. В реальности же плита начинает работу только на второй стадии, причем я уверен, что не весь пролет будет работать совместно с балкой, а вероятно, только одна из частей. Алгоритмом работы с таким конструкциями может начинаться с вычисления момента в балке без работы плиты, а затем подбор сечения будет уточнен уже с учетом железобетонной конструкции.

Итак, приходим к выводу что ввод плиты в схему помогает устранить выгибы балок из плоскости, но вместе с этим уменьшает и изгибающий момент в плоскости конструкции. Получается, что здесь необходим такой пластинчатый конечный элемент, который бы в своей плоскости работал (растяжение-сжатие), а при изгибе «выключался». Такой элемент есть, он называется – пластинчатый КЭ плоского напряжения (балка-стенка). Также есть еще пластинчатый КЭ плоской деформации, но в данном случае он нам он не подходит, т.к. имеет продольное усилие, перпендикулярное плоскости пластине и применяется для толстых плит (соизмеримых с пролетом по толщине). Для нашей задачи мы используем элемент балка-стенка и получаем следующие результаты:

Изгибающие моменты в плоскости при использовании балки-стенки получились аналогичные схеме при полном отсутствии плит. Моменты из плоскости при боковой неравномерной нагрузке отсутствуют так же, как и в схеме с обычными пластинами. Нагрузка на балку-стенку не прикладывается, загружать необходимо балки!

Таким образом, использование балки-стенки дает возможность учесть работу перекрытия при выгибах балок. Это значит, что их жесткость будет учтена при всех боковых нагрузках на схему, в том числе динамических. Балка-стенка не позволит учесть требование норм по совместной работе железобетонного перекрытия и стальной балки. Вся нагрузка будет предаваться на балки, на учет жесткости плиты будет «идти в запас» несущей способности.

В описанном примере изображены скриншоты расчета в ПК ЛИРА 10.6, как очень удобного инструмента по созданию расчетных схем. ПК ЛИРА 10.6 – это одна из немногих программ, которая в демоверсии позволяет выполнить подобный расчет с проверкой сечений металлопроката и подбором армирования плит.

Вы можете скачать файл, где приведены расчеты данной задачи в ПК ЛИРА 10.6.

Соединение и стыкование

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

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

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

Бетонные плиты на металлические двутавровые балки. Возможно такое?

Доброй ночи, Мастера!

Как и многие задумался о строительстве загородного дома. Но сам человек крайне далекий от строительства В связи с этим есть у меня к Вам несколько вопросов.

Набрасываю черновой проект дома. По задумке хочу сделать «второй свет» над гостиной и по минимуму стен на первом этаже- гостевая спальня и санузел. А кухню, столовую и гостиную единым целым. Вот набросанный моей корявой рукой план:

Первый этаж

Второй этаж

Да, много пространства впестую теряется, но дом строится из расчета на семью из 2 человек, а в далеком будущем + один ребенок. Конечно, может и все 10 получится, но пока так)) На случай большого количества гостей на участке будет небольшой гостевой домик. Сам дом планирую строить монолитный в несъемной опалубке. Пока еще не решил- Velox или Пенополистирол, и затем изнутри срезать слой пенополистирола. Но время еще в запасе есть 2-3 месяца. Все равно проект отдавать профессионалам, для приведения в божеский вид. Перекрытия думаю положить пустотелые плиты. А вот с вопросом, на что их опирать возникла проблема как раз из-за желания большого пространства на первом этаже. Стен же нет! Долго ломал голову- плюнуть на простор или что-то выдумывать. В принципе, поначалу в голову пришла мысль построить железобетонный каркас по типу такого , но почитал отзывы и понял, что так можно разориться на одной только опалубке В итоге пришел к такой мысли- соорудить в центре колонну, на которую будут опираться балки. Бетонные балки нужной длины найти практически нереально- прогуглил ЖБИ заводы СПб (кстати, да, дом в Ленинградской области строить буду), только в Мск, но доставка выльется в космическую сумму.. Деревянные кажутся ненадежными в данном случае (4 метра), остановился на металлических двутавровых балках.

На стенах делаются выступы на необходимую длины и балки кладутся на эти выступы Сверху эта конструкция выглядит вот так: А сверху поперек балок плиты.Количество и размер будут позже подбираться, пока это были далекие прикидки Пример соединения балок нашел в интернете. Или их все же лучше между собой варить? Примерный вид опоры на колонну, только у меня будет четырехстороннее соединение

Вот как-то так получилось у меня надумать. Повторюсь- от строительства я крайне далек, но энергия, желание и время обучаться есть

Потом насчет крепления этих балок. Как их крепить? К выступу крепить или вмуровывать металлическую пластину, к которой уже в свою очередь будет вариться/крепиться балка? Или как лучше?

Да, чуть не забыл- крышу делать буду четырехскатной.

Спасибо за внимание)) Буду крайне признателен за ответы/советы

Подшиваем потолок

Следующий этап предельно прост: на нижние полки деревянного двутавра укладывают подшивочную доску произвольной толщины, которая фиксируется произвольным способом. Доски также допускается укладывать с зазором, используя черновую подшивку как опору для теплоизоляции, особенно когда речь идет о плотных материалах вроде каменной ваты или ППС. Это несколько снизит собственный вес перекрытия.

Доски не следует подгонять слишком плотно, оставляйте по 3–5 мм зазор на деформацию при усушке. Если же вы хотите сразу заложить вагонку под лак, оставляя балки открытыми, потрудитесь изолировать утеплитель от просыпания и выветривания, оставляйте зазор на торцах реек не менее 2–3 мм.

Вы также можете отказаться от подобной закладки досок и подшивать потолок, скажем, ДСП. Однако описанный подход позволяет избежать простоев: все-таки готовый потолок монтируется небыстро, а перекрытие использовать нужно.