И еще одна очень важная особенность металлических балок перекрытия — такие балки могут использоваться для устройства перекрытия сразу над двумя, тремя и больше помещениями. Т.е. металлическая балка может быть и двухпролетной и трехпролетной. И хотя в малоэтажном частном строительстве такое случается не часто, тем не менее подобный вариант мы тоже рассмотрим.
Начнем с более простого — упрощенного расчета металлической балки перекрытия однопролетной с шарнирными опорами из цельного металлопроката. Как произвести наиболее полный расчет согласно действующих нормативных документов, рассказывается отдельно.
Межэтажное перекрытие по металлическим балкам
Задача перекрытий в здании – выполнять несущую и ограждающую функции, обеспечивать пространственную жесткость сооружения, его устойчивость, разделять этажи, соединять между собой стены, передавая им нагрузку. В малоэтажном строительстве есть несколько вариантов обустройства межэтажных перекрытий. Один из них – перекрытие по металлическим балкам. Их можно также использовать для устройства чердачных и подвальных перекрытий.
Преимущества металлических перекрытий
Металлоконструкции в отличие от деревянных балок надежнее в плане пожаробезопасности, стойкости к биологической угрозе (плесень, грибок). Они:
- значительно прочнее деревянных балок, при меньшей толщине выдерживают большие нагрузки. Их использование позволяет сэкономить место, дать больше полезного пространства;
- могут быть уложены на пролеты до 24 метров. Двутавровое (швеллерное) сечение металлопроката сохраняет статичность, устойчиво к изменениям амплитуды перекрытий, не подвержено прогибам.
К недостаткам металлических перекрытий многие относят невысокие теплоизоляционные, звукоизоляционные параметры, а также вероятность коррозии. Предотвратить последнюю можно путем тщательной антикоррозийной обработки металла перед монтажом. Чтобы устранить недостатки по звукоизоляции, концы двутавров оборачивают войлоком, наглухо заделывают в кирпичные стены цементным раствором, фиксируют анкерными болтами.
Большой вес металла, возможно, потребует применения крана при монтаже конструкции. Изменить размеры балок, обрезать или нарастить их, используя сварочный аппарат, будет очень трудно. Вследствие этого надо очень точно снимать размеры пролетов, прежде чем заказать металлопрокат на предприятии.
Единственные ограничения в применении перекрытий по металлическим балкам – финансовая сторона, а также размер, тип строения. Несущая часть постройки, стены здания должны выдерживать вес металлопроката, поэтому прежде, чем покупать материалы, надо рассчитать нагрузки на балочные перекрытия.
Расчет балочных перекрытий
При выборе сечения двутавровых балок, швеллера или уголка учитывают шаг установки (не больше одного метра), ширину пролета, суммарную нагрузку от кровли и наката. Для чердачного перекрытия расчетное значение 75 кг/кв. м. При устройстве межэтажного и цокольного перекрытий рабочая нагрузка увеличивается практически вдвое (150 кг/кв. м), поэтому сечение сортового проката также увеличивают. Он должен обладать достаточной несущей способностью.
Виды межэтажных перекрытий по металлическим балкам
При строительстве частных домов, коттеджей накаты на перекрытие по металлическим балкам делают:
- деревянными, когда проемы между швеллерами заполняют досками. Это вариант сгораемого заполнения;
- с использованием облегченной железобетонной плиты (несгораемое наполнение);
- монолитными;
- монолитными на несущий профнастил, последний имеет высокий профиль и дополнительные ребра жесткости.
Устраивая деревянный настил по металлическим балкам, между двутаврами укладывают деревянные щиты. Снизу к ним прибивают дранку и оштукатуривают потолок нижнего этажа. Для обустройства пола верхнего этажа на стальные балки кладут деревянные лаги, а на них пол. В пространстве между полом и щитами устраивают гидроизоляцию соответствующих элементов, насыпают шумоизоляционный материал.
При использовании сборных железобетонных плит их укладывают на верхние и нижние полки двутавра, делая зачеканку цементным раствором нижних ж/б плит и насыпав на них звукоизоляцию. К балкам снизу приваривают сетку, по которой оштукатуривают потолок. Сверху можно положить ОСП, а затем пол.
Ж/б монолит имеет лучшие характеристики в сравнении с ж/б плитами. Благодаря монолитной структуре, у него лучше параметры теплоизоляции и шумопоглощения. Приступая к расчетам монолитного перекрытия по металлическим балкам, за основу берите наружный периметр несущей стены. Для создания опалубки используйте водостойкую фанеру, удерживайте ее с помощью временных опор. Чтобы самостоятельно рассчитать толщину плиты, выбрать сортамент арматуры либо сетки для армирования, воспользуйтесь соответствующими справочниками и пособиями по проектированию и армированию железобетонных конструкций, СНИПами.
Надежность разных опор
Перекрытия делятся на балочные, плитные и монолитные. От их свойств зависит конструкция.
Балочные
В балочных перекрытиях несущими элементами являются прочные балки: деревянные, металлические, железобетонные.
Деревянные балки
Деревянные балки встречаются в старых малоэтажных домах. Промежутки между балками закрыты деревянным накатом. «Черный» слой выполняют на лагах, которые укладывают поперек балок. Снизу на балки нашивают потолок нижерасположенной квартиры. К сожалению, ремонт деревянных балок без нарушения потолка нижних соседей невозможен.
Металлические и железобетонные балки
Металлические и железобетонные балки таврового или двутаврового сечения использовались в домах советской постройки до семидесятых годов двадцатого века. На нижние полки балок мог помещаться настил в виде сплошных гипсовых или пустотных бетонных вкладышей, или сборные железобетонные плиты. «Черный» пол в этом случае можно делать на обрешётке или на стяжке. А так как при ремонте приобрести сборные плиты удается не всегда, их заменяют монолитной железобетонной плитой на все помещение, отливаемой на месте поверх балок. В качестве опалубки и арматуры иногда используют высокопрофилированный стальной лист.
В домах постройки семидесятых-восьмидесятых, известных серий II-29, П-3, П-44, П-46, П-55 с их модификациями, применяются плитные железобетонные перекрытия. Они могут иметь ширину от 1,2 до 3,6 м, номинальную длину от 2,4 до 6,6 мм. На них можно создавать «черные» полы на лагах или на стяжке. Реже встречаются многопустотные плиты толщиной 220 мм. Они есть в старых сериях, например, II-68, и в новых: И-155. Обеспечивают лучшую звукоизоляцию, чем сплошные плиты.
Межэтажные стальные перекрытия и легкие несущие балки ЛСТК
Конструкционное решение перекрытий по технологии ЛСТК. Уменьшить время монтажа и себестоимость монтажных работ перекрытий различных видов позволят новейшие технические решения с использованием легких стальных тонкостенных конструкций ЛСТК. В этих конструкциях применяются стальные оцинкованные профили для возведения междуэтажных перекрытий и покрытий в различных зданиях и сооружениях, построенных из ЛСТК, ЛМК, бетона, блоков или дерева, также эти конструкции можно использовать при замене и реконструкции деревянных перекрытий, для устройства наружных или внутренних балконов.
Междуэтажное перекрытие из ЛСТК
Преимущества применения металлических тонкостенных профилей Z и C образного сечения:
- особая конструкция поперечного сечения обеспечивает высокую прочность
- высокая экологичность позволяет применять конструкции в жилых и общественных зданиях
- снижение стоимости возведения благодаря низкой трудоемкости, отсутствие грузоподъемных машин на монтаже, менее массивная конструкция фундамента
- профили в перекрытии не скрипят и не шумят при ходьбе по ним
- широкая область применения в строительстве
- длина балок длиной до 6 м позволяет перекрывать широкие пролеты
- монтаж профилей в любое время года
- быстрое выполнение строительных работ
- прочность и устойчивость конструкций
Мансардный этаж из легких металлоконструкций
Общий вид междуэтажного перекрытия ЛСТК
Междуэтажное перекрытие ЛСТК здания
Металлическими Z и C образными профилями можно перекрыть пролет до шести метров. Сечение профилей представляет собой форму латинских букв Z и C шириной 6 мм, высота профилей бывает от 150 мм до 250 мм. Необходимый шаг балок в перекрытии 600 мм, профили изготавливаются на заводах способом холодного деформирования, механическая нагрузка на перекрытие такой конструкции допускается 500 кг/см 2 , профили имеют точные геометрические размеры без отклонений.
Конструкция перекрытия из ЛСТК
После монтажа профилей перекрытия с определенным шагом они обшиваются с двух сторон стальным профилированным листом толщиной от 0.5 до 0.7 мм, и далее на нем устраивается конструкция пола. Низ балок перекрытия зашивается обрешеткой из шляпного профиля. Между балками на нижний слой профлиста для утепления и звукоизоляции укладываются минераловатные плиты и листы гипсокартона. В необходимых случаях сверху на профлист укладывается бетонная смесь на арматурную сетку. Чистовая облицовка пола на перекрытии выбирается в зависимости от назначения помещения – это может быть плитка, линолеум, паркет или ламинат, уложенные на вспененную подложку для дополнительной звукоизоляции.
Устройство перекрытий на большом объекте
Перекрытия с применением легких стальных тонкостенных конструкций соответствуют предъявленным в нормативных документах значениям по звукоизоляции, которые составляют 53 Дб для жилых домов, общественных зданий, зданий административного назначения и гостиниц. Звукоизоляцию от ударного шума можно обеспечивать, выбирая достаточно изолирующие материалы для конструкции пола. Для уменьшения уровня ударного шума, например, можно использовать линолеум толщиной более 3 мм, при укладке паркета или ламината использовать подложку толщиной 20 мм.
Перекрытие в жилом доме
Чердачное покрытие с применением технологии легких стальных тонкостенных конструкций будет представлять собой профили сечением 150х0.7 мм или 200х0.7 мм, опертые через расстояние не более 600 мм с устройством стальных диагональных связей между основными балками. Теплоизоляционные плиты укладываются на нижний слой профлиста, присверленного на обрешетку из шляпного профиля. Сверху на утеплитель укладывается конструкция кровли.
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.
Расчет металлической балки перекрытия
Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.
В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.
Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.
Как производится монтаж
Наливные бетонные конструкции создаются в несколько этапов: подготовка стен, укладка несущих частей каркаса, установка опалубки или укладка профлиста, выполняющего эту роль, а последним этапом станет заливка бетона. После заливки, требуется от трех до шести недель на то, чтобы залитое основание высохло.
Сборное железобетонное основание чаще всего монтируется по двутавровым металлическим балкам и заключается в монтаже силовых элементов, с предшествующей подготовкой стен и укладки плит. Бетонные панели устанавливаются таким образом, чтобы их нижняя плоскость опиралась на широкую часть силовых деталей каркаса. В такой конструкции потребуется дополнительная звуко и теплоизоляция.
Если осуществляется усиление перекрытий, необходимо произвести расчёт габаритов, а также несущей способности монтируемых элементов и опорных площадок – они должны будут выдержать увеличенную нагрузку, так как подобные работы производятся в тех случаях, когда необходимо укрепить существующие перекрытия по причине возросшей нагрузки или ослабления имеющихся несущих элементов.
Все перечисленные способы обустройства и усиления перекрытий весьма сложны в исполнении. Если у вас нет специального опыта и строительных навыков, браться за подобную работу не стоит – лучше доверить все операции подготовленной строительной бригаде. Кроме того, без привлечения помощников все равно будет не обойтись – даже в случае с конструкциями, собранными из балок и дерева, вес отдельных элементов не позволит выполнить их монтаж самостоятельно.
Инструкция к калькулятору
Исходные данные
Длина пролета (L) – расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.
Шаг балок (Р) – шаг по центру балок, через который они укладываются.
Вид перекрытия – в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается “Чердачное”, в остальных случаях – “Междуэтажное”.
Длина стены (Х) – длина стены, на которую опираются балки.
Длина балки (А) – самый большой размер балки.
Вес 1 п.м. – данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку).
Расчетное сопротивление Ry – данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали:
- С235 – Ry = 230 МПа;
- С255 – Ry = 250 МПа;
- С345 – Ry = 335 МПа;
Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода “форс-мажерных” ситуаций. Все-таки в России живем – привезут металлопрокат из стали не той марки и все.
Модуль упругости Е – этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно:
- сталь – Е = 200 000 МПа;
- алюминий – Е = 70 000 МПа.
Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие.
Цена за 1 т – стоимость 1 тонны металлопроката.
Результат
Расчет по прочности:
Wтреб – требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх – [ и Ι), нужно выбирать “x-x”.
Расчет по прогибу:
Jтреб – минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и Wтреб.
Количество балок – общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P.
Общая масса – вес всех балок длиной А.
Стоимость – затраты на покупку металлических балок перекрытия.
Металлические перекрытия
ООО МК Монтеко проектирует и изготавливает металлические перекрытия для промышленных и жилых сооружений, общественных и административных зданий. Предлагаемые компанией конструкции отличаются высокой прочностью и надежностью, малым весом и высокой скоростью монтажа. Расчет металлических перекрытий производится в соответствии с действующей нормативной базой, в качестве заготовок используется высококачественный металлопрокат. При необходимости выполняется антикоррозионная обработка и покрытие огнестойкими составами. Готовая продукция соответствует требованиям всех технических регламентов по безопасности зданий и сооружений.
Металлические перекрытия компании МК Монтеко
Наиболее востребованы сегодня межэтажные перекрытия для каркасных зданий различного назначения. Компания изготовит все металлические конструкции для таких перекрытий в соответствии с проектами или зарегистрированными стандартами организации (СТО). При этом производственные возможности позволяют работать над любым проектом без каких-либо технических ограничений. Если проект отсутствует, то необходимый расчет металлических перекрытий будет выполнен специалистами компании, и уже в соответствии с ним будут изготовлены металлоконструкции. Для каркасных зданий компания изготовить следующие виды металлических перекрытий:
Стальные межэтажные перекрытия из сортового металлопроката
Универсальный вид перекрытий между этажами, подвалами, чердаками и соответствующим этажом, наиболее часто применяется при возведении промышленных зданий. Широкий ассортимент серийного проката дает возможность легко спроектировать перекрытие, рассчитанное на установку различного оборудования. Компания МК Монтеко изготовит перекрытие точно по проекту, соблюдение требований стандартов по допускам и ГОСТов по сварке гарантирует точность сборки и надежность конструкции перекрытия. При необходимости вместо катаных двутавров могут быть использованы сварные двутавры или фермы собственного производства.
Перекрытия межэтажные металлические из профиля ЛСТК
Приобретающий все большую популярность вид перекрытий, применяется главным образом в индивидуальном жилищном строительства, возведении компактных торговых сооружений и развлекательных заведений. В его основе комплекс профилей, изготовленных из оцинкованной стали толщиной до 2 мм, соединение элементов каркаса выполняется саморезными болтами. Поверх каркаса укладывается профилированный лист и далее может монтироваться пол. Потолок в такой конструкции подвесной, крепится на специальный “шляпный” профиль (назван так по форме сечения). При высокой прочности каркас перекрытия получается жестким и, в целом, может выдерживать нагрузки более 500 кг.
Перекрытия с несущими стальными балками
В процессе ремонта или реконструкции здания может появиться необходимость заменить существующие перекрытия или разделить пространство на несколько этажей. Решить этот вопрос можно использовав металлоконструкции, путем монтажа стальных катанных и сварных балок, поверх них можно уложить любой настил или сделать бетонную стяжка. Мы в возьмем на себя все заботы по производству и расчету перекрытий и элементов конструкции.
Кому адресована эта услуга
Прежде всего, она рассчитана на держателей коммерческой недвижимости. Это может быть любое помещение, где имеются очень высокие потолки. Настолько высокие, что собственники таких строений вынуждены выкладывать огромные суммы, платя фактически за воздух.
Между тем, у них появился отличный шанс выгодно использовать эти деньги на дополнительные квадратные метры. То есть на строительство второго и даже третьего этажей. При этом мы обойдемся без разборки кровли, совершения других затратных в плане денег и работ процессов, как это делается при иных способах надстраивания вторых этажей над старыми зданиями.
Каждый, заказав у нас быстровозводимые перекрытия, может приспособить новые поверхности, например, под офисное или похожее здание и под другие нужды внутри:
- пустующего ангара;
- недействующего цеха;
- завода;
- закрытого склада и многих других, неиспользуемых помещений.
