Монолит по металлическим балкам

Обновлено: 05.10.2024

При расчете конструкций зданий и сооружений инженер выполняет построение расчетной модели из конечных элементов и, как правило, модель подходит только для одного расчетного случая. В заметке рассмотрим сложности при работе со стальной балочной клеткой, на которую опирается монолитная железобетонная плита.

Представим задачу: необходимо выполнить расчет несущей способности стальной балки, если известны конструкция балок (длина, шаг) и конструкция покрытия. По большинству рекомендаций инженер без труда вычислит грузовую площадь, составит расчетную схему в виде балки, приложит нагрузку и получит изгибающий момент, который и пойдет для проверки сечения.

Если необходимо учесть действие ветра на раму, то стоит собрать многоэтажную раму или все здание, приложить нагрузку ветра, получив при этом новые значения моментов. При креплении балок к колоннам с помощью жестких узлов отличие от значений одиночной балки будут существеннее. Итак, собрав схему, мы получим пространственную рамную конструкцию, загрузим ее также по грузовой площади, получим моменты и проверим сечение (рис. 2). Самое интересное начинается, когда в задании фигурирует неравномерная боковая нагрузка или, чаще всего, сейсмика.

Роль связевых элементов в здании со стальным каркасом нередко выполняют монолитные плиты перекрытия. Если не моделировать их, то получим изгибающий момент балок из плоскости, который непременно повлияет на проверку сечения (получится изгиб в двух плоскостях). Произвольная боковая нагрузка на схему и усилия от ее действия приведены на рис. 3. Изгибающие моменты в такой конструкции из плоскости кажутся не естественными, поскольку плита раскрепляет балку по всей длине, значит любые горизонтальные выгибы балки должны быть компенсированы жесткостью плиты. Пробуем смоделировать перекрытие по балкам с помощью традиционных пластинчатых элементов – КЭ тонкой оболочки. Присваиваем жесткость плите, анализируем результаты (см. рис. 4). В качестве инструмента по расчету конструкции подойдет практически любая программа, работающая на методе конечных элементов.

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.

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.

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий - монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.).

Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

- временная нагрузка на перекрытие,

- нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

- нагрузка от веса полов,

- собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 - длина балки, L 2 - расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло - хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала - пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты - временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L - расстояние между балками.

Задаемся шагом балок - 2,5 м, направление балок - вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия - 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры - 35 мм.

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

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.

Читайте также: