Otdelstroimaterial.ru

Отделка и Ремонт
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет перемычек в кирпичных стенах

Расчет железобетонных перемычек.

При возведении кирпичных стен неизбежно возникает необходимость установки над оконным проемом железобетонной перемычки. Они представляют собой железобетонные балки с различным сечением и длиной, изготовленные на заводе. Чтобы выбрать необходимый типоразмер изделия, необходимо произвести предварительные расчеты, которые будут учитывать такие данные как нагрузка на перемычку и ширина проема. Расчет железобетонных перемычек.

При этом, говоря о нагрузке, имеют в виду собственный вес перемычки суммарно с весом стены и перекрытия. В случае с жилыми домами, где нагрузки не так высоки, все случаи принято разбивать на три группы:

  1. На стену опирается перекрытие.
  2. Перекрытие на стену не опирается, а сам она является самонесущей.
  3. Перемычку укладывают в перегородке из кирпича толщиной 12 см.

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) — расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) — данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

  • Вариант 1 — перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.
  • Вариант 2 — перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки — здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

с. пуст. — силикатный пустотелый.

с. полн. — силикатный полнотелый.

к. пуст. — керамический пустотелый.

к. полн. — керамический полнотелый.

керам. бетон — керамзитобетон.

Высота кладки (Н) — здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

  • Случай 1 — когда расстояние между проемами по высоте больше, чем пол пролета, т.е. H>L/2, или над проемом никаких проемов больше нет. В этом случае графа «Н» остается пустой или там ставится цифра 0.
  • Случай 2 — расстояние между проемами меньше, чем пол пролета, H Пример подбора профиля для металлической перемычки.

    В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см 3 , Jтреб =1,90 см 4 . И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на Jтреб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с Jx = 1,93 см 4 , по направлению Y — L40x30x4 с Jy = 2,01 см 4 .

    Расчет перемычек

    Расчет перемычки в кирпичных стенах осуществляется в процессе подготовки проекта. Для этого необходимо учитывать специфику строительного материала, оказываемую потенциальную нагрузку на проем, особенности сооружения. Итоговый расчет усиления проема включает в себя такие основные параметры, как прочность, прогиб, нагрузка, момент сопротивления и момент инерции. Прочность можно рассчитать, используя коэффициент 1,12, умноженный на сопротивление детали и сопротивление материала. При расчете прогиба учитывается нормативный момент, расчетная длина перемычки в отношении коэффициента 10, умноженного на момент инерции и модуль упругости материала. Соотношение должно равняться 1/200. Нагрузка перекрытий, в том числе и от верхней кладки, вычисляется умножением величин толщины проема на ширину, на высоту кладки и на удельный вес материала. Момент инерции рассчитывается как отношение расчетной нагрузки к коэффициенту 8 и к расчетному сопротивлению материала. Момент инерции рассчитывается произведением таких величин, как глубина опирания перемычки, момент инерции материала и расчетная длина детали в отношении к произведению коэффициента 10 на модуль упругости материала.

    Находить все необходимые параметры для расчета по формулам следует в определенной последовательности. Данные можно получить, проанализировав свойства используемых материалов и проектные данные.

    расчет оконной и арочной перемычек

    Оконные перемычки из кирпича имеют несколько видов – клинчатая, арочная и лучковая (или сегментная) перемычки. Лучковая или сегментная кладка является разновидностью арочной перемычки. Но при этом, этот вид кирпичной перемычки окон самый надежный из всех цельно линейных форм. Этот сегмент имеет свод, радиусом значительно больше, чем половина расстояния между опорами и имеет заданную форму опалубка. Процесс кладки имеет такой же, как и арочная либо клинчатая, но при этом обладает гораздо большей несущей способностью, благодаря большей длине и площади перемычки. Соответственно, это дает меньше удельной нагрузки на 1 см квадратный площади.

    Укрепить дверные проемы в кирпичной кладке возможно с помощью бетона с обязательным применением простых металлических конструкций. Они необходимы для усиления несущей стены. Для этого перемычки чаще всего представлены в виде уголкового профиля. Он изготавливается из высокопрочного металла, обладающего необходимыми свойствами для сопротивления давлению и растяжению при огромной нагрузке. Для установки такой детали необходимо предусмотреть швы в кладке, под которые потом нужно подогнать укрепляющий материал. При этом достаточно всего завести уголок на глубину пятнадцати-двадцати сантиметров вглубь стенки. Монтировать их можно непосредственно во время строительства. При формировании дверного проема важно учесть тот факт, что внутреннюю часть кирпичной кладки необходимо будет сдвинуть на четверть кирпича. Это так называемая четверть для посадки дверей. В результате должно получиться небольшое внутренне углубление, в которое потом и будет вставлена дверь. Нужно помнить, что дверной проем, собственно как и оконный, в кирпичной стене важно выложить с соблюдением всех уровней и геометрий. Так же следует учесть при кладке и укреплении дверных проемов и расположении перемычки, возможность в дальнейшем изменения формы проема, его высоты и ширины.

    Кирпичная

    Кирпичная перемычка используется для обустройства проемов в несущей стене в домах из кирпича, обычно её применяют для небольших сооружений. Устройство такого типа конструкции основано на использовании особо прочного раствора, а также внедрении внутрь кладки металлических прутьев или труб.

    Отличительная особенность данного типа конструкции – возможность создания эффектных арочных сводов. В этом случае кладка состоит из прямых и клиноподобных элементов. Швы должны располагаться перпендикулярно выставленному нижнему ярусу. Все стыки плотно заливаются раствором. Для того чтобы арка держала форму до полного высыхания раствора её дополнительно укрепляют деревянными распорками. Такая опалубка устанавливается заранее.

    В форме арки возводится зачастую 2-3 ряда. Положение каждого из них определяется по специальному шаблону. Для корректировки отдельных элементов используют угольник и шнур. Равняться необходимо относительно центра и первого ряда.

    Схема монтажа кирпичной перемычки

    От вас потребуются всего четыре параметра, которые вы хорошо знаете:

    – ширина перекрываемого проема;

    – тип кирпича кладки стены (силикатный или керамический);

    – является ли стена несущей (опираются ли на нее плиты перекрытий).

    Четыре простых шага:

    • Шаг 1: ширина перекрываемого проема. Введите ширину проема в метрах. Программа рассчитана на проемы с шириной от 0,8 до 2,7 м; при вводе большей ширины будут рассчитаны перемычки на 2,7 м. Калькулятору не важно, какой проем рассматривается: оконный или дверной.
    • Шаг 2: тип кирпича кладки стен. Программа подбирает перемычки для зданий из следующих материалов:
      • керамический одинарный кирпич ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические» высотой 65 мм;
      • силикатный полуторный кирпич ГОСТ 379-95 «Кирпич и камни силикатные» высотой 88 мм.
    • Шаг 3: несущая или нет стена. Вы должны обозначить, опираются ли на рассматриваемую стену плиты перекрытий. Если да, потребуется также указать, опираются ли они с одной стороны или с двух. С двух сторон плиты опираются на внутренние несущие стены, с одной – на внешние.
    • Шаг 4. толщина стены в мм. Возможные варианты: o — 250 мм; o — 380 мм; o — 510 мм; o — 640 мм. При вводе любых иных значений программа применит толщину, арифметически близкую к одной из стандартных толщин кирпичной кладки.

      Все! Введя эти четыре значения, вы получите схему раскладки перемычек над одним проемом. Кроме того, калькулятор предоставит спецификацию с указанием марок и ГОСТа перемычек, требуемое количество перемычек на проем и массу каждой из них. Проделайте ту же процедуру для всех проемов вашего дома или коттеджа, и вы получите материалы для комплексного заказа всех сборных железобетонных перемычек на объект. Таким образом, вы бесплатно получите всю необходимую информацию для приобретения перемычек.
      Подробнее

    После ввода данных вы увидите схему раскладки перемычек по проему. При необходимости можно вернуться на любое количество шагов назад и поменять любой из параметров. Пересчет схемы раскладки произойдет сразу.

    Программа раскладывает только брусковые перемычки марок ПБ по ГОСТ 948-84 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами». Данный стандарт распространяется на железобетонные перемычки, изготовляемые из тяжелого бетона и предназначенные для перекрытия проемов в кирпичных стенах зданий различного назначения.

    Марка перемычки состоит из буквенно-цифровых групп. Например, марка перемычки 5ПБ27-37 расшифровывается следующим образом:
    5 – перемычка сечением 250×220 мм;
    ПБ – перемычка брусковая;
    27 – длина перемычки в дециметрах с округлением до целого числа (в данном случае 2720 мм);
    37 – расчетная нагрузка с учетом собственного веса, с округлением до целого числа (в данном случае 37,3 кН/м).
    В марках перемычек, имеющих строповочные петли, добавлена строчная буква «п». Например, 5ПБ27-37-п.

    При необходимости мы готовы предоставить документацию с исходными данными и спецификацией подобранных перемычек совершенно бесплатно. Укажите адрес электронной почты, на который мы отправим требуемый документ, содержащий также данные об организации, выполнившей подбор перемычек, имя ответственного специалиста и ссылку на допуски нашей организации, позволяющие выполнять указанный вид проектных работ. Пример оформления документа приведен по ссылке.
    s Раскладка железобетонных перемычек – один из этапов проектирования коттеджа. Другие важные этапы включают в себя проектирование фундаментов, раскладка плит перекрытий, проектирование стен подвалов и лестниц. У нас вы можете заказать проект несущих конструкций коттеджа или дома, который будет выполнен опытными проектировщиками (см. «наша команда»). В работе мы применяем современные программные комплексы для расчетов и проектирования несущих конструкций.

    Технология выполнения рядовых перемычек

    1. Инструмент. Для устройства рядовой перемычки потребуется тот же самый инструмент, с помощью которого выполняется обычная кладка кирпичных стен.
    2. Для создания армированной опоры кирпичу необходима установка опалубки. Для ее изготовления потребуются доски толщиной 40-50 мм.
    3. Перед началом работ желательно защитить доски полиэтиленовой пленкой либо рулонной гидроизоляцией. Это позволит не допустить протекания кладочного состава и придать нижней части перемычки более ровный вид. Следует учесть тот факт, что любые неровности на поверхности опалубки могут негативно отразиться на внешнем виде сооружаемого проема.
    4. На опалубке расстилается растворная смесь. Арматурные стержни укладываются на нее, а затем втапливаются в этот состав.
    5. Затем арматура покрывается вторым слоем раствора. Его толщина не должна быть меньше 3 см, поскольку этот слой обеспечивает защиту металлических изделий.
    6. Чтобы обеспечить устойчивость опалубки, из кладки выпускают кирпичи. После того, как раствор наберет полную прочность, снимают доски и срубают выступающий кирпич. Можно воспользоваться другим вариантом — сделать в кладке борозду, поместить в нее опалубку, а после ее удаления установить туда кирпич с устройством кладочного шва. Опорные доски в этом случае для жесткости можно установить на ребро.

    Кирпичные проемы и перемычки

    Нагруженная кирпичная перемычка несет в себе риски разрушения конструкции или сдвига кладки, если вертикальные растворные швы будут пустыми или не полностью залитыми раствором. Чтобы этого не произошло, необходимо контролировать ровность горизонтальных рядов кирпича, правильно перевязывать кирпичи в кладке. Раствор для перемычки в кирпичных стенах используется марки 25 и выше. Максимальная высота рядового перекрытия — пять рядов кирпича, длина перекрытия — ≥ 0,5 метра ширины строительного проема.

    Кирпичная перемычка строится, опираясь на опалубку, сделанную из доски-сороковки. Нижний слой цементного раствора укладывается толщиной ≥ 2 см, и в этот слой требуется уложить несколько рядов гладких арматурных прутьев Ø 6–8 мм по длине перемычки. Укладываются металлические перемычки по одной на полкирпича, при этом на всю длину перекрытия их должно быть не менее трех штук. Так как арматурные стержни в этой конструкции принимают на себя усилия на растяжение, то стержни нужно запускать за торцы проема на 0,25–0,3 м, а их концы — загибать на поверхность стены.

    Каркас опалубки будет опираться на выступающие из стены кирпичи, которые после демонтажа деревянного каркаса скалывают или спиливают. При ширине перекрытия ≥ 1,5 м нижняя часть палубы должна опираться на кружала, установленные на торцовую сторону.

    Процесс возведения перемычки начинается после того, как до уровня перекрытия были выложены кирпичи стены. Чтобы опирание перемычки было прочным и надежным, сначала нужно сделать кирпичную опорную пяту, а плоскость опорной площадки определяется с помощью отклонения опоры по вертикальной оси. На смонтированную опалубку кирпич укладывается поперек каркаса. Проводя расчет перемычки, определяют количество рядов на опалубочной поверхности с помощью обычной разметки, которая проводится таким образом, чтобы количество кирпичей на перекрытии было нечетным. Ряды считаются в горизонтальной плоскости. Нечетный кирпич по центру кладки — «замковый», и располагаться он должен строго по вертикали и по центру кирпичной кладки.

    Лучковые и клиновые перемычки выкладываются одновременно с обеих сторон от опорной пяты к замковому кирпичу так, чтобы ряд заканчивался на замке нечетным кирпичом по центру кладки. Строительным шнуром проверяют ровность растворных швов. Клиновую перемычку нельзя возводить, если длина проема больше двух метров.

    Надпроемные перемычки

    При возведении стен зданий, одним из самых серьезных вопросов является устройство дверных и оконных проемов, и в первую очередь, перекрытие их надежными надпроемными перемычками. Проемы нарушают монолитность стен и поэтому перемычки должны не только очерчивать проем сверху и выдерживать нагрузки кирпича или блоков над проемом, но и повышать монолитность стен над проемами.

    Современная строительная индустрия предлагает большое количество перемычек в виде балок из железобетона, газобетона, других материалов, которые изготавливаются по различным технологиям, имеют различные линейные размеры и разный уровень сопротивляемости на прогиб. Поэтому выбор и установка перемычек требует точного расчета устойчивости участков стен, на которые ложится перемычка, к нагрузкам и прогиба перемычки под давлением надпроемных рядов кладки.

    Установка перемычек с соблюдением всех технических требований позволит укрепить стены и продолжать сплошную кладку кирпича или блоков до проектного уровня. Кроме того, правильно выбранные и профессионально поставленные перемычки выдержат нагрузки материалов перекрытий, оказывающих наиболее опасное давление в проемах.

    Мнение профессионалов: Ненадежный материал, перекрывающий проемы, по своей структуре отличающийся от стеновых материалов, разрушает монолитность стен, снижает сопротивляемость всей конструкции вертикальным нагрузкам и может создавать мостики холода.

    Как перекрыть проем своими руками

    При строительстве дома с фасадом из облицовочного кирпича или из блоков с декоративной лицевой стороной, перемычки из железобетона будут портить внешний вид фасада, и диссонировать с экстерьером постройки. А если учесть, что у бетона самые низкие характеристики теплопроводности, в этих местах образуются мощные мостики холода. Чтобы не допускать таких ситуаций строители разработали и применяют различные способы устройства перекрытий над проемами без использования элементов заводского изготовления, многие из них доказали свою эффективность и устойчивость к многолетним нагрузкам. Но застройщики должны помнить, что при строительстве многоэтажных капитальных построек из кирпича, газобетонных или пенобетонных блоков такая самодельная конструкция перемычек на наружных стенах, будет подвергаться воздействию атмосферных осадков, ветровым нагрузкам и механическому давлению надпроемной кладки стен. Поэтому в этих ситуациях намного надежней газобетонные монолитные изделия заводского производства, так как они производятся по ГОСТу или документам ТУ с армированием арматурным каркасом марки А400-500.

    Перекрытие проема кирпичной кладкой

    У стен домов из кирпича, за счет перевязки рядов кладки, появляются самонесущие характеристики, поэтому, перемычки нагрузку несут только месяц, до полного становления раствора. В дальнейшем нагрузка на них снижается, почти полностью, а полезными они бывают, если начинаются нештатные подвижки фундамента и стен.

    Перемычки фасадов из декоративного облицовочного кирпича выкладываются по временной деревянной подпорной конструкции, устанавливаемой горизонтально по верхнему обрезу проема. При выкладывании первого ряда кирпича над проемом по опорной конструкции, в раствор между кирпичами вставляются проволочные хомутики, выступающие на 10 мм над уровнем ряда. Через эти петли пропускается круглая арматура диаметром 10 мм, которая выходит на кладку стен по обе стороны от проема, с напуском в 20-25 см. На кирпич, выкладываемый плашмя, приходится по два таких арматурных прутка, а кладка с армированием поднимается на 4-5 рядов.

    Устройство перемычек из других материалов

    В частном домостроении умельцы-строители перекрывают проемы внутренних не нагружаемых стен перемычками из дерева, а для проемов несущих наружных стен используют широкие горячекатаные металлические угольники или швеллера. Перемычки из металла разного профиля, выдерживают большие нагрузки, но полное различие технических и эксплуатационных характеристик с традиционными стеновыми материалами, отрицательно сказывается на монолитности стен.

    При перекрытии широких проемов, ни надпроемная кирпичная кладка с армированием, ни самодельные перемычки из пескобетона не подходят, могут разрушиться или прогнуться под собственной тяжестью. В целях снижения затрат на строительство, такие технологии можно использовать в малоэтажном строительстве для не широких проемов окон и дверей, но надо помнить, что пескобетонные перемычки потребуют дополнительных расходов на утепление.

    Профессиональные строители отливают перемычки в опалубку над проемами внутренних перегородок, а при строительстве наружных капитальных стен, негативно относятся к такой рискованной экономии, которая не вписывается в требования СНиПов. Они предпочитают изделия, изготовленные на заводах железобетонных изделий по ГОСТ 948-84 или газобетонного монолита по нормативной документации ТУ.

    При перекрытии широких проемов, ни надпроемная кирпичная кладка с армированием, ни самодельные перемычки из пескобетона не подходят, могут разрушиться или прогнуться под собственной тяжестью. В целях снижения затрат на строительство, такие технологии можно использовать в малоэтажном строительстве для не широких проемов окон и дверей, но надо помнить, что пескобетонные перемычки потребуют дополнительных расходов на утепление.

    Профессиональные строители отливают перемычки в опалубку над проемами внутренних перегородок, а при строительстве наружных капитальных стен, негативно относятся к такой рискованной экономии, которая не вписывается в требования СНиПов. Они предпочитают изделия, изготовленные на заводах железобетонных изделий по ГОСТ 948-84 или газобетонного монолита по нормативной документации ТУ.

    Перемычки заводского изготовления

    Для формирования верхней части оконных или дверных проемов необходимо устанавливать надежные перемычки, которые будут способны выдерживать нагрузки выкладываемых выше стен и потолочных перекрытий. Значимость этого несущего элемента определяется определенным набором функций:

    завершение формирования оконного и дверного проема, определяющее архитектурную форму окон и дверей.

    усиление всей конструкции и восстановление цельности стены над проемом;

    создание надежного основания для продолжения возведения стен и монтажа потолочных перекрытий.

    Всему вышеуказанному функционалу полностью соответствуют железобетонные перемычки, изготовляемые на заводах ЖБИ по ГОСТ 948-84, с большим разнообразием линейных размеров.

    Линейные размеры перемычек определенные ГОСТом:

    длина от 103 до 596 см;

    высота от 12 до 44 см;

    ширина от 14 до 38 см.

    Для стены шириной 40 см достаточно одной перемычки с шириной 38 см.

    Типы железобетонных балок, которые могут устанавливаться над проемами, строго регламентируются СНиПами.

    Основой жесткости железобетонных перемычек является каркас из арматуры, благодаря которому они остаются самым долговечным и устойчивым к нагрузкам материалом. В официальную таблицу ЖБИ заводского изготовления включены перемычки серий 1.038 стандартного размера и 1.225 для проемов большой ширины.

    Как правильно выбрать железобетонную перемычку

    Будущее состояние стен, их долговечность, противостояние растрескиванию и разрушению, во многом зависит от правильно выбранных и установленных перемычек, а для этого необходимо:

    1. Выбирать железобетонные перемычки с техническими параметрами, по которым они выдерживают нагрузку до 5 тонн без деформаций и прогибов.

    2. Длина перемычки должна быть достаточной для того, чтобы перекрыть проем и заходить в стены минимум на 25 см с каждой стороны.

    3. Ширина этого изделия должна соответствовать ширине стен, в противном случае, рядом устанавливаются две перемычки или столько, сколько необходимо для проектной достаточности.

    Железобетонные перемычки имеют очень высокие показатели теплопроводности и без серьезного утепления образуют мостики холода. Поэтому оправданно их применение только в промышленном строительстве зданий и для перекрытия широких проемов в индивидуальном домостроении.

    Перемычки из пенобетона

    Сейчас распространено малоэтажное строительство из газобетонных или пенобетонных блоков, называемых легкими бетонами. Проемы в стенах из таких блоков нежелательно перекрывать железобетонными перемычками, так как на монолитность стен отрицательно влияет несовместимость структур. Кроме того, для опоры массивных перемычек из железобетона на стены, необходимо отливать разгрузочные площадки из бетона.

    Для перекрытия проемов в стенах пенобетонных домов, производители предлагают монолитные перемычки из газо- или пенобетона с арматурными каркасами внутри. Выбор изделий позволяет перекрывать проемы шириной до 1.2 метра. Очевидным достоинством этих перемычек можно назвать полную идентичность со стеновыми блоками, что увеличивает прочностные параметры стен и отличные теплоизоляционные характеристики. По технологическим и эксплуатационным характеристикам монолитные изделия из газобетона практически не уступают балкам ЖБИ, а по удобству работы с ними и теплоизоляционным свойствам стоят намного выше их.

    После рассмотрения всех вариантов устройства перемычек над проемами, можно сделать определенные выводы, которые будут учитываться при разработке планов строительства загородного дома.

    1. При строительстве зданий из кирпича или монолитного бетона, над проемами лучше всего устанавливать гостовские железобетонные перемычки, которые укрепят стены, станут надежным основанием для возведения стен следующего этажа, а при соблюдении технологий строительства, будут служить много лет.

    2. Для перекрытия проемов в стенах из пенобетона идеально подходят монолитные пенобетонные перемычки или U-образные пеноблоки. Они надежны почти как железобетон, но их недостатком является достаточно высокая стоимость каждой отдельной единицы изделий. Этот недостаток компенсируется небольшим весом, простотой укладки, высочайшими теплоизоляционными характеристиками.

    3. Одним из экономных вариантов устройства перемычек являются такие материалы как металлические швеллера, уголки с широкими стенками, деревянные брусы для проемов внутренних стен. Чаще всего эти перемычки используются для устройства перемычек малозначимых хозяйственных построек. Для строительства частных домов необходимо ставить над проемами монолитные перемычки из газобетона, которые надежно защитят стены от разрушения в любых экстремальных ситуациях.

    4. Частные застройщик ради экономии многие работы выполняются своими руками, заливая перемычки из пескобетонной смеси в опалубку, установленную непосредственно над перекрытием. И хотя для жесткости конструкции, такая перемычка усиливается арматурным каркасом, она допустима только на внутренних перегородках, а на несущих наружных стенах эта самоделка грозит разрушением конструкций здания и большими расходами на восстановительные работы.

    Подводя итог можно сказать, что надпроемная перемычка один из важнейших элементов в конструкции здания, поэтому требуется скрупулезный расчет всех параметров сопротивления нагрузкам и тщательный выбор изделия, подходящего для перекрытия проемов строго в соответствии с требованиями СНиПов.

    Читать еще:  Штукатурка печи из кирпича
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector