Крепление металлической стойки к металлической балке

Обновлено: 21.09.2024

В частном строительстве обычно делают деревянные перекрытия по балкам. Крепление балок — важный технологический этап, от качества которого зависит надежность перекрытий.

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Перед тем как строить, нужно заказать проект дома и все действия выполнять в соответствии с ним. Обычно способ устройства перекрытия описан там. Здесь важно всё — используется ли специальная врубка или крепёж для установки балок, жёстко ли они соединяются со стеной или по плавающей системе. Способ крепления имеет большое значение.

Например, в каркасных домах и домах из СИП-панелей балки являются элементами каркаса и крепятся наглухо. В домах из газобетона, из оцилиндрованного бревна балка обычно крепится так, чтобы она просто лежала на стене и имела возможность продольного люфта. Глухое крепление вызывает вибрации при хождении по потолку второго этажа.

Есть одно различие между балками перекрытия и лагами для пола. Лаги должны лежать свободно, чтобы пол не коробило и не вело. Покрытие пола крепится уже непосредственно к лагам. К примеру, сезонное удлинение балки, даже воздушно-сухой, составляет 2-3 см на 5 м. Естественно, любой пол, приколоченный прямо к такой балке, выгнется. Из-за этого он начнет скрипеть, расходиться. Кроме того, под лаги кладут демпфирующие прокладки, которые гасят вибрацию от шагов.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Металлические перфорированные пластины для деревянных конструкций были разработаны в Швеции. Крепление с их помощью деревянных балок достаточно простое, не требует точной подгонки. Кроме того, они способны сгладить изменения геометрии древесины вследствие набухания.

Балка перекрытия крепится в каркасном домостроении поверх продольной балки стенового каркаса. Она кладётся сверху на пролёт и закрепляется при помощи двух перфорированных уголков сбоку. Это позволяет устойчиво закрепить даже балку в виде лафетной доски, достаточно узкой, установленной на ребро. Если же балка — брус, и обеспечивать её устойчивость не так важно, можно крепить её уголками снизу. Брус применять лучше, так как лафетная доска склонна к кручению при высыхании и сезонном увлажнении, и перекрытие будет деформироваться.

Как-то закреплять балки перекрытия к стойкам нежелательно, если это заранее не предусмотрено в конструкции каркаса дома. Лучше чтобы они также никак не касались стоек и не упирались в них, а также в их крепёжные элементы. При монтаже от них нужно отступить.

Болтовое

Достаточно простое крепление балки — при помощи болтов-глухарей. С их помощью ставят только балку-брус, у которой размер поперёк сечения не меньше, чем половина сечения по высоте. Глухарь закручивается через балку в верхнюю часть стены и затягивается при помощи ключа-трещотки. Или же применяется стяжка из шпильки с гайками и шайбами через отверстие. Такое крепление позволит балке работать в качестве ригеля каркаса, в то же время оставаясь подобием шарнира в плоскости перекрытия.

Соединение врезкой

Врезка — рубленое соединение балки со стеной, когда торец не выходит за наружную стену. Тем самым обеспечивается защита торца балки от попадания атмосферной влаги. Обычно так делают балки первого этажа рубленых домов и бань. Осуществляется оно по типу соединения «ласточкин хвост». Именуется врубка сковороднем и полусковороднем.

Врезка сковороднем более прочная и подразумевает симметричный ласточкин хвост. Но чаще встречается врезка полусковороднем. С одной стороны ласточкин хвост прямой, и закрепление его в гнезде внешней стены делается при помощи двойного клина. Врезка полусковороднем менее прочная, но проще в выполнении.

Соединение врубкой

Отличается от врезки тем, что врубка проходит на полную толщину стены, балка выходит наружу. Выполняется в лапу, полулапу или в полдерева, иногда — в хлуп или в обло. Используется в том случае, когда балкой надо перекрыть большой пролёт. Оно более прочное, чем врезка. Однако торец балки необходимо защитить от атмосферных воздействий.

Правила выбора балок для межэтажных перекрытий

Балка должна быть изготовлена из сухой древесины. Стоит выбирать ее согласно проекту. При составлении такового производят расчёт на прочность, жёсткость. Балка должна иметь достаточную собственную массу, чтобы хоть как-то гасить звуки и вибрации с верхнего этажа. Как правило, используют балки высотой 200-300 мм при пролётах до 5 метров. Балки укладывают через каждый метр, чтобы исключить прогиб лаг пола верхнего этажа. Обычно полноценная балка — это брус прямоугольного сечения, у которого ширина составляет 2/3-1/2 от высоты. Укладывается он на узкое ребро. Брус в разы надёжнее доски-лафета, уложенной на ребро в качестве балки.

лучший выбор для больших пролётов — металлическая балка. Двутавр обойдётся дешевле, чем мощный клееный брус такой же жёсткости и длины. И у металла не будет проблем с грибком, насекомыми, огнестойкостью. При укладке прокат нужно ставить на подушки и обеспечить хорошую гидро- и теплоизоляцию против конденсата. При желании их можно отделать под дерево.

Инструмент и приспособления для установки балок перекрытия

При работе используется обычный плотницкий инструмент. Когда используют соединение в виде перфорированных пластин или уголков, для их фиксации потребуется шуруповёрт. Для крепления на болты и глухари нужна низкооборотная дрель и ключ с трещоткой или динамометром. Также желательно иметь пилу-торцовку и цепную пилу, чтобы ускорять процесс. Самым желанным инструментом при монтаже балок является подъёмный кран. Особенно для балок из металла. Или хотя бы делают на верху треногу с лебёдкой, чтобы облегчить строительство. Ещё важно иметь на стройке разборные леса, козлы и другие подмости. Пользоваться одной лишь стремянкой невозможно.

Технология и тонкости монтажа балок

При монтаже важно произвести разметку. Для этого удобно пользоваться лазерными линейками, нивелирами. Также очень важно, чтобы балки располагались строго на одном уровне с самого начала. Если этого достичь не удалось, то их состругивают так, чтобы пол в конечном итоге лежал ровно, с перепадами не более 3-4 мм на метр.

Отмечают положение балок на стене, затем производят их подъём. Лучше сразу поднять все балки краном, не производя крепление этих балок перекрытия к стене, используя однократную аренду крана. Это обойдется дешевле, чем поднимать по одной и устанавливать. После этого балки раскладывают, проверяя их положение и уровень. По высоте уровень лучше проверять лазером, так как шнур всё равно провисает при любом натяжении. Делать какие-то подгонки по основанию балок нежелательно, так как это может повлиять на их конструктивную работу в каркасе из-за наличия упора-ступеньки, лучше подгонять верх электрорубанком уже при устройстве полов.

Крепление к стене из газобетона

Деревянные и металлические балки в таких домах установить проще всего. Ряд под балки прогоняется с выверкой по ватерпасу по всей длине. Затем балки устанавливают на стену, оборачивая в два слоя рубероидом и с обрабатывая фунгицидным составом. Это нужно для того, чтобы балка не гнила в месте образования конденсата, ведь каменная стена более теплоёмкая и там будет образовываться роса. После этого промежутки между балками закладывают стеновым материалом, а затем продолжают возведение стены. При монтаже металлических балок на газобетонную стену устраивают подушки из трёх рядов полнотелого кирпича с армированием под нижний ряд и верхний. Балку оборачивают рубероидом или толью.

Крепление бруса к бетонной и кирпичной стене

Главное правило при таком креплении к холодной стене или двутавровой балке — обеспечение гидрозащиту балки от конденсата. Это позволит избежать гниения древесины и её деформации при набухании.

Крепление бруса к деревянной стене

В случае рубленых стен оптимально крепить балку врезкой полусковороднем. В случае устройства каркасных стен — с опорой на продольный брус стены сверху. Требуется проверочный расчёт, допустимо ли устанавливать в стену новую балку, которая не была запланирована ранее. Крепление балки к деревянной колонне достаточно сложное. Необходимо прикрутить глухарями или шпильками на колонну бобышки, которые гарантированно выдерживали бы вес балки, и опереть балку на них. Опять же необходим расчёт.

Крепления бруса в конструкциях крыш

Стропильная система — отдельная сложная тема, которая хорошо знакома кровельщикам. Частного застройщика лучше пригласить специалистов, а не выполнять работу самому. Самостоятельно можно закрепить только мауэрлат — верхнюю часть, к которой крепятся стропила. Это брус, идущий вдоль всей стены – кирпичной или деревянной. Он должен крепиться к ней с помощью болтов и специальных дюбелей или же с помощью скоб к деревянным стенам.

Крепление бруса на подвесе

Всевозможные способы, когда брус опирается на металлический крепёж, прикрученный к стене, не выдерживают критики. Во-первых, брус, который с их помощью можно закрепить, явно не подходит по размеру для балок перекрытия, а только в качестве насеста в курятник. Во-вторых, само по себе такое крепление крайне непрочное по сравнению с врубками или опиранием.

Способ крепления бруса в каждом конкретном случае нужно выбирать ответственно, четко понимая какую нагрузку он будет нести и какие технологии применимы.

Рамный узел соединения балки из квадратной трубы со стойкой из квадратной трубы

Добрый день! Подскажите, как запроектировать рамный узел соединения балки из квадратной трубы со стойкой из квадратной трубы? Есть пример во вложении, насколько это жесткий узел?

А точно нужен именно такой узел жестким? Шарнир в плане работы надёжнее. сварка у вас вся монтажная просто.
Или, может, можно просто с подкосом что-то придумать?
. или с болтами (см. ниже рисунок) при этом сварные соединения сделать заводскими?

Вполне жесткий узел. Можно добавить пару швов (красные).
А в целом если длины швов по расчёту пройдут, не вижу проблем с этим узлом (плохое качество сварки на стройке не рассматриваю).

Не обязательно такой жесткий узел, можно и другой) Просто не видел ни одного жесткого узла из труб. В сериях на двутавры решений по устройству жестких узлов полно, а на трубы не нашел. Если знаете где поискать, буду благодарен!

----- добавлено через ~1 мин. -----
Можно, наверное раму на заводе проварить равнопрочным швом под 45 градусов

А как болт по оси снизу поставить?

Увидел. Снизу болт не ставится

Узел из №2 весьма симпатичный. Я бы ещё рёбра добавил.
Но если делать на фланцах, то надёжнее "Г"-образную стойку на заводе сварить, а фланец сместить на балку. Ближе к 0.

__________________
Советов у меня лучше не просить. Потому что чувство юмора у меня развито сильнее чувства жалости.

Балка на балку, кирпич на кирпич.

А Вам для чего?
Думаю, конструкция узла в значительной степени определяется усилиями.
Если усилия мизерные, то и Ваш вариант пройдет, а если несущая способность профиля в узле полностью использована - то совсем другой коленкор.
В Вашем варианте жесткость узла в значительной мере определяется деформативностью стенки стойки.

Вот у меня один из вопросов, как данный узел посчитать.. как считать рамный узел двутавров, это понятно. А тут какие проверки выполнить для стенки трубы, пока до конца не понял

----- добавлено через ~1 мин. -----
Может есть серия с рамными узлами для квадратных труб?

Можно скомбинировать первый и второй узлы. Срезать торцы и стойки, и балки под углом 45 градусов, оставить зазор пару миллиметров, соединить по бокам Г-образными накладками со сварными швами возле закруглений профиля, в нижнем углу - уголок с упором, как нарисовано, сверху - привести в угол две пластины-накладки и соединить стыковым угловым швом. После всего этого оставшийся зазор загерметизировать швом - требование о замкнутости профилей.
Смысл имеет только в том случае, если соединяются два одинаковых профиля, чтобы получить симметричный узел соединения, без перекосов усилий и швов в какой-то один элемент и если стоит задача именно монтаж на месте, без заводских заготовок под фланец.

Крепления прогонов и стоек

Работы по устройству крыш должны соответствовать требованиям СНиП РК 3.02-06-2002 «Крыши и кровли», СНиП II-26-76 «Кровли», СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные» и СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

По несущей способности и нагрузкам конструкции крыш и кровли должны соответствовать СНиП 2.01.07 и выполняться в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

Безопасность работ при выполнении кровельных и строительно-монтажных работ на крыше должна соблюдаться в соответствии с требованиями правил техники безопасности, приведёнными в СНиП III-4-80, СНиП 12.03-2001, СНиП 12.04-2002 «Безопасность труда в строительстве», рабочими чертежами и указаниями ППР — проекта производства работ.

При производстве работ по устройству крыши и кровельных конструкций жилых домов должны быть предусмотрены установленные нормами и правилами меры, обеспечивающие выполнение санитарно-эпидемиологических требований по охране здоровья людей и окружающей природной среды.

Несущие и ограждающие конструкции дома должны быть выполнены из материалов, обладающих стойкостью к воздействиям влаги, низких температур, агрессивной среды, биологических и других неблагоприятных факторов согласно СНиП 2.03.11.

Изготовление и предварительная подгонка конструкций стропильной системы в построечных условиях производится на дощатом бойке (на ровной площадке) в горизонтальном положении с предварительным вычерчиванием на нём осей элементов.

Дощатый боёк-трафарет для изготовления и сборки конструкций стропильной системы в построечных условиях показан на рис.01.

Изготовление лобовых врубок и опорных узлов следует вести по шаблонам, а сверление отверстий — электросвёрлами с применением кондукторов.

Соединение опорной стойки с лежнем и прогоном будет непрочным, если не скрепить их скобами, стальными нагелями или накладками из полосовой стали.

Так как если в месте стыка они соединены друг с другом на небольшой горизонтальной площадке и сила трения не способна противостоять более значительному боковому опрокидыванию, в этом случае стойка может сдвинуться с места, а плоскость кровли изогнуться.

Из круглых лесоматериалов невозможно выполнить полную стыковку деталей без срезов бревна по бокам — поэтому в стыках вырубают опорные гнёзда.

Но так как гнёзда ослабляют прогон, а в лежнях образуются места возможного скопления влаги (и загнивания древесины), то вместо круглого леса чаще применяют пиленый лесоматериал, с которым экономичней и проще работать.

А дополнительным креплением в стыках служат стальные штыри, устанавливаемые в просверленные отверстия.

Для закрепления стоек, опирания ригелей или анкерного крепления деревянных элементов на строительные конструкции из стали или бетона применяют фасонные угловые накладки.

Для растянутых элементов применяют фасонные угловые накладки (узел — 26) и для сжатых элементов — угловые накладки (узел — 27).

Реакции изгибаемых балок (прогонов) передаются опорам (стойкам), а большинстве случаев контактно, вызывая напряжения смятия поперёк волокон.

Поэтому высокие балки (стойки) из цельной древесины и металла должны иметь так называемые вилкообразные опоры, придающие им устойчивость при действии боковых сил.

Этой же цели служат выполненные соответствующим образом оголовки стоек или вертикальные связи в плоскости стен (узлы 71-72).

Зажимные болты не должны препятствовать повороту опоры (горизонтальное смещение), а также разбуханию и выпучиванию (вертикальное смещение).

Люфт отверстия под болты равен примерно 1% шага болтов.

Крепление выполняется с помощью планки, болтов и гвоздей.

Такой «облегчённый» вариант стойки применяют при устройстве неответственных (вспомогательных) опор при устройстве, например, вентиляционных продухов, перегородок и оконных проёмов в мансардном этаже крыши.

Часто отдельные отрезки балок приходится соединять между собой с помощью жёстких на изгиб стыков, так как поставляемые деревянные балки из сплошной древесины не имеют нужной длины.

На рисунке показан шарнир балки Гербера (узел — 63). Благодаря своей статической определимости балки Гербера не чувствительны к осадкам опор.

Болты в таких узлах применяются, главным образом, как несущие соединения в виде прихватывающих и зажимных нагелей. Болтовые соединения должны быть диаметром не менее 12 мм и не более 24 мм.

Число крепящих болтов в соединениях балки Гербера должно быть равно числу внутренних опор.

В многопролётных сооружениях (чаще для производственных зданий) обычно пролёты с шарнирами чередуются с пролётами без шарниров.

Шарнирные балки (пролёты) только с одним пролётом без шарнира (чаще в жилищно-хозяйственном строительстве) применяются при большом шаге опор, так как в этих случаях ограничивается необходимая длина отдельных балок.

Шарниры необходимо выполнять с большой тщательностью, соблюдая пропорциональные размеры, указанные на схемах узлов.

В качестве соединений применяются болты, стандартные стальные накладки или шпонки особой конструкции.

В горизонтальном направлении прогоны соединяют встык (узел — 64), через врезку (узлы — 62..63) или с помощью накладок (узел — 65).

Жёсткие на изгиб стыки могут выполняться, например, с помощью накладок из дерева (узел -45), плоской листовой стали (узел- 65) или профилированной (средства крепления: гвозди, стержни, шпонки особой конструкции) или с помощью зубчатого стыкования всего поперечного сечения (что весьма трудоёмко выполнить в построечных условиях).

Прогоны с подбалками применяют в наслонной системе стропил для уменьшения расчётного пролёта.

Подбалки выполняют из брёвен или брусьев такого же сечения, как прогоны и скрепляют с ними двумя болтами с каждой стороны стойки (узел-66).

Для присоединения вспомогательных несущих элементов, например, для подвешивания прогонов к стропильным фермам, крепления стеновых ригелей к опорам или опирания на ригель балок, лежащих в одной с ним плоскости, применяют фасонные башмаки (узел — 68).

Особые фасонные детали специального назначения могут изготавливаться по заказу.

Эти фасонные детали изготавливают из листовой стали по своим размерам и толщине листов для крепления балок из цельной древесины сравнительно малых поперечных сечений.

Особенности крепления вертикальных стоек при сборке каркасного дома

Вертикальные стойки – важный элемент каркаса, процесс установки которых отличается сложностью и длительностью. Крепление стойки должно быть прочным и надежным, ведь это основа будущей конструкции. Поэтому к данному этапу необходимо подходить максимально ответственно и внимательно.

Монтаж вертикальных стоек каркасного дома

Перед возведением каркаса необходимо выполнить обвязку и предварительные расчеты. К моменту начала возведения конструкции должны быть готовы:

Фундамент с выдержкой не менее 7 дней. Бетонное покрытие становится прочным минимум через 27 дней, но для каркаса подойдет основание, залитое неделю назад. Такого срока достаточно для обеспечения нормального показателя прочности. В некоторых случаях ростверк заливают с анкерами.
Древесина. Если она не высушена, тогда её нужно быстро монтировать и по завершению возведения конструкции зашить ОСБ, поэтому плиты следует подготовить заранее.
Пиломатериалы. Их обрабатывают антисептической пропиткой.
Рубероид. Он необходим для обеспечения гидроизоляции. Специалисты рекомендуют использовать простую разновидность, без дополнительной посыпки, что будет экономически целесообразно.

Рассчитать точное количество крепежных приспособлений сложно. Скорее всего, придется закупать их дополнительно: гвозди и саморезы имеют свойство ломаться, попадаются бракованные изделия.

Перед покупкой материалов определяется толщина теплоизоляционной прослойки. При увеличении толщины утеплителя нужно увеличить и размер каркаса. Если будет выполняться крепление деревянных стоек к бетонному основанию, потребуются дополнительные фиксирующие элементы.

Возведение каркаса

Процесс возведения каркаса можно разделить на несколько этапов:

Создание нижней обвязки.
Установка цокольного перекрытия.
Монтаж стоек.
Изготовление верхней обвязки.
Возведение потолочного перекрытия.

Наиболее трудоемкая и продолжительная процедура – установка стоек. Стойки соединяются с обвязкой и фиксируются временными укосинами, чтобы во время дальнейшей установки они сохраняли вертикальное положение.

Подготовка вертикальных стоек и выбор доски

Установка стоек осуществляется различными способами. Первый – каркас сколачивается на полу, а затем поднимается и устанавливается, второй предполагает монтаж каждой стойки отдельно. Однако крепежные элементы используются одинаковые.

Главная задача стоек – обеспечение прочности конструкции. Система должна выдерживать нагрузку в пределах 3-5 тонн. Поэтому материал выбирается качественный. Максимальное напряжение приходится на углы. Для них подготавливают брус сечением не менее 10×10 см. Боковые стойки подвергаются меньшим нагрузкам, поэтому для них подойдет брус с сечением не менее 4×10 см для крепления и установки стоек к деревянной балке.

Можно применять брус большего сечения, но это увеличивает стоимость строительства. Если нет возможности приобрести брус нужного сечения, можно сшивать стойку из двух досок, например, толщиной 3 см.

Установка угловых стоек

Стойки на углах можно установить самостоятельно. Монтаж выполняют двумя способами:

Уголки из металла. Для этих целей подойдут уголки из упрочненной стали. Рекомендуется выбирать крепеж с цинковым покрытием.
Деревянные нагели. Нагель – это штифт круглого сечения. Его забивают на этапе создания угла нижнего обвязочного бруса, заранее просверлив под него отверстие. При этом нагель должен возвышаться над поверхностью обвязки минимум на 8 см. На него устанавливают стойку каркаса. Такое решение обеспечивает высокую прочность узла соединения стойки с обвязкой.

Второй способ требует серьезных физических усилий, но имеет ряд преимуществ:

Высокая надежность, если сравнивать с резьбовым крепежом, который через некоторое время ослабевает, потому что дерево рассыхается.
Отсутствие в конструкции металлических изделий, подверженных воздействию коррозии.

В поверхности стойки проделываются отверстия, равные по диаметру нагелю. Их глубина должна составлять не менее 8 мм. После этого элемент соединяется с нагелем и фиксируется раскосами. Крепление, выполненное с помощью однородных материалов более пластично и устойчиво к боковому воздействию.

Крепление боковых стоек к нижней обвязке

Перед креплением боковых стоек к нижней обвязке следует несколько раз проверить геометрические размеры: правильность выставления диагоналей и углов. Брусья закрепляются не только между собой, но и к фундаменту. Если при создании ростверка были вставлены шпильки, то от анкеров можно отказаться. В брусе можно заранее просверлить отверстия для шпилек. После этого приступают к фиксации бруса основания.

Если заложить шпильки не удалось, тогда в качестве крепления придется использовать анкерные болты диаметром не менее 16 мм. Крепеж должен погружаться в фундамент минимум на 10 см. Если высота обвязки составляет 10 см, то длина болта должна составлять 20 см. Отверстия под анкер проделывают в затвердевшем бетоне. Надежность крепления обеспечивается гайками с широкими шайбами. Благодаря шайбе увеличивается пятно контакта дерева и гайки.

Болты необходимо выбирать с шестигранными гайками для отвинчивания ключом. Квадратные, круглые, отверточные разновидности в этом случае не подходят. В углах анкер не устанавливают, если брусья соединяются нагелями либо гвоздями. В противном случае первый анкерный болт располагают в углу и в пространстве между соседними углами с промежутками 1-1,3 м. При необходимости шаг можно увеличивать. Но практика показывает, что это значение не должно превышать 2,5 м. На одном брусе обвязки нижнего типа размещают не менее двух болтов.

По завершению всех работ мастер проверяет уровень бруса, углы и диагонали верхней обвязки. Если возникнет потребность, то плоскость выравнивается электрорубанком. После сцепления элементов нижней обвязки и фиксации на фундаменте, монтируют вертикальные стойки.

Крепеж для вертикальных стоек в землю KS используется при установке беседок, заборов и других конструкций. Этот элемент позволяет отказаться от заливного фундамента для кольев. Главной особенностью изделия является уникальная форма: верхушка выполнена в форме параллелепипеда, плавно переходящего в острый конец. Нижняя конструктивная часть уходит под землю. Заточенная стойка монтируется в верхний элемент и закрепляется шурупами.

Кроме увеличения скорости установки, забивной крепеж KS для стоек защищает подземную область стойки, поскольку он выполнен из оцинкованной стали высокой прочности, препятствующей разрушению в результате гниения. Забивной элемент применяется для создания долговечных конструкций с минимальными физическими и временными затратами.

Читайте также: