Межэтажное перекрытие по металлическим балкам

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.

Изготовление балок

При самостоятельном производстве важно строго соблюдать технологию и рецептуру.

Бетонные изделия можно купить в строительном магазине или сделать самому. Иногда возникает такая надобность. Чтобы получить готовое продукт, стоит придерживаться определенных правил. Для этого сначала делают форму из досок. В зависимости от ее величины будут различаться и размеры самих изделий. Внутри опалубку обклеивают пленкой для защиты от воды. Затем выполняют армирование из 4 стержней. Важно разместить арматуру таким образом, чтобы сверху был слой бетона 5 см. Это предотвратит процесс коррозии.

Бетон заливается сразу весь, без перерывов. Подходящая марка бетона — М300. После проделанной работы, готовое изделие дополнительно покрывают защитным материалом от воздействия воды. Когда работа идет в жаркую пору, то бетон необходимо поливать раз в сутки. Спустя две недели получается готовая бетонная балка. Так изготавливают перекрытия любых размеров.

Какие есть типы перекрытий

Чаще всего в частном домостроительстве применяют следующие перекрытия:

• Балочные – несущими элементами выступают балки из дерева или металла. Пространство между балками заполняют теплоизоляцией и звукоизоляцией.

• Безбалочные – выполнены их однородных материалов. В данный раздел входят перекрытия монолитные и из бетонных плит.

Расчет толщины перекрытия делается на основе предполагаемой нагрузки. Перекрытия чердачные делают из расчёта нагрузки 100 килограмм на квадратный метр, а межэтажные – примерно на 200 килограмм.

В частных домах часто используются облегченные плиты перекрытия типа 1,6ПБ, 3,1ПБ и ПНО, толщина которых в пределах 16 сантиметров, и обычные плиты ПБ и ПК, толщина которых достигает 22 см.

Плиты с обозначением ПБ производят без применения опалубки, эта более новая технология, а плиты ПК делают с применением опалубки.

Отступление от традиционных технологий

Некоторые умельцы, изучив проблематику предыдущих опытов строительства частных домов, не боятся экспериментировать и вносят свои коррективы в общепринятые технологии. Удачная практика очень быстро находит отклик среди застройщиков и широко применяется в частном домостроении. Так, к примеру, одним из основных недостатков деревянных балок, считается то, что они все колебания, вызываемые перемещением по второму этажу, передаются на потолок первого. Для того чтобы этого избежать, было предложено очень простое решение этой проблемы. Каким образом? Видоизменили порядок размещения несущих балок, их уложили по две (попарно), с шагом 500 мм. Одна из них, сечением 100х150 (выбрано по строительным таблицам), выполняет роль основы для пола второго этажа. Она крепится на мауэрлат и деревянную прокладку, по уровню она устанавливается выше, чем рядом стоящая балка. Другая, является несущей для потолка первого этажа и выполнена из доски 50х100. Таким образом, исключили передачу любого рода колебаний и обеспечили надежную звукоизоляцию.

Но начинать укладку элементов несущего каркаса перекрытия рекомендуют с обработки ростверка антисептирующими средствами или нанесения на поверхности обвязки гидроизолирующего слоя.

Балки крепятся с помощью металлических перфорированных уголков, либо специальных балочных башмаков. Оговоримся, что речь идет о креплениях в деревянных строениях.

При установке деревянных балок на стену из кирпича или бетона, узел сопряжения будет иметь несколько иной вид. Опорная часть должна быть не менее 150 – 200 мм, для гидроизоляции концы бруса оборачивают рубероидом или строительным пергаментом. Балка заводится в специальное углубление, которое оставляется при возведении стен. Ни в коем случае край деревянного элемента не должен соприкасаться с камнем или бетоном, для этого размер балки делают немного меньше положенной длины, а торцы балок спиливают под углом 60 – 700. Это позволяет обеспечить воздухообмен в зоне крепления и исключает задержанию влаги в древесине. Для выравнивания балок в одну плоскость нельзя использовать щепу, она имеет свойство проминаться, что может привести к неровностям напольного покрытия.

Если говорить о расходе материла, то усреднено, можно ориентироваться на следующие цифры. На 100 м2 межэтажного перекрытия на основе деревянных балок понадобится балка с черепичными брусками – 4,1 м3, необрезной доски – 2,25 м3, утеплителя (шлак) – 6,1 м3, брус 50х60 мм – 0,16 м3, толь – 50 м2, строительный пергамент – 106 м2, войлок или джутовая лента. Не забываем про антисептирующие составы, саморезы, гвозди и элементы крепления.

Замена пришедших в негодность перекрытий

Нередко в домах, где не применялись специальные пропитки, деревянные перекрытия гниют, что создаёт опасность для проживающих. Конечно, можно их заменить снова на древесину, однако сборные монолитные конструкции будут значительно надёжнее и долговечные. К тому же, если использовать в качестве блоков из полистирол-бетона. А вот установить бетонные перекрытия из железобетонных плит в этом случае не получится. Ведь завести их внутрь краном не получится, а вручную и вовсе невозможно. К тому же вес плит довольно велик и фундамент частного дома их просто не выдержит.

Монтаж сборно-монолитных перекрытий можно производить даже в уже отстроенном помещении

Пошаговая инструкция монтажа сборных монолитных перекрытий

Таким образом, можно сделать вывод, что подобная работа под силу даже начинающему домашнему мастеру, не имеющему квалификации и опыта в подобных работах.

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

• длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
• расстояние между балками (их шаг);
• нагрузка на конструкцию.

Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же. Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

• Mmax = (q*l2)/8;
• Wтреб = Мmax/130.

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный. l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

0 0

Безбалочная система: виды и особенности монтажа

Каким бывает безбалочное перекрытие потолка в частном доме? Есть ли возможность выбора? Что лучше предпочесть?

Виды потолочных перегородок безбалочного типа

Итак, вы вольны сделать безбалочные потолочные перекрытия своими руками с нуля либо же собрать конструкцию из «запчастей». Рассмотрим 3 вида возведения такой поверхности:

1. Монолитная, изготавливаемая непосредственно на месте, во время стройки, с использованием опалубки, арматуры, бетона и других материалов, необходимых для процесса.
2. Сборная, своего рода можно сказать «конструктор», собираемый из запчастей, купленных по отдельности. Такая система тоже в свою очередь делится на 2 типа, а именно:
   • сварная, основанная на каркасе из арматуры, соединенной при помощи сварки;
   • связанная – тоже на базе каркаса, но соединенного в местах пересечения проволокой установленной толщины (как правило, двухмиллиметровой).
3. Сборно-монолитная – своеобразный «микс» из описанных типов, когда для перекрытия стандартных пролетов задействуют готовые плиты, а для заливки нестандартных используют бетон.

Устройство межэтажной перегородки

Премудрости монтажа безбалочной системы

А как сделать потолочное перекрытие в частном доме, чтобы не пришлось переделывать? Есть ли какие-то основополагающие правила?

• Основные законы

Запомните следующие строительные «истины»:

1. укладка плит выполняется исключительно на несущие стены;
2. толщина плит должна варьироваться в районе от 10 до 15 сантиметров;
3. ширина пролетов должна быть порядка 3 метров, но не более;
4. для перекрытия пролетов шире 3 метров нужно использовать специальные плиты – ребристые, не исключен и монтаж специальной армировки в качестве поперечной балки.

А теперь сугубо о технике работ.

• Возведение монолитного перекрытия

Чтобы сделать монолитное потолочное перекрытие, необходимо сначала установить на стойки опалубку. Для этих целей подойдет водостойкая фанера. Конструкцию по периметру нужно обработать специальным, противодействующим прилипанию составом. Снизу рамку следует подпереть. Затем монтируется конструкция с арматурной сеткой. Поверх заливается бетон. Снимать опалубку можно лишь после полного высыхания.

Так делается монолитное перекрытие

• Монтаж сборной конструкции

Со сборной системой все намного проще, если не сказать больше. Место укладки покрывается раствором, на который, собственно, и опускается плита. Первой из них уделите особое внимание, она своего рода «образец», на который придется ровняться. Плиты необходимо укладывать максимально плотно друг к другу. Швы между элементами армируются и заливаются бетоном.

Это важно знать! Плиты должны находиться строго по горизонтали. Убедитесь, что так и будет, а затем уже начинайте процесс.

Фрагмент монтажа плиты

Опасность эксплуатации при слабом перекрытии

В усилении конструкций заинтересован сам собственник здания, так как наиболее негативным последствием слабых или поврежденных перекрытий может быть обрушение объекта, причинение вреда и ущерба. Если не обеспечить надлежащее усиление и продолжить эксплуатацию здания со слабыми перекрытиями, могут возникнуть и другие проблемы:

• неравномерное распределение нагрузок быстрее приводит к износу конструкций, инженерных сетей;
• прогибы, провисания и деформации могут сделать невозможной эксплуатацию здания или его отдельных частей;
• отступление от норм безопасности, надежности и устойчивости здания повлечет вынесение предписаний органами стройнадзора, жилинспекции, иными контролирующими ведомствами.

Слабые перекрытия существенно ограничивают возможные виды строительных работ и ремонтов в здании. Если эксперты будут проводить обследование, они могут вынести заключение о невозможности проведения работ. Также возникнут проблемы при узаконивании уже проведенных работ, если собственник не получал согласования и разрешения заранее.

Устройство деревянных перекрытий между этажами: расчет и схемы монтажа

Планируя строительство загородного коттеджа, владельцу приходится решать непростой вопрос выбора перекрытий. Одни подрядчики советуют ему использовать железобетонные панели, другие настаивают на использовании в качестве перекрытия деревянных балок.

Мы решили помочь новичкам выйти из затруднительного положения. В нашей статье вы найдете обзор достоинств и недостатков деревянных межэтажных перекрытий.

Полезные советы по их монтажу и важные нюансы выполнения этой работы также не будут лишними. Надеемся, что полученная информация пригодится вам на стройке и поможет избежать серьезных ошибок.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы

Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350

Технология устройства перекрытия из монолитного железобетона

Рассмотрим более подробно наиболее распространенные сегодня безбалочные монолитные железобетонные перекрытия. Этот вид перекрытия нашел широкое применение в многоэтажном домостроении, при возведении зданий и сооружений в местностях с повышенной сейсмичностью.

Каркасы таких зданий, состоящие из колонн и железобетонной плиты, обладают повышенной прочностью, долговечностью. В последнее время этот вид перекрытия стал все чаще применяться при строительстве коттеджей и частных домов.

Установка опалубки

Система опалубки должна обеспечивать ее жесткость и геометрическую неизменяемость в течение всего процесса возведения здания. Установка ее производится в соответствии с проектом производства работ. Перед началом работ выполняется геодезия по разбивке осей, мест монтажа.

Ее можно выполнить из обрезной доски, водостойкой фанеры толщиной от 18мм и более, из металлических инвентарных удобна для устройства палубы (настила) водостойкая фанера из-за своего относительно небольшого веса, наличия защитного покрытия и многократной оборачиваемости.

Для опирания опалубки используют специальные поддерживающие стойки, которые раскрепляют между собой.

Она устанавливается строго горизонтально, поверхность ее смазывается (эмульсолом, отработкой моторного масла и прочим). Щели в ней до бетонирования должны быть обязательно заделаны во избежание вытекания через них цементного молочка, так как это снижает качество бетона и повреждает опалубку.

При строительстве многоэтажных домов целесообразно применение инвентарной формы многократного использования, которая переставляется с этажа на этаж. Стоимость ее окупается благодаря большой оборачиваемости.

Именно она сегодня получила наибольшее распространение. При правильном обращении с ней и должном уходе ( очистка, смазка поверхности, контактирующей с бетоном) количество оборотов такой опалубки может достичь нескольких десятков.

Армирование монолитного перекрытия

Армирование конструкции выполняется согласно проекту, где указывается диаметр арматуры, размер ячеек, величина нахлеста между арматурными прутьями при стыковке их по длине.

Армировать перекрытие из монолитного железобетона следует каркасами или сетками, изготовленными на заводе. На строительной площадке допускается изготавливать только доборы арматуры или связи каркасов между собой.

Замена арматуры по классу, марке, сортаменту производится только с согласования проектной фирмы. Смещение арматурных изделий при монтаже их в опалубку не допускается более чем 1/5наибольшего диаметра стержней и 1/4 устанавливаемого стержня.

Допустимые отклонения от проекта толщины защитного слоя из бетонной смеси не должны быть более: — При толщине слоя 15мм и меньше 3мм; — При толщине слоя больше 15мм 5мм.

После установки арматуры следует оформить акт на скрытые работы, который должен подписать представитель технического надзора. К акту прилагаются сертификат на арматурные изделия, электроды, копия удостоверения сварщиков, прочие документы по замене, согласованные с проектным институтом ( если таковые имели место).

Преимущества перекрытий из металла

• Широкий выбор способов заполнения. Сталь комбинируется с деревом, железобетоном, разнообразными видами утеплителей, звукоизоляционных материалов, напольных и потолочных покрытий.
• Универсальность. Металл используется в строениях с любыми стенами (кроме деревянных, где такое решение нецелесообразно).
• Большую несущую способность. При необходимости усиления применяются металлические перекрытия на основе ферм, а также предварительно напряженные системы.
• Долговечность. За счет свойств стали конструкции такого типа служат десятилетиями. В условиях повышенной влажности или в агрессивной среде изделия нуждаются в качественной антикоррозионной защите.

Как собрать плавающие полы

После установки балок в этом случае также сначала набиваются доски потолка первого этажа. Далее укладывается пароизолятор. Между балок устанавливаются жесткие плиты минеральной ваты или пенополистирола. Далее монтируется еще один слой звукоизолятора. В этом случае плиты лягут уже выше балок, а пол будет укрыт ими полностью.

Можно звукоизолировать межэтажное перекрытие по деревянным балкам и немного по-другому. В этом случае также используются плиты ваты. Но между балками они не устанавливаются. Стелют их поверх них сплошным ковром. Материал при этом будет слегка вдавливаться между балками, не касаясь досок потолка первого этажа. Далее несколько плит разрезают на полосы. Они необходимы для прокладки помещений на втором этаже по периметру. В последующем их можно будет закрыть плинтусом.

Поверх плит заливается бетонная стяжка толщиной примерно в 5 см. Для прочности ее нужно армировать стекой из прута 10 мм. Заливать бетон следует таким образом, чтобы он касался нарезанных полос ваты, а не стен дома. Поверх бетона нужно уложить листы фанеры, а затем – чистовой материал.