Металлический каркас для перекрытия

Обновлено: 18.05.2024

Перекрытия наряду со стенами являются основными структурными частями здания и в значительной степени определяют уровень его экономичности. Удельный вес стоимости перекрытий и полов достигает 18—20% от общей стоимости здания; трудоемкость устройства перекрытий составляет 20—25 от общих трудовых затрат.

Перекрытия состоят из несущей части, передающей нагрузку на стены или отдельные опоры, и ограждающей, в состав которой входят полы и потолки.

По материалу несущей части различают перекрытия по деревянным и стальным балкам, железобетонные, а также перекрытия армосиликатные и керамические.

Перекрытия должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, огнестойкости, долговечности, звукоизоляции, а также и теплоизоляции, сели они отделяют отапливаемые помещения от неотапливаемых или от наружной среды. Для гражданских зданий перекрытия следует проектировать по возможности минимальной высоты — не более 200—300 мм, поскольку увеличение высоты их влечет за собой увеличение объема здания, а следовательно, и его стоимости.

К некоторым типам перекрытий предъявляют еще специальные требования. Так, перекрытия помещений с мокрыми процессами должны быть водонепроницаемы, а в помещениях с выделением газов — газонепроницаемы.

Основным материалом для устройства перекрытий в современном строительстве является железобетон. Армосиликатные и керамические перекрытия применяют редко.

Железобетонные перекрытия разделяются на сборные, монтируемые из готовых элементов заводского изготовления, и монолитные, бетонируемые в опалубке на месте возводимой конструкции.

В настоящее время применяют почти исключительно сборные перекрытия, полностью отвечающие требованиям индустриализации строительства. Монолитные перекрытия как неиндустриальные применяют в тех случаях, когда из-за формы и размеров типовых изделий, изготовляемых на заводах или полигонах, их невозможно использовать для уникальных зданий.

Современные междуэтажные перекрытия нужно монтировать из сборных укрупненных элементов, имеющих наибольшую степень заводской законченности, чтобы исключить на постройке трудоемкие работы по устройству полов и отделке потолков.

Перекрытия по деревянным балкам применяют в деревянных зданиях и в малоэтажных каменных. ЦК КПСС и Совет Министров СССР постановлением от 19 августа 1954 г. «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства» запретили с 1957 г. применять деревянные перекрытия в жилых домах высотой в 4 этажа и более, в культурно-бытовых зданиях высотой в 3 этажа и более и в зданиях детских учреждений высотой в 2 этажа. Применять лесоматериалы для перекрытий в указанных зданиях можно только в отдельных случаях в районах, где лес является местным строительным материалом.

Устройство перекрытий по стальным балкам в гражданских зданиях в целях экономии металла в настоящее время запрещено. Однако ознакомление с этими конструкциями необходимо, так как с ними приходится встречаться строителю при эксплуатации и реконструкции ранее выстроенных зданий.

При проектировании конструктивное решение перекрытий принимают в соответствии с конструктивной схемой здания, а также в зависимости от технологических возможностей изготовляющих их предприятий, от грузоподъемности монтажных механизмов, от типов применяемых полов, а также исходя из экономических соображений.

Перекрытия по деревянным балкам

Деревянные перекрытия (рис. 100) обычно состоят из балок, являющихся несущей частью, конструкции пола, междубалочного заполнения, предназначенного для звукоизоляции или теплоизоляции, и отделочного слоя потолка. Верхним слоем междубалочного объема обычно являются звуко- или теплоизоляционные заполнители, нижним — поддерживающий изоляцию настил, называемый накатом.

В качестве балок чаще всего применяют деревянные брусья прямоугольного сечения (рис. 101). Вдоль брусьев к боковым их граням прибивают так называемые черепные бруски для опирания па них наката. Такие бруски размером 40x50 мм должны быть ан-тисептированы и прибиты к брусьям гвоздями d=4,5 мм, 1=125 мм через 300 мм.

Применяют балки двух типов: БД — с черепными брусками, закрепленными с двух сторон (рис. 101, б), и БО — с брусками, прибитыми с одной стороны (рис. 101, в).

Размеры сечения балок зависят от величины нагрузки и пролета, определяют их статическим расчетом. Более употребительные размеры сечения балок для различных пролетов и нагрузки на перекрытия жилых зданий приведены в табл. 26.

Торцы балок скашивают для увеличения поверхности испарения влаги из балок и обеспечения воздушной прослойки между торцами балки и кладкой. Расстояние между осями балок из брусьев принимают от 600 до 1100 мм.

В качестве наката, на которой укладывают изоляцию, рекомендуется применять деревянные щиты. Различают два тина щитов для накатов: ЩС — со сплошным опиранием щита на черепные бруски или полки клееных балок (рис. 102, о) и ЩП — когда щит опирается на балки с помощью поперечных планок (рис. 102, б).

В целях экономии древесины дощатые накаты можно заменять накатами из ребристых или пустотелых гипсовых или легкобетонных блоков. Такие накаты несколько тяжелее деревянных, но зато они невозгораемы и не загнивают.

Для достижения необходимой звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату делают глинопесчаную смазку толщиной 20—30 мм, поверх которой укладывают рыхлую засыпку толщиной 60—80 мм из шлака или сухого прокаленного песка.

Смазка и засыпка повышают звукоизоляцию перекрытия. Смазка закрывает щели между досками наката и неплотности в местах примыкания к балкам, а засыпка из пористого материала поглощает часть звуковых волн. В перекрытиях чердачных, а также над холодными подвалами и подпольями засыпка является теплоизоляцией и толщину ее слон определяют теплотехническим расчетом.

Конструкция пола по деревянному перекрытию состоит из дощатого пастила из строганых шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам из пластин, укладываемых поперек балок на расстоянии 500—700 мм.

Благодаря лагам под всей площадью полз создается сплошная воздушная прослойка, которая сообщается с воздухом помещения через расположение в полу по углам комнат решетки (рис. 103, а). Это обеспечивает вентиляцию подпольного пространства и удаление из него водяных паров.

В местах пересечения лаг с балками укладывают упругие прокладки из двух-трех слоев рулонного материала или полужесткого оргалита, что повышает изоляцию перекрытия от материального переноса звука.

Для уменьшения высоты междуэтажных перекрытий пол можно укладывать непосредственно по балкам. Однако отсутствие лаг несколько ухудшает звукоизоляцию от материального переноса звука и затрудняет во время укладки пола его выравнивание по уровню.

Щели между стеной и полом закрывают деревянными брусками фасонного профиля. Брусок, прибитый к стене, называют плинтусом, а в полу — галтелью. Вентилировать подполье в этом случае можно через щелевой плинтус или вентиляционные решетки в плинтусах (рис. 103, б, в).

Нижнюю поверхность деревянных перекрытий — потолок — обивают листами сухой штукатурки или оштукатуривают по драни.

Для опирания концов деревянных балок па каменные стены в последних обычно оставляют гнезда. Если в холодное время года в гнезда наружных стен будет проникать из помещения влажный воздух, то водяной пар может конденсироваться при соприкосновении с холодными стенками гнезда. Поэтому при опирании деревянных балок на каменные наружные стены предусматривают защиту концов балок от конденсационного увлажнения и загнивания — их антисептируют 3%-ным раствором фтористого натрия на длину 750 мм, а боковые поверхности концов балок для изоляции их от кладки оклеивают толем в 2 слоя на смоле (рис. 104, а).

Гнезда для балок делают таких размеров, чтобы вокруг концов их оставались зазоры шириной 20—30 мм. Эти зазоры плотно заполняют раствором, что предохраняет концы балок от доступа к ним водяного пара из помещения. Торцы балок толем не оклеивают, что дает возможность влаге испаряться из древесины, причем водяные пары выходят ив гнезда сквозь кладку наружу.

Глубину заделки балок принимают равной 180 мм. Между торцом балки и кладкой должен быть оставлен зазор не менее 30 мм, чтобы не было соприкосновения торца балки с кладкой в обеспечивалось испарение ив него влаги.

Для усиления жесткости и устойчивости стен концы балок перекрытий заанкеривают (закрепляют) в стены. Стальной анкер одним концом прикрепляют к балке, а другой конец заделывают в кладку. Анкеры ставят через одну балку.

При опирании балок на внутренние стены (рис. 104, б) концы их антисептируют и изолируют от каменной кладки двумя слоями толя. Зазор между балками и стенками гнезд также рекомендуется заделывать раствором по противопожарным и звукоизоляционным соображениям. Концы балок через каждые 3 балки связынают стальными накладками сечением 50X6 мм.

Для устройства деревянных перекрытий в санитарных узлах (рис. 105, а) по балкам укладывают сплошной настил из шпунтованных брусков толщиной 50—60 мм, по настилу наклеивают гидроизоляционный копер, а по нему настилают чистый пол (большей частью из керамических плиток на слое цементного-раствора, армируемого тонкой проволокой). Для лучшего проветривания балки снизу следует оставлять открытыми. Все деревянные элементы перекрытия антисептируют.

Особенностью чердачных перекрытий по деревянным балкам (рис. 105, б) является наличие теплоизоляции, укладываемой между балками. Иногда снизу наката под штукатуркой устраивают пароизоляцию из рулонного материала, которая предохраняет древесину от загнивания при ее увлажнении в холодное время года вследствие проникания водяных паров из верхнего этажа в чердачное перекрытие.

В целях предохранения теплоизоляции чердаков от смещения и уплотнения при хождении по ней на балки укладывают доски в направлениях вероятного движения.

Перекрытия по стальным балкам. С такими перекрытиями строителям приходится иметь дело при эксплуатации, ремонте и реконструкции существующих зданий. Они могут иметь сгораемое (деревянное) или несгораемое между бал очное заполнение.

В перекрытиях со сгораемым междубалочным заполнением (рис. 106, а) на нижние полки стальных балок обычно укладывали накат из досок, а по нему делали глинопесчаную смазку и засыпку. По верхним полкам балок укладывали деревянные лаги, по которым настилали пол. Нижняя поверхность наката оштукатуривалась по драни.

При устройстве несгораемого междубалочного заполнения по нижним полкам стальных балок устраивали монолитную железобетонную плиту или укладывали сборные плиты (рис. 106, б). По верхним полкам балок раньше укладывали деревянные лаги и дощатый пол или сборные железобетонные плиты и несгораемый пол.

В чердачных перекрытиях по стальным балкам (рис. 106, в) верхние полки балок отеплялись во избежание их промерзания. Для этого их обертывали войлоком и гудронированной бумагой. Кроме того, чердачные перекрытия утеплялись засыпкой шлаком между поставленными вертикально вдоль балок дощатыми щитами, укрепленными поверху деревянными планками.

Несущие конструкции перекрытий зданий со стальным каркасом

Несущие конструкции перекрытия передают действующие на них нагрузки опорам. Проект плана здания определяет расположение и вид опор. Шаг колонн обусловливает величину пролета и строительную высоту несущего перекрытия.

Обычные формы планов

1. Вытянутые узкие здания имеют, как правило, два ряда колонн у наружных стен и один или два дополнительных ряда внутри здания.

2. Здания с компактными планами зачастую нуждаются лишь в опорах вдоль наружных стен и около центрального ядра жесткости.

3. Сооружения с большой площадью имеют большое число колонн, которые располагаются по какому-либо определенному принципу.

Основные формы несущих конструкций перекрытий

Конструктивно несущая конструкция перекрытий каркасного сооружения разбивается на отдельные поля. Различают следующие основные формы:

Безбалочное железобетонное перекрытие

1. Простейшая массивная сплошная железобетонная плита. Большепролетные плиты имеют очень большие толщину и вес. Для уменьшения веса внутри плит устраивают пустоты или применяют часторебристые или кессонные плиты. Квадратная сетка колонн имеет преимущества благодаря равным в обоих направлениях условиям передачи нагрузки.

Перекрытие по стальным балкам

2. Перекрытие по стальным балкам характерно для стального каркасного строительства. В нем плиты перекрытия опираются лишь по двум, а не по четырем сторонам. Устройство несущих балок, обеспечивающих передачу нагрузки на колонны, весьма трудоемко, так как балки в каждой точке пересечения стыкуются с образованием жестких соединений, передающих изгибающие моменты и придающих балкам свойства неразрезности.

Толщина плит перекрытия, укладываемых по стальным балкам, часто определяется не только расчетными соображениями, но и другими требованиями, например противопожарной защиты или акустическими соображениями. Вес плит должен быть возможно меньшим, отсюда стремление к меньшим пролетам в расстановке стальных балок.

Пролет балок перекрытия между колоннами обычно составляет от 6 до 20 м, пролет плит перекрытия — от 1,5 до 3 м (рис. 2.).

Сетна колонн зданий со стальным каркасом

Квадратная сетка колонн

3. Планировка здания часто основана на квадратной сетке, в которой колонны каркаса устанавливаются в точках пересечения сетки с образованием квадратных полей перекрытий.

4. В стальном каркасе нагрузки от балок перекрытия (балок первого порядка) передаются прогона-м (балкам второго порядка). Балки перекрытий и прогоны имеют одинаковый пролет. Эта конструкция нетипична для строительства с применением стального каркаса.

Прямоугольная сетка колонн

5. Увеличение пролета балок связано с незначительным увеличением расходов. При этом образуется свободное от колонн внутреннее помещение. Оптимальная схема состоит в увеличении пролета легконагруженных балок первого порядка по сравнению с тяжелонагруженными прогонами (балками второго порядка).

Отличительная черта строительства со стальным каркасом — прямоугольная сетка колонн.

6. Этот план еще более характерен для стальных конструкций. Применена частая расстановка наружных колонн по наружной оси. При этом прогоны в наружной зоне отсутствуют. Сечение наружных колонн, которые воспринимают только нагрузку от второстепенных балок первого порядка, значительно меньше, чем сечение колонн по рис. 5 (заштрихованная зона). Общее поперечное сечение всех наружных колонн несколько больше по сравнению с сечением по рис. 5 ввиду того, что коэффициент продольного изгиба в колоннах малого сечения меньше, чем в массивных более нагруженных колоннах.

Шаг наружных колонн

Большой шаг колонн

7. Наружные колонны (рис. 5) в большинстве случаев стоят на некотором расстоянии от внутренней стены, которое оставляется для установки прогона. Поэтому они занимают сравнительно большую площадь поверхности этажа в приоконной зоне. Эта потеря площади наиболее ощутима в небольших помещениях, особенно если перегородки стоят не по оси колонн.

Малый шаг колонн

Колонны по рис. 6 почти скрыты в стеновых конструкциях. Их можно поставить перед стенами или включить в конструкцию стен. Но даже когда они размещены за стенами, они занимают площадь, не большую, чем требуется для стоящих под окнами радиаторов отопления.

8. К каждой колонне может примыкать перегородка. Это упрощает наружные стеновые конструкции, так как их можно крепить к колоннам по всей высоте этажа и нет необходимости в дополнительных стойках.

Перекрытия со стальными балками

Несущая конструкция тем экономичнее, чем короче путь, по которому нагрузки передаются на грунт, и чем меньшее число строительных элементов участвует в передаче нагрузок. При выборе направления несущих элементов, их расположения относительно Друг друга и высоты большое значение приобретает объем пространства, требуемого для проводки инженерных коммуникаций.

9. Несущее перекрытие без стальных балок. Безбалочные массивные плиты передают нагрузки кратчайшим путем непосредственно на колонны. При больших пролетах увеличивается вес плит. Эта конструкция применима лишь при малом шаге колонн.

10. Несущее перекрытие с балками в одном направлении. Балки перекрытия (балки первого порядка) соединены непосредственно с колоннами. Путь усилий при этом получается очень короткий, а конструкция поэтому весьма экономична. Сетка плана составлена из вытянутых прямоугольников, поэтому колонны в одном направлении имеют большой, а в другом направлении очень малый шаг.

11. Несущее перекрытие с балками в двух направлениях. При широком шаге колонн в обоих направлениях нагрузки от балок первого порядка через прогоны передаются на колонны. Прогон необходим как дополнительный несущий элемент, воспринимающим изгибающий момент от балок первого порядка. Пролет главных балок перекрытия h между колоннами должен быть соответственно больше, чем пролет второстепенных балок h.

12. Несущее перекрытие с трехстепенной передачей усилий. При очень больших пролетах между колоннами нагрузки от прогонов воспринимаются главными балками (балками третьего порядка) и лишь от них передаются колоннам.

Что такое металлические балки перекрытия, как их рассчитать и смонтировать?

Перекрытия из металла являются конструкцией, используемой в качестве строительного материала при строительстве различных частных и промышленных объектов.

Перед покупкой материала необходимо произвести необходимые расчеты и убедиться, что для строительства объекта подойдут металлические элементы перекрытия.

Рассмотрим и разберемся с ними подробнее.

Что это такое и каких размеров бывают?

Балка является одним из основных элементов любой конструкции, ее функции – повысить устойчивость конструкции и укрепить ее. Балка (или ригель) состоит из полок и стенок различного размера, соединенных стыковыми швами с использованием сварки. Изготавливаются элементы на оборудованных предприятиях с использованием специальных станков.

Процедура изготовления осуществляется в несколько этапов, после чего готовое изделие проверяется на соответствие ГОСТам.

Металлические конструкции различаются по размерам, для удобства они имеют номера, с помощью которых можно подобрать необходимый материал для строительства.

«10» — небольшое по размерам изделие, применяется в качестве перекрытия для укрепления подвижных элементов в строительстве. Возможно использовать как направляющую для небольших подъемников.
«12» — немного больший размер конструкции, выдерживающий большую нагрузку. Применяют за основу рам, используется в механизмах.
«14» — изделия данного размера могут использоваться в промышленном производстве для устройства в ж/б конструкции.
«16» — прочная конструкция, выполняющая роль полноценной опоры, может применяться для передвижения транспорта по цеху.
«18» — надежный опорный элемент, применяется при возведении зданий, обеспечит устойчивость большой площади.
«20» — большой элемент, который может служить основой для колонны или рамы. Часто используется в машиностроении.
«25» — изделие может служить опорой для больших кранов и крупногабаритных подъемных механизмов.
«30» — самая большая конструкция, не используемая в жилом строительстве. Является основой для подъемных механизмов.

Сфера применения

Металлические балки для перекрытий нашли свое применение в различных областях. Могут использоваться для:

Укрепления кровли в жилом и промышленном строительстве.
Создания межэтажных перекрытий.
Устройства опор и различных колонн в промышленных сооружениях и архитектурных зданиях.
Монтажа ангарных каркасов.
Шахтовых стволов.
Создания разнообразных железнодорожных вагонов.
Строительства мостов, эстакад.
Возведения металлических ферм.

На заметку: балки перекрытий из металла также можно использовать при строительстве малоэтажных частных домов.

Разновидности

Металлические конструкции отличаются по многим признакам. Это рекомендуется учитывать при выборе изделия.

По назначению

С помощью металлических балок можно создать качественное прочное перекрытие, выбрав один из вариантов.

Монолитное. В опалубку заливается бетон, производится усиление решеткой из арматуры. Поверхность получается бесшовной, отличается высокой прочностью.
Монолитно-сборное. В этом случае помимо металлических балок используются бетонные блоки, которые укладываются на стальной профиль. Участки стыков заливаются бетоном.
Составное. Используется комбинация материалов, то есть на несущие металлические изделия укладываются плиты, доски, панели. Этот вариант предполагает создание дополнительного утепления и звукоизоляции поверхности.

По материалу: стальные и алюминиевые

Металлические конструкции могут изготовляться из разных материалов. Самыми популярными являются стальные и алюминиевые балки для перекрытий.

Основными недостатками являются: высокая стоимость, низкие показатели тепло и звукоизоляции, риск образования коррозии. Монтаж стальных конструкций невозможно осуществлять без привлечения специальной техники.

По конструкции

В современном строительстве применяют несколько разновидностей металлических балок, различных по конструкции.

Тавровые. Основное сечение представляет собой стенку и полку в виде буквы «Т».
Двутавровые. Сечение металлопроката выглядит как буква «Н». Изделие отличается большей жесткостью, чем тавровое, за счет того, что с противоположной стороны имеет дополнительную полку.

Двутавровые элементы подразделяются на несколько видов, каждый из которых имеет маркировку:

Б – стандартные двутавры.
Ш – изделие с широкими полями.
У – узкополочные конструкции.
Д – среднеполочные изделия.
К – колонные балки. Ширина полки такого элемента может равняться высоте изделия.

Требования

Все требования, предъявляемые к балкам из металла, четко обозначены в ГОСТах и СНиПах. Основными требованиями являются:

Прочность. В зависимости от типа материала, используемого при изготовлении изделия, показатели прочности могут отличаться, но они должны соответствовать значениям, указанным в нормативных документах.
Период эксплуатации. Металлические конструкции, согласно ГОСТ, должны прослужить минимум 80 лет.
Устойчивость к коррозии. Готовые элементы должны быть дополнительно обработаны составами, предотвращающими образование коррозии.

Характеристики

Балки перекрытий, в зависимости от технологии производства, имеют различные характеристики.

Двутавры с наклонными полками. Угол уклона 6-12 градусов. Основные параметры:
- длина – 10-60 см;
- ширина – 5,5-19 см;
- толщина полки – 7,2 мм-1,8 см;
- толщина стенки – 4,5мм-1,2 см.
Двутавры с параллельными гранями (ГОСТ 26020, СТО АСЧМ 20-93) имеют иные характеристики:
- длина — Б-1 – 100 Б-4;
- толщина полок – 5,7 мм-3,3 см;
- ширина профиля – 55 мм-32 см;
- толщина стенки – 4,1 мм-1,95 см.
Широкополочные металлические конструкции имеют следующие характеристики:
- длина — 20Ш1- 70Ш5;
- ширина профиля – 15-32 см;
- толщина стенки – 6,0 мм- 2,3 см;
- толщина полок – от 9 мм -3,65 см.
Колонные балки имеют следующие показатели:
- длина – 20 К1-40 К5;
- ширина профиля – от 20 до 40 см;
- толщина стенки – от 6,5 до 2,3 см;
- толщина полок – 1-3,55 см.

Расчет

При планировании устройства потолка или пола с помощью металлических балок, рекомендуется грамотно выполнить необходимые расчеты.

Какие показатели учитывать?

При проведении расчетов учитывается одновременно целый ряд факторов:

площадь строящейся поверхности;
общий вес;
расстояние между металлическими балками;
максимально возможную нагрузку;
ширину пролета.

Чем больше ширина пролета, тем высота металлических изделий должна быть больше.

Формулы

Расчет производится по прочности и жесткости изделия. Вычислив значения в таблицах ГОСТа можно найти необходимый номер проката.

Линейная нагрузка рассчитывается по формуле q = Q * p и используется в последующих расчетах.

q – величина линейной нагрузки;
p – шаг укладки балок;
L – длина перекрываемого пролета.

Максимальный момент сопротивления сечения балки (Wy) находится делением изгибающего момента на расчетное сопротивление материала.

q – линейная нагрузка на балку;
L – длина пролета;
E – модуль упругости материала
Jy – минимальный момент инерции.

Особенности процесса монтажа

Процедура устройства перекрытий с использованием металлических балок имеет определенные особенности, которые необходимо знать и четко соблюдать.

Обязательно наличие четкой схемы постройки с произведенными расчетами на прочность и изгиб изделий.
К боковым граням балок крепятся бруски сечением 60х60, после чего размещается накат из досок.
Накат накрывается слоем утеплителя, выполняющего функции звуко и теплоизоляции.
Шаг между стальными балками не должен превышать 150 см, оптимальное расстояние – 100 см.
Глубина опирания концов металлических конструкций на стены – максимум 25 см.
Чтобы добиться большей звукоизоляции можно использовать не обычные, а пружинные скобы.

Плюсы и минусы применения в зданиях

Конструкции из металла обладают рядом преимуществ, благодаря которым материал широко используется:

повышенной прочностью;
огнестойкостью;
устойчивостью к внешним факторам;
повышенной надежностью;
большим периодом эксплуатации;
возможностью усилить уже построенное здание;
увеличенной несущей способностью.

Однако такие балки имеют и свои недостатки, которые также следует учитывать:

сложность проведения строительных работ;
необходимость задействовать тяжелую технику;
металл может подвергаться коррозии;
требуется производить сложные подсчеты, с чем у новичка могут возникнуть серьезные сложности.

Цены на все виды

В строительстве чаще всего используются двутавровые металлические балки. Средняя стоимость продукции представлена в таблице.

Наименование балки	Длина	Стоимость
двутавровая № 10	12 м	880
двутавровая № 10 Б-1	12 м	780
двутавровая № 12	12 м	900
двутавровая № 12 Б-1	12 м	660
двутавровая № 14	12 м	1050
двутавровая № 14 Б-1	12 м	740
двутавровая № 16	12 м	1300
двутавровая № 16 Б-1	12 м	980
двутавровая № 18	12 м	1280
двутавровая № 18 Б-1	12 м	1150
двутавровая № 20	12 м	1560
двутавровая № 25 Б-1	12 м	2150
двутавровая № 25 Ш-1	12 м	3500
двутавровая № 30	12 м	2600
двутавровая № 35	12 м	3300
двутавровая № 40	12 м	3500
двутавровая № 45 Б-1	12 м	5200

Заключение

Использование металлических балок перекрытия рационально и оправдано в области машиностроения и промышленности. В жилищном строительстве применять эти изделия невыгодно и затратно. Если все-таки решили купить металлические конструкции, то лучше выбирать алюминиевые, так как они больше всех подходят для малоэтажного строительства. Очень важно произвести правильные расчеты.

По профлисту

При постройке зданий перекрытия являются очень важной частью конструкции.

Монтаж монолита по профлисту обеспечивает многие преимущества для застройщика.

Это касается не только финансовых вопросов, но также прочности и надежности изделия.

Общая характеристика такого бетонного монолитного перекрытия

Конструкция состоит из нескольких элементов, собранных в определенном порядке.

Части монолитного перекрытия по профнастилу:

Полученный жб массив отличается повышенной жесткостью. Нагрузка в перекрытии распределяется на колонны, а не на стеновые конструкции. Для каждой колонны формируется отдельный фундамент.

Колонный фундамент выдержит нагрузку только по своей стороне.

Поэтому рекомендуется залить ростверком каждый оголовок.

При выборе материала необходимо учитывать основные требования к перекрытиям:

Профлист должен выдерживать вес жидкой смеси из бетона до застывания. Так как лист не очень хорошо сцепляется с раствором, то для усиления сцепления на профиле есть специальные насечки.

Также для перекрытий следует выбирать профлисты с дополнительными ребрами жесткости. Показатель жесткости можно определить по высоте профиля. При сооружении монолитного перекрытия используют листы с высотой волн 60 мм и толщиной листа не менее 0,7 мм.

Область применения

Перекрытие по профлисту используется при монтаже межэтажных и чердачных перекрытий. В зависимости от цели, необходимо выбрать вид материала.

Чердачное нежилое перекрытие испытывает меньшую нагрузку, межэтажное – намного больше. Поэтому для чердачного следует выбрать профиль с меньшим показателем жесткости. Листы в конструкции бетонного перекрытия выполняют роль опалубки.

Такие изделия применяются при сооружении:

малоэтажных и промышленных зданий;
гаражей;
складских и торговых помещений.

Также часто используются при строительстве конструкций из газо- и пенобетона или реконструкции зданий с заменой старых деревянных перекрытий на монолитные бетонные.

Какой профнастил нужен для работы?

При выборе профлиста для монолитного бетонного перекрытия необходимо обратить внимание на параметры материала:

Несущие свойства, которые заложены в маркировке. Профлист Н57, Н60, Н75 и Н114 позволит выдержать вес залитого бетонного раствора.
Присутствие дополнительных ребер жесткости. Это позволит использовать лист меньшей толщины.
Толщина листа. Несущая способность профнастила напрямую зависит от его толщины. Однако увеличение толщины соответственно увеличивает вес изделия. Поэтому рекомендуется брать материал со средним значением 0,8 мм или 0,9 мм.
Высота волны – оптимально 60 мм.
Структура защитного покрытия. Для сооружения перекрытий следует брать листы с покрытием из полиэстера, ПФДФ, пурала, пластизола.

Требования к профлисту:

ровная поверхность без повреждений;
края без заусениц;
равномерность окраски;
способность сгибаться без разрушения;
возвращение к первоначальной форме после разгибания.

Все эти задачи решает применение несущего профнастила марки:

Листы особой формы рельефа с высокой гофрой:

Полная информация о профнастиле для перекрытий здесь.

Расчет количества

Перед началом работ необходимо провести расчет. При этом нужно руководствоваться требованиями нормативных актов строительного законодательства.

Основные данные для проведения расчета:

габариты помещения;
свойства несущего листа;
возлагаемая нагрузка;
величина шага и длина поперечных балок.

Лист по длине должен опираться на три балки.
От значения планируемой нагрузки зависит высота плиты и сечение арматурного каркаса.

При расчете нужно выбирать толщину конструкции в соотношении 1:30 к дистанции между поперечными балками. Общая толщина монолитного перекрытия может составлять значение от 70 мм до 250 мм. Избежать прогиба листов можно с помощью уменьшения шага пролета.

Еще один параметр, на который следует обращать внимание – вес принимающей полезной нагрузки. Норма равна 150 кг/м², к ней нужно прибавить 33%. Погрешность при расчете общей величины эксплуатационной нагрузки не должна превышать 0,5 кг.

Толщина опорных балок и тип профиля напрямую зависит от общего веса конструкции и значения расчетной нагрузки. Вес перекрытия служит базой для определения количества и типа колонн, параметров колонного фундамента, величины нагрузки на одну колонну.

Без предварительного расчета не следует начинать возводить конструкцию. Это может привести к деформации профлиста или всей постройки из-за неверного определения вероятной нагрузки на перекрытие.

Детали расчета можно подробнее изучить в статье по ссылке.

Расходные материалы и инструменты

Для изготовления монолитной конструкции понадобятся такие материалы:

Бетон. Можно применять тяжелый бетон на мелкозернистом или обычном наполнителе и легкий на пористом наполнителе. Класс тяжелых смесей по прочности на сжатие не менее В15, класс легких – не ниже В12,5. Остальные характеристики бетона должны соответствовать СНиП 2.03.01-84. 2.2.
Стальной профнастил марок Н и НС.
Арматура стальная стержневая класса А- II и А- III, проволочная — класс Вр. Рекомендуется использовать арматуру А 400С с диаметром сечения 10,8 мм.
Заклепки и строительные шурупы, жесткие саморезы.

Для работы необходимо приготовить:

бетономешалку;
песок;
лопату;
мастерок.

Также понадобится инструмент для крепежных материалов.

Пошаговая инструкция по монтажу

Выбор варианта сооружения перекрытия зависит от особенностей конструкции здания. Есть два основных вида монолитных перекрытий:

Балочные. Этот вид подразумевает установку несущей конструкции под профлистом, которая состоит из опорных балок и колонн.
Безбалочные. В этом варианте перекрытие опирается на стены (капитальные) и передают нагрузку на металлические колонны, выполняющие роль дополнительных опор.

Технология возведения монолитного перекрытия по профнастилу предусматривает установку дополнительных стоек. После затвердевания бетонной смеси их необходимо убрать.

Этапы монтажа:

крепление опалубки из профлиста;
армирование;
заливка бетоном.

Каждый шаг имеет свои нюансы, выполнение которых обязательно.

Пример схемы устройства:

Несъемная опалубка

Основной этап в возведении конструкции — это подготовка и заливка несъемной опалубки из бетоны. Монолитное перекрытие в готовом виде может служить потолком без дополнительного декорирования.

Второе звено, повышающее надежность элемента – профиль. Он обеспечивает ребристое сечение. В итоге конструкция становится более надежной и значительно снижаются затраты на армирование.

Вначале необходимо соединить перфорированные листы с поперечными балками. Затем приступать к монтажу опалубки. Процесс выглядит так:

Установить вертикальные металлические балки. Количество балок не должно быть менее 3-х.
Уложить профилированный настил внахлест в 1 или 2 волны. При этом важно следить, чтобы ребра листа были расположены перпендикулярно к несущим балкам. Крепить листы нужно усиленными саморезами 5,5 мм х 32 мм. На местах нахлестов использовать заклепки. Крепление нужно делать по стыкам профлиста и балок.

Для обеспечения большей прочности следующим этапом нужно провести армирование опалубки.

Армирование

На стадии армирования перекрытия понадобятся крепкие элементы из металла:

проволочная сетка с ячейками, размер которых может быть любым;
прутки металлические разного диаметра и сечения.

Арматура является каркасом перекрытия, увеличивающего прочность и долговечность изделия. Все элементы должны быть между собой крепко и надежно соединены. Это можно сделать с помощью сварки или скрутки.

Если металлические прутья расположить отдельно, то они не обеспечат монолиту надлежащую надежность. Для хорошего сцепления элементов с бетоном рекомендуется брать сетку или прутки с рифленой поверхностью. Расстояние от арматуры до наружного слоя бетона не должно быть менее 5 см.

Вариант армирования монолитного бетонного перекрытия по профлисту:

Бетонирование

Это завершающий этап устройства опалубки после армирования. Для заливки рекомендуется использовать бетонную смесь марки М350 и мелкофракционный щебень (менее 5 мм). Такая смесь хорошо заполнит пустоты. Обычная толщина заливки – 7-8 см.

Нюансы процесса:

До начала заливки усилить профнастил дополнительными опорами. Это могут быть балки, которые нужно установить по осям пролетов. Это временные технологические опоры, которые следует демонтировать после застывания бетонной смеси.
Бетонирование монолита будет более качественным, если его сделать за один раз. Но, при больших площадях рекомендуется заливать по одному пролету за день.
Следующий шаг – нужно дать бетону выстояться, чтобы он набрал рабочую прочность. Цикл созревания смеси равен 10 суткам. Но окончательное время готовности зависит от погодных условий. Зимой этот период может занять 1 месяц и более. При температуре ниже 0°С в смесь следует добавить пластификаторы. Летом при сильной жаре бетон необходимо постоянно смачивать водой, чтобы избежать растрескивания раствора.

Чтобы получить качественный монолит, необходимо уплотнить слой бетона вибратором и «прожелезнить» сухим цементом.

Прочность конструкции будет высокой при правильном расчете и выборе материалов, а также при точном соблюдении технологических требований.

В момент бетонирования необходимо проверять уровни опалубки и выравнивать внутреннюю поверхность.

После созревания бетона нужно заделать трещины и очистить поверхность монолита от загрязнений.

Ошибки и сложности при устройстве

Риски при монтаже монолитного перекрытия связаны с некоторыми недостатками профлиста. Перечень непредвиденных моментов, с которыми можно столкнуться в процессе работ:

потребность в увеличении количества бетонного раствора;
снижение жесткости конструкции;
сдвигание сроков строительства;
превышение сметной стоимости.

На что следует обратить внимание:

Качество расчета. Не следует экономить на услугах проектировщиков. Если расчет проведен неправильно, то несущие профлисты могут не выдержать увеличенную массу бетона.
Качество инструмента и комплектующих. Инструмент необходимо брать удобный с высокой прочностью.
Скорость работ. Профлист нагревается очень быстро и сушит бетон. При задержке это усложнит работу.

При соблюдении рекомендаций и технологии, прочность конструкции будет соответствовать нужным значениям.

Плюсы и минусы профилированного настила

Перекрытие по профнастилу имеет перечень преимуществ:

Хорошую жесткость. Это дает возможность опалубке выдержать вес жидкой бетонной смеси.
Равномерность нагрузки. Использование несущего профлиста в перекрытии приводит к равномерному распределению на каркас нагрузки от веса.
Прочность. Дополнительную прочность обеспечивают ребра жесткости листа, которые являются частью армирования.
Простота и удобство монтажа. При работе не нужна спецтехника, можно заливать большую площадь и не снимать опалубку.
Пожаробезопасность. Бетонное монолитное перекрытие с металлическим листом имеет высокую степень защиты от воздействия огня.
Эстетичный вид. Наружная часть опалубки выглядит очень аккуратно и может использоваться без дополнительной отделки. Конечно, не в жилом помещении.
Снижение финансовых затрат.
Большой срок службы.

Недостатки:

Увеличение времени строительных работ из-за периода созревания бетонной смеси.
Необходимость одновременной заливки всей массы бетона для улучшения качества монолита.

Однако, при соблюдении технологических требований, преимущества подобного вида перекрытия преобладают над недостатками.

Цена за работу

Цена на работы по монтажу монолитного бетонного перекрытия по профнастилу колеблется от 600 рублей до 3500 рублей за 1 кв. м. Стоимость зависит от статуса исполнителя и перечня операций, которые включены.

Максимальная цена складывается из стоимости:

профлиста (1 кв. м);
арматуры (п.м/кв.м);
бетона;
металлических балок опирания.

Также цена зависит от категории используемой техники при монтаже.

Заключение

Для изготовления монолитного перекрытия по профлисту не требуется высокой квалификации исполнителя. Подобную конструкцию можно собрать самостоятельно. Чтобы получить качественный результат, нужно очень внимательно отнестись к этапу расчета и тщательно выполнять инструкцию по созданию монолита.

Какие бывают фермы перекрытий: деревянные, металлические и другие

В переводе с латинского термин «ферма» означает прочный, а фактически, это прямолинейные стержни, соединенные в узлах, куда прикладывается совокупность сил.

Точное понятие о предмете, расчетах и нагрузках дает сопромат и строительная механика.

Особенность стержневой системы в ее геометрической неизменности, когда при необходимости заменяют жесткие узлы на шарнирные. Если отсутствует расцентровка и вне узловая нагрузка, в элементах создается усилие на растяжение и сжатие.

Применялись фермы с древних времен, сейчас выпускают в основном для строительной индустрии, элементы отличаются по материалам изготовления, конструктивным особенностям и назначению.

Что это за балки?

Историки считают, что первым инженерным сооружением у древнего человека была ферма. Сейчас даже дети могут создать, эту уникальную по сути строительную конструкцию в виде шалаша. Более ценным примером служит скатная крыша со стропилами, стойками и раскосами.

Получается, что собрать подобного вида сооружение смогут все, но не многим дано делать расчет сечения стержней по заданным нагрузкам. Здесь главенствует сложная наука сопромат. Среди студентов даже ходит поверье, кто сдаст этот предмет без проблем, может создавать семью. А потребность в сквозных стержневых конструкциях увеличивается. В состав которых входит:

верхний и нижний пояс;
решетки;
вертикальные стойки;
наклонные раскосы.

Фермы отличаются от строительных балок постоянным сечением и прочностными свойствами материалов изготовления, на них будут воздействовать максимальные нагрузки. Эти строительные элементы могут менять только высоту.

Размер параметра зависит от пролетов. Хотя фермы, это те же балки перекрытия только не сплошные, а сквозные, которыми также перекрывают расстояние между опорами здания. Для производства применяют материал:

древесину;
металл;
железобетон;
пластик.

Справка. При изготовлении изделий используют в основном только жесткие узлы. На шарнирные происходит условная замена, чтобы максимально упростить расчеты.

Определение номинального напряжения конструкции, показанной на рисунке происходит по стандартным уравнениям равновесия. С жесткими узлами сооружение становится статистически неопределимой системой. А условная замена на шарнирные позволяет получить близкий по значению результат.

Классификация по разным направлениям

Конструкторы создали в большом количестве, разные по формам и видам строительные фермы перекрытия. Конструктивным элементам понадобилась сортировка. В общую классификацию входят описание основных параметров.

По признакам определяют:

назначение;
материал изготовления;
конструктивные особенности – тип поясов, решеток и способ опирания.

Конструкции бывают:

обычными;
комбинированными;
с напряжением.

Элементы отличаются величиной усилий, их выпускают:

легкими, одностенчатыми;
тяжелыми, двустенчатыми, применяют для крупных сооружений.

Балку характеризует назначение:

башенное;
крановое;
мостовое;
опорное;
стропильное;
гидротехническое;
транспортное.

Конструктивные особенности отличаются поясами двухпоясными и трехпоясными, которые имеют высокое сопротивление на изгиб горизонтальных плоскостей с повышенной устойчивостью на сжатие по периметру. Внешний контур наделен определенными габаритами, длиной, высотой и уклоном, имеет тип:

вспарушный;
параллельный;
рыбчатый;
многоугольный;
параболический;
трапецеидальный;
треугольный.

Обратите внимание. На общественных зданиях применяют установку вспарушных и рыбчатых конструкций. В промышленном строительстве используют параллельные пояса.

Внешним контуром воспринимаются продольные силы, на решетки приходятся поперечные нагрузки.

Решетки тоже устанавливают разные:

крестовые;
раскосные;
ромбические;
треугольные.

Сооружения опираются на опоры в виде колонн, стен, подстропильных балок. Отсюда произошло разделение на тип:

балочный;
двух или многоопорный;
арочный;
вантовый;
рамный;
комбинированный.

Поперечное сечение стальных конструкций определяется по виду прокатного профиля:

уголка;
трубы;
швеллера;
тавра или двутавра.

У металлических ферм крепят прогоны, устанавливают уголки с резьбой для болтов.
Односкатные кровли строят с деревянными фермами, опирание стропильных ног осуществляется на стены строения.

У двускатных кровель висячих, наслонных и арочных, стропила ставят на мауэрлат, внутреннюю стену, поддерживают прогоном.

Открытые профили при парном соединении больших по длине элементов, могут функционировать по отдельности.

Когда происходит сжатие, чтобы они не сгибались в разные стороны, необходима установка соединительных прокладок. Если соединение осуществляют встык, применяют фасонку, уровень толщины которой зависит от нагрузок.

Требования к материалам

Конструкция должны быть надежной, крепкой и устойчивой, так как на ферму приходятся основные нагрузки. Чтобы в узлах или точках крепления, самого слабого звена был надлежащий уровень жесткости, сборку выполняют без зазоров в местах соединения. Изготовление происходит в соответствии с нормативными документами:

– нормы на подстропильные сооружения, действует с 01.01.2017 г. – регулирует производство стальных ферм. – указывает на технические условия железобетонных конструкций. – ГОСТ 7566-94 – установлены размеры, правила по маркировкам для двутавровых балок.

Стандарты разработаны для конкретизации общих строительных правил:

Характеристики

В зависимости от типа пояса, конструктивных форм, выпускают разные по размерам балки (6, 8, 12 метров). Стандартные параметры указаны в таблице:

Решетки тоже имеют характерные особенности:

Расчет

Ученые из сферы математики, механики разработали и применяют простые и сложные методы для расчета нагрузок.

Справка. При использовании аналитического способа строят графики сил, рассекают конструкцию. Сквозное сечение с вырезкой узлов подойдет для расчета статически определяемой фермы.

Для этого нагрузки на балку сводят к слабым точкам соприкосновений со стеной. Находят реакцию опор по аксиоме из теоретической механики. Где говорится, что несвободные тела можно принять за свободные, если их связи заменить действием реакций сил, которые ограничивают движение тел.

В данном случае используют уравнения равновесия. Берут узел с 2 стержнями, условно убирают его, заменяют, разрезанные стержни на их реакции, направленные из элемента. По правилу знаков у растянутого стержня положительная сила.

Расчет сооружений выполняют специалисты на стадии проектирования объекта, правильность которых влияет на безопасность эксплуатации сооружения. Самостоятельно можно определить нагрузки, которые выдержит конструкция в узлах. Основные силы распределяются по типу:

Постоянному, куда входит вес фермы вместе с системой.
Временному – усилия подвесных устройств.
Кратковременному – атмосферные осадки и ветра.

Постоянное расчетное усилие определяют с учетом площади, где будет собираться груз. К примеру, чтобы рассчитать кровельную нагрузку применяют формулу:

S = (m + m1 : cos a) x c

m – вес конструкции вместе со связями;
m1 – масса объекта;
a – горизонтальный наклон в верхнем поясе;
c – расстояние между балками.

Грамотное проектирование стропил делает строительство крыши на порядок дешевле.

Расчет фермы на видео:

Процесс монтажа своими руками

Монтаж сооружений из любого материала происходит в соответствии с чертежами. Крупные элементы поднимают стреловыми кранами, используют оттяжки, чтобы снизить раскачивание конструкции.

Справка. Для крепления к железобетонным колоннам и кирпичным стенам используют анкерные болты. Устройство начинают с того участка, где предусмотрено расположение связей.

Первые балки крепят с расчалками, их снимают после закручивания болтов, сваривания стыков.

Плюсы и минусы применения

Каждая конструкция вне зависимости от характеристик имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с аналогичными продуктами, но из другого материала.

Плюсы деревянных устройств:

легкие для обустройства;
отличный уровень несущей способности;
хорошая звукоизоляция;
сравнительно небольшой вес.

Недостатки:

у стандартных балок меньше толщина перекрытия;
сложное производство высококачественных изделий;
высокая стоимость.

Металлические сооружения отличаются:

длительным сроком эксплуатации;
низкими транспортировочными расходами;
высокой прочностью.

Но металлический каркас трудно установить из-за значительного веса конструкции.

Средние расценки

Стоимость изделий нужно уточнять непосредственно у продавца или производителя. Для примерной ориентации можно ознакомиться с расценками из разного временного периода.

Прайс лист на фермы из металла:

В Москве изготовят изделие для навесов из профильных труб, конструкцию для коттеджа за 5500 руб. Любой вид продукции – профильный, арочный, для ангаров и гаражей предлагают купить в Михеево за 4300 руб. В Омске можно приобрести стропильную ферму за 1200 руб. В Тюмени продают железобетонные балки по 2500 руб.

Заключение

Ферма сооружение серьезное, поэтому не стоит самостоятельно приступать к изготовлению или монтажу, если на это нет профессиональных навыков.

И расчет лучше доверить проектировщику, так как для этого используют сложные формулы, нужны специальные знания. Цены постоянно меняются, их необходимо уточнить ближе к началу строительства.

Читайте также: