Монолитное перекрытие по стальным колоннам

Обновлено: 02.05.2024

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.

Монолитное безбалочное перекрытие на металлических колоннах. Как реализовать.

Добрый день. Стоит задача спроектировать монолитное перекрытие толщиной максимум 250мм без балок металлических и монолитных, а колонны металл. Как такое реализовать, как опереть плиту на колонну, какие есть решения?

Спасибо, а откуда выкопировка, что за автор, хотел бы почитать как считать такие узлы?

Я вот так как-то думал сделать -
Так допустимо реализовать?

Узел колонна-перекрытие будет шарнирным для колонны,а в монолитном перекрытии в месте пропуска колонн будет возникать опорный момент. Или Вы считаете что работать оно будет как то по другому?

Вообще то как законструируешь так и будет работать.Стыки клонн всегда жесткиеИ перекрытие лучше жестко соединять с колонной, те арматуру не прервать в зоне колонны

Я вот так как-то думал сделать - Вложение 88321
Так допустимо реализовать?

Не думаю, что конструкция безбалочной бескапительной плиты при металлических колоннах должна как-то отличаться от таковой при железобетонных, за исключением, разумеется, того что надопорные стержни не пропустишь через колонну. Поэтому, коли применяете для поперечной арматуры какркасы "лесенка", никакого смысла варить их к колонне нет. И средний стержень тоже не нужен.
Опорный столик лучше сделать непрерывной "юбочкой", при этом можно даже уменьшить длину свесов.

Если уж стык колонна-перекрытие по хорошему в монолите относится больше не к жесткому соединению, а к соединению с ограниченной податливостью из за рабочего шва бетонирования, трещин возникающих в том числе и в сжатой зоне и многих других факторов то принимать жесткое соединение в металле я бы точно не стал. Пролетный момент в любом случае увеличится за счет разрушения сжатой и растянутой зоны бетона, проскальзывания арматуры в наиболее напряженном месте колонна-перекрытие (в случае приварки арматуры к сечению колонны).

Откуда такие сведения?Это жечткий узел и шов бетонирования здесь не при чем - он сжат.Никаких проскальзываний и разрушений быть не должно.Прожигать тоже ничего не надо полно других способов

Ходил у нас по Самаре отчет о поездке одного известного конструктора в НИИ Железобетона по вопросу проектирования зданий с безригельными плоскими перекрытиями, там было написано что под влиянием пластического шарнира образующегося в стыке колонна-перекрытие происходит увеличение пролетного момента примерно до уровня ql^2/16. В старых нормах тоже были аналогичные пункты, правда они давали меньшее увеличение и не прописывали конкретных случаев.

Это сведения из серии ОБС.Безбалочные перекрытия и так провисают за счет трещин, да еще там пластический шарнир допускать - чего ради?Про старые нормы - какие и какой пункт?В самом простом случае при шаге ар-ры 100-200 мм просверлить 1-2 отверстия в колонне.Приварит швеллера в двух направлениях и к ним приварить верхнюю и нижнюю ар-ру.В ин-те можно это найти.

Провисают то они не из за трещин, трещины это лишь часть процесса. Из за частичного локального разрушения бетона в приопорных зонах появляются трещины которые в свою очередь приводят к увеличению момента в пролете и снижению модуля деформации бетона, а последствием происходящего и является увеличение прогиба.

Ради прочности и снижения деформативности. В описанной постом системе я бы предложил вообще ограничится шарниром в узле колонна перекрытие.

При хорошей нагрузке и средних пролетах шаг стержней в опорной зоне может доходить до 50мм. [200мм Вы немного загнули, такой шаг в местах с наибольшим моментом невыгоден в виду необходимости устанавливать большие диаметры, которые в свою очередь приводят к вырождению плиты и негативно отражаются на трещеностойкости. При расчете на трещеностойкость, которая в последнее время является основной при подборе арматуры лучше ставить меньший диаметр с частым шагом.]. Да и еще, на заводе изготавливать колонну с отверстиями вряд ли стоит, можно потерять на точности монтажа, а на площадке выполнять отверстия сверлением, да еще по хорошей технологии, никто не будет. Скорее всего прожгут газовой сваркой и все. Диаметр отверстия тоже стоит иметь в виду для d12 он составит не менее 16мм (более вероятно 18мм).

На стыке бетонн-сталь возможно проскальзование верхней арматуры за счет сниженного показателя сцепления бетона. Возможно так же частичное разрушение бетона верхней зоны в указанном узле. [Нижнюю арматуру варить смысла то нет, во первых она не работает, а во вторых смысл варить? если нижняя зона будет испытывать сжатие.].

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.

Балочные

Балочные перекрытия – одни из важных компонентов в конструкции дома. Данная часть перенимает нагрузку от стен и кровли и передает ее на основание здания.

Перекрытия служат диафрагмой жесткости в горизонтальном срезе дома. Они обеспечивают устойчивость конструкции и для нижних этажей служат потолком, а для верхних – полом.

Чтобы подробнее узнать о перекрытиях в доме, рекомендуется ознакомиться с их особенностями, видами, назначениями и требованиями.

Что означает понятие?

Под термином «балочное перекрытие» понимают элемент балочной системы, который часто используется в многоэтажном доме. Оно представляет собой горизонтальную несущую конструкцию, служащую разделителем строения по высоте. Перекрытия выполняются из разных материалов, в зависимости от особенностей конструкции здания.

Основные отличия балочного перекрытия от других:

несущим элементом выступают балки;
они монтируются в стены на определенном расстоянии;
для получения полноценной горизонтальной конструкции в них кладут заполнитель;
чтобы обустроить перекрытия, используют деревянные, железобетонные или металлические изделия.

В отличие от безбалочных перекрытий, которые сооружаются из однородных элементов, здесь несущей частью выступают сами балки. Если сравнивать два эти типа перекрытия, то существенная разница состоит в том, что в безбалочных конструкциях основание заливается бетоном с применением арматуры или же бывает сборной.

В балочных перекрытиях нет цельных элементов: планки укладывают от стены к стене и уже после сборки заполняют настилом.

Разновидности перекрытий

Балочные перекрытия можно разделить на несколько видов. Они делятся по конструкции, по типу самих балок.

По конструкции

Для начала стоит рассмотреть, какими бывают перекрытия по конструкции.

Монолитные железобетонные

Суть такого перекрытия состоит в том, чтобы не делать слишком толстую плиту, а сосредоточить материал в определенных местах, тем самым уменьшив вес перекрытия.

Такие конструкции очень простые в расчетах: плита работает только в одном направлении, из нее вырезают участок и рассчитывают, как балку. То же самое проделывают с главной балкой. Монолитная плита опирается на балки, которые, в свою очередь, опираются на колонны. Балки могут располагаться как вдоль, так и поперек здания.

Сборно-монолитные

Такое решение – одно из самых современных и представляет собой легкую, но надежную конструкцию. Она состоит из:

специальных балок;
блоков-вкладышей;
армирующего каркаса и бетона.

Такая конструкция дает возможность проведения работ в местах с ограниченным доступом техники. При этом плита получается более ровной, чем заводское ж/б изделие.

Сборные

В состав такой конструкции входят панели или плиты, а также балки, которые их поддерживают. Такие планки называются ригелями, они опираются на колонны. Заполнителем часто служат гипсобетонные или легкобетонные плиты.

По типу балок

По типу балок перекрытия можно разделить на:

В частном домостроении нередко выбирают именно дерево. Они имеют минимальную стоимость, малый вес и простой монтаж. Но такие планки склонны к загниванию и поражению жуком-короедом. Металлические ригели более надежны и долговечны, но такой вариант не пользуется спросом у застройщика.

У них хороший предел огнестойкости и высокая несущая способность. Такие балки склонны к поражению коррозией в местах повышенной влажности и имеют высокую стоимость.

Железобетонные планки могут перекрывать большие пролеты длиной до 7 метров. Они надежны и долговечны

Больше информации о видах балок перекрытий здесь.

Требования

Требования частично определяются по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки воздействия», где сказано, что перекрытия должны обладать необходимой прочностью, чтобы выдержать собственный вес, а также те нагрузки, которые на них воздействуют.

Конструкции в жилых зданиях должны равномерно выдерживать нагрузку не менее 200 кг на 1 метр квадратный. В частном строительстве этот показатель увеличивается, а для чердаков – наоборот, снижается.

Перекрытие также должно быть жестким и не прогибаться под воздействием нагрузок. Оно не должно быть зыбким и не колебаться при перемещении мебели по полу или при движении людей. Перекрытия должны обеспечивать защиту комнату от проникновения в нее воздушного и ударного шума. По СНиП они не должны быть дорогими в производстве.

В итоге можно подчеркнуть основные требования к конструкции:

жесткость;
прочность;
доступность;
экономичность.

Материал перекрытия балок выбирается исходя из того, где будет использована конструкция. Деревянные применяют в частном строительстве, а железобетонные – в сооружении многоэтажных многоквартирных домов.

Схема слоев пирога

Устройство пирога перекрытия имеет определенную схему. Ее лучше придерживаться, чтобы добиться прочности и жесткости конструкции.

Можно привести пример на основе деревянных балок для перекрытия:

Деревянные бруски, которые укладываются ребристой стороной или в прямом положении.
Доски, которые являются черновой отделкой потолка.
Тепловая или звуковая изоляция. В качестве нее может выступать минеральная вата, шлак, песок, пенопласт или керамзит.
Гидроизолирующий материал из плотного полиэтилена или рулонной резины.
Накат чернового или чистового пола.
Слой пароизоляции со стороны потолка.

После укладки всех слоев пирога можно осуществлять чистовую отделку поверхности. Если балочное перекрытие служит полом для 2 этажа, то есть смысл выполнить утепление.

Это поможет предотвратить чрезмерную сырость в помещении, повысит температуру в здании, предотвратит появление грибка и выпадение конденсата. Кроме того, такой шаг сократит затраты на отопление. То же самое касается и чердака, который без утепления пола может оказаться холодным помещением.

Расчет

Чтобы рассчитать балки для сооружения перекрытий, необходимо знать размер пролета, размер самих балок и шаг, с которым они прикреплены. Эта информация поможет вычислить, какую нагрузку сможет выдержать балка.

Например, пролет составляет 5000 мм, при этом ширина и высота поперечного сечения балки равна 100х200 мм. Кроме того, шаг балок, с которым они закреплены равен 70 см. Из этого следует, что предельная нагрузка на одну балку составит 215 кг/м 2 . При этом рекомендуемой предельной нагрузкой на балку для межэтажного перекрытия лучше считать не менее 400 кг/м 2 .

Подробнее о принципах расчета читайте в статье по ссылке.

Процесс монтажа и крепления балок

Перед монтажом балок. Необходимо выполнить их раскладку. Чтобы пол имел один уровень, вспомогательные балки закладывают в несущие стены ниже остальных на высоту своего сечения. Сами балки укладывают в специально подготовленные заранее ниши в стене.

Для долговечного и надежного опирания глубина заделки балки должна составлять не менее 150 мм. При этом в такой нише должен оставаться воздушный зазор 20-30 мм. Он исключит контакт балки со стеной, которая может быть холодной.

Если стены имеют утеплитель с внешней стороны, то нишу не следует ничем заполнять. Если же утеплителя нет, то ниша может стать проводником холода. Торцы деревянных балок перед укладкой в стену отпиливают под углом 60-70 градусов.

Полная информация о монтаже в этой статье, а о креплении здесь.

Как удлинить и срастить?

Иногда случается так, что необходимо заполнить балками пролеты, которые имеют размер больше, чем сам древесный материал. Это часто случается при использовании бруса, который выпускается длиной до 6 метров. В таком случае используют технологию наращивания балки по длине.

Для этого применяют несколько методов:

соединение встык;
косым прирубом;
внахлест.

При соединении встык концы бруса отпиливают под углом 90 градусов, используют деревянные накладки для сращивания, закрепляя саморезы в шахматном порядке.

При наращивании «косым прирубом» концы элементов подрезают под косым углом, соединяя через сквозное отверстие шпилькой. Такой вариант актуален для бруса квадратного сечения. При соединении внахлест сам стык должен составлять не менее 1 метра.

Подробнее о сращивании балок тут.

Армирование

Армирование ригелей перекрытий происходит тогда, когда используются деревянные балки. Это позволяет продлить срок службы конструкции. Деревянные балки со временем приходят в частичную негодность, что может угрожать целостности здания.

Причинами этому служат грызуны, сырость, резкие перепады температур или естественный износ. Армировать балки можно с помощью специальных накладок, металлических протезов, а также с помощью увеличения площади сечения или углеволокном.

Описание технологий:

Накладки нужны тогда, когда есть повреждения на определенном участке. Усиление заключается в том, чтобы установить с двух сторон деревянные накладки, закрепив их болтами с гайками и шайбами.
Стальной протез используется в качестве замены деревянных накладок или же в местах примыкания балки к стене. Для этого применяют профили круглого сечения. Швеллера, уголки или листовой металл. Закрепление происходит болтами, шайками и шайбами.
Увеличение площади сечения подойдет тогда, когда изначально был неправильно произведен расчет. Между балкой и материалом для увеличения сечения должна быть проложена гидроизоляция.

Углеволокно накладывают слоями в нужном месте и закрепляют клеем. Этот способ подойдет тогда, когда вышеописанные методы не актуальны.

Дефекты, причины и их устранение

К дефектам балочных перекрытий можно отнести:

сучки на деревянных ригелях;
трещины на железобетонных балках;
прогнившие участки;
участки с образованием плесени;
деформации балок;
коррозия стальной конструкции;
удары и вмятины на железобетонных или металлических изделиях.

Причинами таких дефектов становится не только неправильный монтаж устройства, но и их расположение в местах, которые не были для этого подготовлены. Деревянные изделия прогнивают из-за отсутствия вентиляции в нише, куда они закладываются. Здесь оседает конденсат и образуется грибок. Деформация металлических изделия происходит при неправильной транспортировке.

Чтобы выровнять прогнувшиеся балки, их нужно поднять и усилить их несущую способность. Поднимают ригеля с помощью винтовых стальных домкратов, иногда с помощью вертикальных брусьев, которые по длине превышают расстояние от пола до потолка. Также это можно сделать металлическими полосами по ширине равными высоте балки.

Плюсы и минусы типа конструкции

Основные достоинства балочной конструкции:

обеспечение перекрытия пролетов с увеличенными размерами;
большой запас прочности, который позволяет распределять высокие нагрузки;
хорошие звукоизоляционные и шумозащитные характеристики.

Из минусов можно выделить необходимость использования грузоподъемной техники для монтажа, а также дополнительные затраты, связанные с доставкой ригелей на участок.

Балочное перекрытие изготавливается из балок, которые могут быть выполнены из древесины, металла или железобетонной конструкции. Такой способ позволяет закрыть пролеты с увеличенной длиной, а также дополнительно упрочнить конструкцию. Монтаж устройств требует внимательности и присутствия подъемной техники.

Читайте также: