Otdelstroimaterial.ru

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

Расчет перемычки для кирпичных стен

Перемычки для усиления дверного проема: правила установки и расчета

Очень ответственным этапом при проектировании здания является расчет перемычки над дверным или оконным проемом. Для того чтобы выполнить эту задачу нужно заранее определить, какой именно тип укрепления будет использован в данном случае. Также важными показателями является примерная нагрузка, оказываемая сверху и габариты проема. Рассмотрим подробнее этот вопрос.

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 .

    Арки и своды

    Изогнутая перемычка из кирпича в виде арки или свода делается так же, как и кладка клинчатой конструкции. Швы от раствора в рядах должны располагаться перпендикулярно лицевой и нижней поверхностям арочной конструкции. Расположение швов должно быть клиновым, а по ширине швы должны быть широкими вверху, и сужающимися книзу, при этом все швы необходимо заполнять полностью, не оставляя воздушных пустот.

    Верхняя часть свода бетонируется слоем раствора не меньше ¼ толщины кирпича, то есть, около 3–4 см. Контроль кладки и ровность растворных швов необходимо постоянно контролировать при помощи обычного отвеса и строительного шнура как по вертикали, так и по горизонтали. Опалубка делается разборной, и ее демонтаж не должен мешать самой конструкции арочной перемычки или своду. Разборка опалубки производится через 7–10 суток, то есть, после полного набора начальной прочности цементным раствором.

    Более широкий подбор перемычек в кирпичных стенах можно осуществить, включив в перечень ЖБИ сборной конструкции, которые изготавливаются в промышленных условиях, и поэтому обладают заранее заложенными высокими прочностными характеристиками. Строительная перегородка из таких изделий может быть брускового типа с шириной опирания до 25 см (балки ПБ), в виде ж/б балки с выносной четвертью для опирания (балки ПГ), в виде узких бетонных плит шириной более 25 см (плиты марки ПП) и фасадные конструкции (ПФ плиты) для обустройства перекрытия четвертями. Как фасадный элемент опирания плиты ПФ позиционируют себя более практичными, но требуют дополнительного декорирования, особенно, если плиты укладываются на кирпичные стены.

    Железобетонные элементы опирания нужно подбирать на проемы с арматурными конструкциями с Ø прутьев 0,4–0,6 см, и изготовленных из тяжелого бетона марки не ниже M 250. Степень нагрузки и глубина опирания классифицируют ж/б элементы на несущие (выдерживают дополнительные нагрузки, кроме веса кирпичной кладки) и ненесущие (выдерживают только вес собственно кладки и свой вес). Расчетная глубина опирания на стену, выложенную из кирпича ≤ 250 мм, опирание на внутренние перегородки ≤ 200 мм.

    Перемычки из металла – преимущества и расчет

    Существуют строительные конструкции, в которых обустроить сборные или кирпичные перемычки невозможно. В таких объектах идеально подходит перемычка металлическая, которой можно придать любую форму на месте или заранее. К тому же, применение металлических опорных элементов имеет множество своих преимуществ. Например, не нужно ждать, пока раствор наберет расчетную прочность, чтобы продолжать строительство – на металлическую перемычку можно нагружать вес остальной недостроенной конструкции сразу. Высокая скорость сборки – еще одно явное преимущество, как прочность и надежность. Для металлических элементов не нужно проводить предварительные расчеты на несущие нагрузки и глубину опирания: проводятся только расчеты на минимальное опирание перемычек на кирпичную стену с тем, чтобы конструкция не прогнулась. Но и этих вычислений и подбора конфигурации перемычки можно избежать, если использовать для перекрытия проемов двутавры или швеллера.

    Расчет перемычки из металла на прочность ведется по таким критериям:

    • Mp — переменная величина, зависящая от длины перекрытия и нагрузки на него;
    • W — сопротивление стальной конструкции, величина справочная;
    • R — сопротивление металла.

    Величина изгиба металлической перемычки: МhxL/(10xExI)=1/200;

    • Mh — переменная, зависящая от длины перекрытия и нагрузки на него;
    • L — длина перемычки;
    • I — инерционный момент;
    • Е — модуль упругости металла;
    • 1/200 — предельный изгиб.

    Как рассчитать перемычки для проемов окон и дверей — точный и упрощенный расчет

    О том, как подобрать перемычки для кирпичных стен, будет рассказано ниже, и главное условие для выбора надежной металлической конструкции перемычки — точный расчет нагрузки от стены из кирпича на 1 погонный метр перемычки. Возьмем практический пример расчета перемычки для двери и окна (стены из кирпича):

    Допустим, дверной проем имеет толщину 25 см (0,25 м) для кирпичной стены в один кирпич. Кладка над перемычкой будет продолжена на высоту 90 см (0,9 м) при ширине дверного проема 100 см (1 метр). Для подбора размеров и конструкции стальной перемычки нужно рассчитать нагрузку от верхней кладки на 1 погонный метр перекрытия.

    Справка: удельная масса кирпича — 1800 кг/м 3 : q=0,25×0,9×1,8×1=410 кг/м.

    • Q — несущая нагрузка;
    • L — длина перекрытия;
    • 200 — глубина опирания;
    • Mр = 650 кг/м;
    • L = 1000+2×200/3=113 см;
    • Mp = 73 кН/см.

    Сопротивление по прочности: W=65/(1,12×21)=2,76 см 3 .

    Инерционный момент: I = 200 МнxL/(10xЕ)=7,85 см 4 .

    Более простой метод расчета нагрузки на один погонный метр перемычки можно представить формулой: Q1 = PxBxH;

    • P (кг/м 3 ) — плотность строительного материала перекрытия плюс плотность раствора. Справочная информация: раствора на цементе ≤ 2200, плотность кирпича без пустот ≤ 1900; плотность кирпича с пустотами ≤ 1450;
    • B (м) — ширина кирпичной стены;
    • H (м) — высота кирпичной кладки над перемычкой.

    Расчет сопротивления по прочности и инерционного момента проводится по формуле: Q2=NxP;

    • N — количество профиля для перекрытия;
    • P — масса перемычки на один погонный метр стального профиля (справочная величина).

    Нагрузка на один погонный метр перекрытия составит: Q=1,1xР;

    где 1,1 – постоянный коэффициент.

    Для расчета сечения металлической балки, опирающейся на две точки опоры, предельный изгибающий момент находится по центру: Мmax = (Qx1 м 2 )/8=19,6 кг/м;

    Если отталкиваться от ширины проема в 1 метр, то сопротивление по прочности будет равным: Wтребmax/Ry=0,933 см 3 ;

    где Ry — справочная величина, сопротивление металла ≤ 2100 кгс/см 2 .

    Результат нужно разделить на количество металлических профилей в перемычке — их должно быть не менее двух. Следующий шаг — выбор типа профиля по значению, большему на 1,1, чем полученное при расчетах. Для условий, описанных выше (длина проема – 1 метр, ширина — полкирпича) хватит двух стальных уголков с одинаковыми сторонами размером 28x28x3 мм. Глубина опирания металлических уголков на стены — ≤ 250 мм.

    При расчете параметров перемычек для несущих кирпичных стен используются почти такие же методики, за исключением вычисления нагрузки на перемычку и выбора требуемой расчетной схемы. Если перемычка одновременно служит как несущая балка над дверным или оконным проемом, то ее расчет можно выполнить ее как расчет для балки на шарнирах.

    • B (м) — ширина кирпичной стены, для нашего варианта — два кирпича, или 510 мм;
    • H (м) — высота кирпичной кладки над перемычкой, нагрузка на которую рассчитывается, как H=L/2. Например, при длине проема в полтора метра и ширине в два кирпича нагрузка на перемычку будет равна 755,3 кг/м. Для плит перекрытия средний удельный вес принимается в диапазоне 800-1000 кг/м 2 . Плиты с круглыми пустотными отверстиями имеют удельную массу ≤ 320 кг/м 2 , плюс добавочный вес от теплоизоляции и цементной стяжки — около дополнительно 100 кг/м 2 .

    Предельный изгибающий момент для металлической перемычки с сосредоточенной и равномерно распределенной нагрузкой вычисляется по следующей формуле: Мmax=(Qxl 2 )/8+(Qxl)/4=1133,7 кг/м. Сопротивление по прочности: Wтреб=(1133,7×100)/(2100×2)=27 см 3 .

    Материал для металлической перемычки может быть разным : стальной уголок горячего проката , разнополочные или равнополочные металлические уголки , профильные шовные и бесшовные трубы , но чаще всего используют б / у швеллер . Его можно найти или купить дешево и он удобнее в монтаже .

    При длине дверного или оконного проема в 1,5 метра, и ширине проема в два кирпича достаточно использовать пару стальных уголков с разным размером полок, например, 110x70x8 мм. Вместо этих изделий можно использовать уголки другого размера, например, 490 x 56 x 55. Глубина опирания металлических уголков на стены — ≤ 250 мм.

    Изгибающий момент рассчитывается по формуле: F=(5xQxL4)/(384xExIz);

    • E — модуль упругости для стальных элементов со значением 2×1010 кг/м 2 ;
    • Iz — инерционный момент.

    Для стальной перемычки, собранной из двух металлических уголков, изгибающий момент F = (5x3167x1,54)/(384x2x1010x2x171,54×10–8) = 0,003045 метра.

    Согласно требований СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» максимальная величина изгиба для металлических перемычек не должна превышать 1/200 длины перегородки. По результатам примеров расчетов, приведенных выше, это значение равняется 150/200=0,75 см, что означает пригодность перемычки, выбранной с такими параметрами.

    Монтаж перемычек

    Монтаж перемычек на кирпичные стены включает в себя несколько стадий и проводится в следующем порядке:

    • расчет допустимой нагрузки для выбранных материалов перемычек;
    • увлажнение поверхности перемычки и кирпича перед началом кладки, для более крепкого сцепления материалов с раствором цемента или бетоном;
    • установка перемычки на растворную площадь с учетом глубин опирания, которая должна быть больше или равна 125 мм для различных перемычек сечения;
    • перемычку устанавливаем вровень со стеной для дальнейшего оштукатуривания поверхностей стен;
    • после окончания монтажа перемычек устанавливаются временные стойки на клиньях в серединах пролетов до полного высыхания и отвердевания кирпичной кладки;
    • вертикальные и горизонтальные швы необходимо полностью заполнять раствором из высококачественного цемента для сохранения прочности конструкций.

    Перемычки в кирпичных стенах обеспечивают защиту от обвала стен над проемами, являются важным связующим звеном конструкции, повышающим ее прочность. Помогают свести к минимуму появление со временем различных дефектов в кладке, а некоторые разновидности перемычек смогут стать еще и внутренним украшением дизайна, а также декоративным элементом фасада. Особенно это относится к кованым перемычкам, которые применяются для украшения внешних элементов.

    Следует быть очень внимательным при планировании перемычек в несущих стенах, если проектируется многоэтажное строение. В таком случае при большой длине несущих стен размещение перемычек точно друг под другом может стать причиной ослабления конструкции. Особенно это актуально при планировании длинных перемычек, таких, как гаражные проёмы, широкие роллеты или двустворчатые двери.

    В исключительных случаях практичным решением является не просто закладка перемычки, а сборка из металлопроката (двутавра или швеллера) полноценной дверной коробки с выступающими краями, предназначенными для фиксации в стене. Такая коробка обладает повышенной прочностью и может выдержать большую физическую нагрузку, чем простая перемычка. Однако это дорогое удовольствие, поэтому использовать её следует лишь в случае крайней необходимости размещения проёма.

    Арочные перемычки, арки и своды

    Кирпичная арочная перемычка по принципу устройства не отличается от кладки клинчатых перекрытий проемов. По форме арки могут быть лучковыми, стрельчатыми, полуциркулярными, коробковыми. Их отличие заключается в выборе центра, размера сегмента и радиуса окружности.

    В независимости от вида, центральная линия шва всегда будет перпендикулярна внутренней поверхности перемычки или арки. Кривая линия создается благодаря клиновидному кирпичу или фигурной форме шва. Кладка арочной перемычки предполагает центральную линию шва как продолжение радиуса кривой.

    Толщина швов такая же, как и в клинчатых перемычках:

    • минимум 5 мм — для нижней части вертикального шва;
    • максимум — 25 мм — для верхней части.

    1 — кирпич перемычки; 2 — клиновидный раствор; 3 — замковый кирпич; 4 — кружало

    Форма опалубки кирпичных перемычек будет зависеть от внешнего вида проема. Проверка радиального направления швов и правильности кривизны арок осуществляется с помощью верёвки, привязанной к центру окружности каждого участка перемычки.

    Арки выкладывают по той же технологии, что и арочные перемычки.

    Своды популярны в современном строительстве общественных зданий, храмов, церквей. Для их возведения изготавливают сплошную опалубку необходимого очертания. Часто использующийся прием – выкладывание цилиндрических сводов «елкой». Кладка выполняется одновременно параллельно оси свода под углом в 45°.

    Под опалубку подкладываются клинья, которые затем постепенно вынимаются, обеспечивая ее равномерное опускание. Свежая кладка обладает высокой чувствительностью к нагрузкам. На нее недопустимо помещать емкости с раствором или кирпич, это может привести к искажению формы перекрытия и нарушению сцепляемости кирпича с кладочной смесью.

    Кирпичное перекрытие, имеющее достаточно простую конфигурацию, можно возвести самостоятельно. Необходимо лишь изучить технологию и тщательно соблюдать последовательность действий. Арки и своды сложной формы лучше доверить специалисту, имеющему высокую квалификацию.

    Кирпичные перемычки, арки и своды, украшали здания еще сотни лет назад. И сегодня они не утратили своего значения, продолжая украшать фасады современных зданий, камины, печи, создавая неповторимый интерьер и экстерьер на любой вкус.

    Металлическая

    Для усиления отверстий в несущей стене применяют металлические элементы. Перегородки выполнены из железного уголка, материал которого имеет высокую прочность и способен справиться с большим давлением на поверхность.

    Как верно подобрать перемычки для кирпичных стен? Перед тем, как подбирать металлические углы, следует выполнить расчет для предотвращения прогиба перегородки выше установленных норм, затем требуется определить прочность выбранных железных элементов.

    Для монтажа железного профиля в проем подгоняют деталь под швы между кирпичами кладки, края нет необходимости укреплять дополнительно стыковочной арматурой. Подробнее о том, как изготовить перемычку, смотрите в этом видео:

    Чтобы уголок прочно удерживался и справлялся с нагрузкой, его важно положить минимум по 15 см на каждую сторону.

    Сборные железные перегородки применяются для всех видов сооружений. Расчет усиления проводить перед монтажом не требуется.

    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.

    Как подбирать железобетонные перемычки.


    Расчет железобетонных перемычек. Итак, давайте сперва введем какие-то исходные данные. Допустим, нам надо рассчитать, какую перемычку следует брать для перекрытия пролета шириной 1350 мм в самонесущей стене толщиной 240 мм при высоте стены над проемом – 800 мм. Стройка ведется в зимних условиях.

    Толщина стены 240 мм говорит о том, что нам понадобятся две брусковые перемычки шириной по 12 мм. В зимний период на самонесущую перемычку берут нагрузку от высоты стены, равной расчетному пролету. Расчетный пролет считается так:

    1350 + 2*100/3 = 1420 мм

    100 мм в данном случае – это минимальная глубина опирания перемычки. Так как высота кладки оказалась меньше расчетного пролета, в дальнейшем в расчетах будем использовать именно ее – 800 мм.

    Далее определяем нагрузку на 1 погонный метр изделия:

    0,24*0,8*1,8*1,1/2 = 0,19 т/м = 190 кг/м

    В этих расчетах 1,8 т/м3 – это вес кирпича, 1,1 – коэффициент надежности, 2 – количество перемычек. Итак, нам необходимо выбирать перемычку из тех, чей индекс нагрузки не менее 2-х.

    Как мы уже говорили выше, минимальная глубина опирания данных перемычек составляет 10 см, значит наименьшая возможная длина перемычки в нашем случае равна:

    1350 + 100*2 = 1550 мм

    Из списка типоразмеров нам могла бы подойти перемычка 2ПБ 16-2 длиной как раз 1550 мм и расчетной нагрузкой до 200 кг/м. Однако нам еще следует учесть нагрузку от собственного веса балки, которая равна 70/1,55 = 45 кг/м. То есть суммарная нагрузка будет составлять 190 + 45 = 235 кг/м, что превышает максимально допустимую для данной перемычки.

    В нашем случае подойдет перемычка 2ПБ 19-3. Собственная нагрузка для нее составляет 80/1,94 = 41 кг/м. Тогда суммарная будет равна 190 + 41 = 231 кг/м, что не превышает допустимые 300 кг/м для этой балки. Длина перемычки составляет 1940 мм, и это тоже подходит для наших условий.

    Заключение.

    Приведенный пример основан на конкретных данных, которые могут значительно отличаться в зависимости от изменяющихся условий. В отдельных случаях должны учитываться другие дополнительные данные. Например, длина перекрытия пролетом или летний период строительства. Все это будет отражаться на расчетах, но базовый принцип, изложенный в этой статье, является их основой.

    Читать еще:  Как облагородить кирпичную кладку на балконе
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector