Устройство металлических перемычек в стенах существующих зданий
1. Устройство проемов в кирпичных стенах
Работы по устройству проемов начинают с установки временных креплений. Борозды (штрабы) пробивают с двух сторон в месте установки перемычки поочередно. Высота и ширина борозд должна соответствовать высоте и ширине перемычки и иметь зазор порядка 40. 60 мм для плотной заклинки вновь подведенных элементов с существующей кладкой.
До монтажа стальных заменяющих балок из профильной стали (уголков, швеллеров) последние обворачивают сетками. При монтаже балок обеспечивается тщательное заполнение раствором марки не ниже М100 зазоров между кирпичной кладкой и устанавливаемой конструкцией. После заполнения раствором стальные балки стягивают болтами. Шаг стяжных болтов принимают не более 500 мм при пролетах не более 2400 мм и не более 800 мм при пролетах более 2400 мм. Расстояние от торцов профиля до стяжного болта принимается не менее 100 мм.
Рис. 14.14. Устройство нового проема в существующих стенах: 1 – швеллер, 2 – стяжные болты, 3 – раствор, 4 – стальная сетка, 5 – устраиваемый проем
Номер профиля швеллера стальных перемычек для конкретной ширины проема при различных толщинах стен указан в таблице. После монтажа элементов перемычки и твердения раствора осуществляется пробивка проемов под перемычками. Величина опорных зон для стальных перемычек из швеллеров при существующих или проектируемых проемах устанавливается согласно таблице.
2. Дефекты и повреждения сварных швов. Ух устранение. Усиление соединений со стыковыми швами.
Дефекты . 1.трещины;2.полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;3.твердые включения; 4.несплавления и непровары;5.нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;6.прочие дефекты.
За измеритель дефектов можно принять степень ослабления шва (отношение фактической и номинальной высоты шва, глубина подреза, отношение длины дефектного участка шва к полной и т.д.) ;
Наиболее часто дефекты и повреждения сварных швов встречаются в к-циях из кипящ. стали. Неполномерные швы с уменьш. по сравнению с проектом, высотой катетов снижают несущ. сп-ть узлов. Подрезы, кратеры, неравномерная высота шва повышают концентрацию напряжений и особенно опасны в случае эксплуатации при отрицательной температуре (в неотапливаемых зданиях) и при наличии динамических и вибрационных воздействий (например, подвесных кранов). При близком расположении швов в фасонках (ферм) создается поле растягивающих сварочных напряжений, что повышает опасность хрупкого разрушения. Низкое качество швов, выполненных вручную или полуавтоматом, создает дополнительную концентрацию напряжений. Глубина проплавления швов, даже выполненных автоматом, часто не превышает 0,5 высоты шва и по линии сопряжения стенки и пояса возникает непровар.
Устранение сварочных дефектов:Крупные трещины в швах ликвидируют путем их заварки. Предварительно сверлят сквозные отверстия на расстоянии 40—50 мм от каждого конца трещины, чтобы предупредить ее дальнейшее распространение. Затем пневматическим зубилом, газовым резаком для поверхностной резки или воздушно-дуговым резаком производят V- или Х-образную разделку трещины, зачищают ее кромки от шлака и заваривают обратно-ступенчатым способом (рис. 7). Иногда перед сваркой металл в конце трещины нагревают газовой горелкой до температуры 150—200° С с тем, чтобы шов и нагретые участки остывали одновременно. Это позволяет избежать появления остаточных напряжений на концах шва.Швы с внутренними мелкими трещинами, непроварами, газовыми и шлаковыми включениями полностью вырубают или выплавляют и заваривают вновь. Аналогичным образом поступают с пережженными участками.В сварных конструкциях, изготовленных из углеродистых сталей, применяют как выплавку, так и вырубку швов; в конструкциях же из легированных сталей швы можно только вырубать, так как при выплавке происходит изменение структуры и свойств основного металла. Неполномерность шва устраняют наплавкой дополнительных слоев, а подрезы заваривают тонкими валиковыми швами.Наплавы, натеки, а также чрезмерное усиление шва (лишний металл в сечении шва) удаляют пневматическим зубилом или абразивным инструментом.При перегреве металла выполняют соответствующую термическую обработку.
Усиление соединений со стыковыми швами.
Стыковые швы не усиливают, так как их высота определяется толщиной стыкуемых элементов и устройство валика шва, выступающего от поверхности элементов, может только ухудшить условия его работы из-за концентрации местных напряжений.
Стыковые соединения стержней, забракованные по результатам контроля, могут быть вырезаны или усилены. Вырезанное соединение следует заменить вставкой и заварить вновь. Допускается усиление некачественных сварных соединений накладками согласно схеме, приведенной на рис. 1 и рис. 2.
Рисунок 2. 1 — сварное соединение; 2 — стальная скоба; 3 — накладка;
Рисунок 1. 1 — сварной шов; 2 — накладка; 3 — дефект; 4 — протяженные сварные швы
Если нет возможности купить сборные перемычки, можно сделать металлические.
Кирпичная кладка после набора прочности раствором сама по себе отлично несет собственный вес (при умеренной ширине окна, конечно, и отсутствии нагрузки от перекрытия). Но на период строительства, пока раствор не набрал прочности, кирпичная кладка над проемом нуждается в поддержке. Также кладка нуждается и в дальнейшей поддержке в период эксплуатации, если проем в стене широкий или есть значительная нагрузка (от перекрытия или высокой стены над проемом).
Какие бывают перемычки?
Ну, во-первых, сборные. Их большим достоинством является высокая скорость монтажа, надежность и простота подбора (по альбомам типовых серий). Недостаток — нет завода — нет и перемычек.
Во-вторых, монолитные железобетонные. Такую перемычку нужно рассчитать, подобрать высоту и армирование, да и в изготовлении она сложнее — нужна опалубка, нужно эту опалубку подпереть, связать арматуру и качественно забетонировать. Плюсом является то, что все можно выполнить в условиях строительной площадки, нет зависимости от завода-изготовителя.
И в-третьих, перемычки из металлических прокатных профилей (уголков, швеллеров или двутавров).
Для подбора металлических элементов в качестве перемычек необходимо выполнить расчет и определить, достаточно ли прочности у подобранных элементов, а также, не будет ли прогиб перемычки больше допустимого.
где Мр — расчетный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки, а также от коэффициента надежности по нагрузке,
W — момент сопротивления металлического элемента (для перемычек, составленных из двух уголков или двух швеллеров момент сопротивления составного элемента равен сумме моментов сопротивления каждого из элементов), берется из справочников (например, страницы 408-412 из книги Васильев А.А. «Металлические_конструкции» ) ;
R — расчетное сопротивление стали.
1/200 = Мн*L/(10EI) (2),
где Мн — нормативный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки,
L — расчетная длина перемычки, равная ширине в чистоте плюс 1/3 длины опирания каждой стороны перемычки;
Е — модуль упругости стали;
I — момент инерции перемычки;
1/200 — максимально допустимый прогиб.
Обычно, если нужно подобрать металлический элемент, условия (1) и (2) преобразовывают следующим образом:
W = Mp/(1,12*R) — минимально допустимый момент сопротивления перемычки;
I = 200Мн*L/(10Е) — минимально допустимый момент инерции.
Рассмотрим на примерах подбор перемычке для дверных и оконных проемов.
Исходные данные. Дверной проем в стене толщиной 250 мм, без опирания перекрытия. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 1000 мм. Подобрать металлическую перемычку.
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим момент по формуле
М = qL 2 /8, где L — расчетная длина перемычки.
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм = 113 см.
Мн = 0,41*1,132/8 = 0,065 т*м = 65 кН*см;
Мр = 1,1*65 = 73 кН*см.
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
W = Mp/(1,12*R) = 65/(1,12*21) = 2,76 см 3.
Необходимый момент инерции:
I = 200Мн*L/(10Е) = 200*73*113/(10*21000) = 7,85 см 4.
Принимаем перемычку, состоящую из двух уголков 50х50х5 (W = 7,88 см 3 > 0,5*2,76 см 3. I = 11,2 см 4 > 0,5*7,85 см 4.
Исходные данные. Оконный проем в стене толщиной 250 мм. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 2000 мм. На стену опираются сборные железобетонные плиты длиной 3600 мм (вес плиты 300 кг/м 2 ), толщина конструкции пола 100 мм (удельный вес 1800 кг/м 3 ), временная нагрузка на перекрытие 200 кг/м 2. Подобрать металлическую перемычку.
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим нагрузку от плит перекрытия и пола на 1 погонный метр перемычки:
q = (0,3 + 0,1*1,8)*1*3,6/2 = 0,9 т/м.
Определим временную нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,2*1*3,6/2 = 0,36 т/м.
Определим момент по формуле М = qL 2 /8, где L — расчетная длина перемычки.
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 2000 + 2*200/3 = 2130 мм = 213 см.
Мн = (0,41 + 0,9 + 0,36)*2,132/8 = 0,95 т*м = 950 кН*см;
Мр = (0,41*1,1 + 0,9*1,1 + 0,36*1,2)*2,132/8 = 1,06 т*м = 1060 кН*см.
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
W = Mp/(1,12*R) = 1060/(1,12*21) = 45 см 3.
Необходимый момент инерции:
I = 200Мн*L/(10Е) = 200*950*213/(10*21000) = 193 см 4.
Принимаем перемычку, состоящую из двух швеллеров №10 (W = 34,8 см 3 > 0,5*45 см 3. I = 174 см 4 > 0,5*193 см 4 ). >
И напоследок, цитата из СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» (для тех, кто подходит к вопросу подбота перемычек более тщательно) — металлических перемычек она тоже касается:
Еще полезные статьи:
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
В этом разделе Вы можете задать вопросы и получить на них ответы. Комментарии в этой статье я закрываю. Если есть замечания к содержанию статьи, пишите на адрес Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Комментарии
Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.
Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.
При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).
Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.
Методика подбора перемычек по таблицам
Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие .
Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.
Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах
Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.
Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.
Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м
Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м
Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)
Таблицы подбора металлических перемычек
(для увеличения изображения кликните по нему)
Таблица 1. Подбор перемычек для стен толщиной 250 мм
Таблица 2. Подбор перемычек для стен толщиной 380 мм
Таблица 3. Подбор перемычек для стен толщиной 510 мм
Таблица 4. Подбор перемычек для стен толщиной 640 мм
Металлические элементы перемычек (прокатные балки) рассчитаны на восприятие давления от вышележащих стен, величина которого эквивалентна весу столба кладки высотой, равной 1/3 пролета перемычки. Несущие перемычки, кроме того, рассчитаны еще и на равномерно-распределенную погонную нагрузку от перекрытий величиной q=4,4 т/пог.м. Для несущих перемычек, устраиваемых в стенах толщиной 250 мм (кладка в 1 кирпич), расчетная погонная нагрузка от перекрытий принята равной q=2,2 т/пог.м.
Для проемов шириной более 3 м и нагрузках, отличающихся от указанных выше, сечение элементов перемычек принимать по расчету.
Похожие статьи
Источники: http://www.studfiles.ru/preview/4306357/page:17/, http://svoydom.net.ua/ustrojstvo-metallicheskoj-peremychki.html, http://probuild-info.ru/usilenie-proemov-v-kirpichnyih-stenah-tablitsyi-podbora-peremyichek/
Расчет металлической перемычки для несущих стен
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 И ПОДБОР ПЕРЕМЫЧЕК ДЛЯ ПРОЕМОВ В СТЕНАХ ИЗ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Цель занятия:закрепить теоретический материал, научиться подбирать перемычки над оконными и дверными проемами к кирпичной кладке.
Содержание занятия:на миллиметровой бумаге формата A4 в масштабе 1:100 выполнить схему плана к ведомости перемычек согласно заданным вариантам, заполнить ведомость перемычек по форме 1 и спецификацию сборных железобетонных элементов (приложение А).
Исходные данные: схемы планов этажей (по материалам практической работы №1). Типы перемычек даны в приложении Б.
Порядок проведения занятия:
1) Прежде, чем приступить к подбору перемычек надо выполнить схемы планов этажей к ведомости перемычек. Пример плана показан на рисунке 6.1.
Для этого схематично вычерчиваем план этажа дома с обозначением проемов, соблюдая масштаб. Пример схемы дан на рисунке 6.2.
2) Присвоить каждому проему позицию (марку), которую назначают в соответствии с шириной проема и статической функцией стены – несущей, самонесущей или ненесущей. Пример дан на рисунке 6.3.
3) Определить величину проема: (ширину и толщину).
4) Выполнить подбор сечений перемычек, комбинируя их из нескольких брусковых или сочетания брусковых и балочных. В несущих стенах «несущие» перемычки ставить в местах опирания плиты (балки) , остальную ширину стен добирать «ненесущими» перемычками. Пример дан на рисунке 6.4.
Схемы сечений вычерчиваются в таблице форма 2.1 ГОСТ 21.501—93.
Рисунок 6.1 План 1-го этажа
Рисунок 6.2 Схема плана 1 этажа
Рисунок 6.3. Маркировка проемов
Рисунок 6.4 Схема установки перемычек над проемами в наружных несущих кирпичных стенах
Для удобства работы вести для себя подсчет необходимой длины перемычек рядом с ведомостью. Для этого к ширине проема прибавляем значение минимального опирания перемычек на стену: «ненесущая» перемычка + 240 мм (по 120 мм с каждой стороны), «несущая» перемычка + 500 мм (по 250 мм с каждой стороны). Марки перемычек указываются на схеме сечения позициями. «Ненесущая» перемычка воспринимает только вес кладки и «несущая» перемычка воспринимает вес кладки и опирающегося на нее перекрытия.
5) Подобрать «несущие» и «ненесущие» перемычки по приложению Б.
6) В несущих, самонесущих стенах и перегородках применять только «ненесущие» перемычки.
7) Если необходима четверть, наружную ж/б перемычку опустить на величину четверти, равную 65 мм.
8) Выбранные марки перемычек указываются в спецификации сборных элементов перемычек (Приложение А)
Пример подбора перемычек в здании с кирпичными стенами
Методические указания:Пример подбора перемычек в здании с кирпичными стенами. Толщина наружных стен – 510 мм, внутренних стен — 380 мм.
I этап. По плану рисунок 6.5 определить несущие и ненесущие стены
По оси 1- оконный проем – 910 мм (несущая стена толщиной 510 мм).
По оси 2 — дверной проем – 910 мм (несущая стена толщиной 380 мм).
По оси А — дверной проем – 1010 мм (ненесущая стена толщиной 510 мм).
По оси Б -2 оконных проема–1510 мм (ненесущая стена толщиной 510 мм).
На плане здания имеется два оконных проема одинаковой величины, поэтому у них будет одинаковая маркировка перемычки.
Все проемы имеют разную ширину, значит, на маркировочной схеме должно быть четыре разновидности перемычек: ПР-1; ПР-2; ПР-3 и ПР-4.
Рисунок 6.5 План 1 этажа
II этап. Вычертить схему плана 1 этажа (рисунок 6.6), с обозначением позиций проемов. В задании это будет выглядеть так:
Рисунок 6.6 Схема плана 1 этажа с маркировкой проемов
III этап.Подобрать «несущие» и «ненесущие» перемычки и зарисовать их схемы:
1) Чтобы перекрыть проем в стене толщиной 510 мм понадобится четыре брусковых перемычки шириной 120 мм: 120 мм х 4 = 480 мм,
плюс три шва по 10 мм (10 мм х 3=30 мм). Таким образом, мы получаем: 480 мм + 30 мм = 510 мм – размер равный толщине стены.
Мы определили, что стена является несущей, поэтому крайняя перемычка, на которую опирается стена, должна быть «несущей».
Получаем: три перемычки – «ненесущие» и одна–«несущая»(рисунок 6.7)
Рисунок 6.7 Схема перемычек в несущей стене толщиной 510мм
2) Для определения длины перемычки к ширине проема прибавляем значение минимального опирания перемычки на стену(рисунок 6.8 и рисунок 6.9)
«ненесущие» перемычки: 910 мм + 240 мм (по 120 мм с каждой стороны) = 1150 мм.
Рисунок 6.8 Схема опирания ненесущей перемычки над проемом
По таблице приложения В подбираем нужный размер перемычки, величина которой будет соответствовать высчитанной длине (в нашем примере 1150 мм). Такой оказалась перемычка с наименованием 2ПБ13-1, длина которой – 1290 мм, высота – 140 мм;
«несущая» перемычка:910 мм + 500 мм(по 250 мм с каждой стороны)= 1460 Рисунок 6.9 Схема опирания несущей перемычки над проемом
Находим в таблице нужную перемычку и не забываем о расчётной нагрузке (Приложения В), так как на «несущую» перемычку опирается плита перекрытия. Получаем перемычку 3ПБ16-37, длина которой – 1550 мм, высота – 220 мм;
Перемычки ПР-2, ПР-3, ПР-4 подбираются вышеизложенным способом.
При подборе перемычки ПР-4 необходимо учитывать толщину стены – 380мм.
В этом случае над проёмом укладываются 3 перемычки шириной по 120 мм:
120х 3 = 360 мм; 360 мм + 20 мм (два шва по 10 мм) = 380 мм.
3)Заполняем ведомость перемычек по форме 6.1 – рисунок 6.10, проставляя позиции в схеме сечения, затем заполняем таблицу спецификаций сборных элементов перемычек (Приложение А). Примеры заполнения даны в таблицах 6.1 и 6.2.
Форма 6.1 ГОСТ 21.501—93
Рисунок 6.10 Ведомость перемычек
Таблица 6.1 Пример заполнения ведомости перемычек
Таблица 6.2 Пример заполнения спецификация элементов перемычек
Войдите в ОК
Пример упрощенного расчета металлической перемычки.
Расчет состоит из нескольких этапов. Сначала определяется нагрузка, действующая на перемычку. Зная нагрузку, можно определить максимальный изгибающий момент, действующий на поперечное сечение перемычки, а зная максимальный изгибающий момент, можно подобрать сечение перемычки.
1. Определение нагрузок на 1 погонный метр перемычки:
1.1 От веса кладки:
где p в кг/м3 — плотность материала, из которого выкладывается перегородка, в том числе кладочного раствора и штукатурки. Плотность цементного раствора на обычном кварцевом песке — до 2200, что теоретически нужно учитывать при работе с пустотелым кирпичом, гипсовыми блоками и блоками из легких бетонов, но чтобы не заморачиваться с определением доли раствора в кладке, можно просто умножить плотность материала на 1.1 или принять максимальное из нижеприведенных.
Плотность полнотелого кирпича 1600 — 1900
Плотность пустотелого кирпича 1000 — 1450
Плотность блоков из пенобетона, газобетона, ячеистого бетона 300- 1600
Плотность гипсовых блоков 900 -1200
Например:
если стена или перегородка над перемычкой будет выкладываться из пустотелого кирпича, то можно принять значение p =1500
Для гипсовых блоков p =1200
Для блоков из легкого бетона — в зависимости от плотности бетона. Чтобы определить эту самую плотность, нужно взвесить 1 блок (или попытаться приблизительно определить вес блока, просто подняв его), а потом разделить вес на высоту, ширину и толщину блока. Например, если блок весит 20 кг и имеет размеры 0.3х0.6х0.1 м, то плотность блока будет 20/ (0.3х0.6х0.1) = 1111 кг/м3. Таким же образом можно определить и плотность кирпича.
Во всех остальных случаях (особенно в том случае, если Вы не знаете плотность материала и не можете определить его плотность) p =1900
b — толщина стены или перегородки в метрах, например для кирпичной перегородки в полкирпича следует принимать = 0.15 м, чтобы учесть слой штукатурки.
h — высота кладки над перемычкой, для кирпичной стены или перегородки с учетом кирпичей, которые будут укладываться на уголок, если перемычка будет из уголков.
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича нагрузка q1 = 1900 х 0.15 х 0.5 х 1 = 142.5 кг/м
Примечание: Здесь приводятся нагрузки именно для перегородок, при расчете перемычек для несущих стен нужно также учитывать нагрузку от плит или балок перекрытия. Такой расчет чуть более сложный и потому изложен отдельно.
1.2. От собственного веса металлической перемычки:
где n — количество уголков, швеллеров или других профилей,
P — собственный вес 1 погонного метра уголка или швеллера, определяемый по сортаменту, тут есть небольшая закавыка, ибо как можно знать вес прокатного профиля, если его сечение только определяется, но как правило для металлических перемычек вес перемычки не превышает 1-2 % от веса стены или перегородки над перемычкой, а потому этот вес можно учесть поправочным коэффициентом 1.1, учитывающим все неучтенные моменты. Если Вы в чем-то сомневаетесь можно принять значение коэффициента равным 1.2 и даже 1.5
Итак погонная расчетная нагрузка на перемычку составляет:
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича полная расчетная нагрузка q = 1,1 х 142.5 = 157 кг/м
2. Подбор сечения.
2.1. Максимальный изгибающий момент для балки лежащей на двух опорах, а в нашем случае перемычки, будет посредине балки:
Мmax = (q х l2) / 8
Примечание: если концы профилей будут опираться на простенки более чем на l/3, то балку можно рассматривать не как лежащую на двух опорах, а как защемленную с двух сторон, в этом случае максимальный изгибающий момент будет на опорах: Мmax = (q х l2) / 12
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича Мmax = (157 х 12)/ 8 = 19.6 кг.м
2.2 Требуемый момент сопротивления:
Wтреб = Мmax / Ry
где Ry — расчетное сопротивление стали. Ry = 2100 кгс/ см2 (210 МПа)
Примечание: Вообще-то расчетное сопротивление зависит от класса прочности стали и может достигать значения 4400, но лучше принимать 2100, как наиболее распространенное.
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича Wтреб = (19.6 х 100)/ 2100 = 0.933 см3
2.3. Полученное значение нужно разделить на количество уголков, швеллеров или других профилей, которые будут использоваться при устройстве перемычки. По конструктивным соображениям лучше использовать несколько профилей, для кирпичных перегородок как минимум 2.
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича при использовании двух профилей Wтреб = 0.933/ 2 = 0.47 см3
2.4. Ну а теперь все просто, смотрим в сортамент, сначала выбираем тип профиля, а затем смотрим, чтобы значение было больше полученного при расчете.
Для проема шириной 1.0 м для кирпичной перегородки толщиной в полкирпича достаточно 2 равнополочных уголков 28 х 28 х 3 мм
(по сортаменту для таких уголков Wz = 0.58 см3), или 2 неравнополочных уголков 30 х 20 х 3 мм (по сортаменту для таких уголков Wz = 0.62 см3) и даже 1 неравнополочного уголка 50 х 32 х 4 (по сортаменту для таких уголков Wy = 1.05 см3 и тут нужно принимать именно по Wy, если уголок будет укладываться широкой стороной на кирпичи).
Ну а дальше все зависит от доступности такого профиля и удобства работы с ним, если в продаже таких профилей нет, или работать с ними неудобно, то принимается любой другой профиль с большим сечением.
Опирать металлические перемычки на стены следует не менее чем на 250 мм, а в сейсмоопасных районах не менее чем на 400-500 мм.
После подбора сечения по максимальному изгибающему моменту желательно рассчитать прогиб балки, для этого даже есть специальная формула:
f = (5 x q x l4) / (384 x E x Iz)
где q — нагрузка на перемычку определенная в п.1
l — ширина проема
E — модуль упругости, для стали Е = 2 х 105 МПа или 2 х 1010 кг/м2
Iz — момент инерции по сортаменту для выбранного профиля, умноженный на 10-8 для перевода в метры (для 2 профилей это значение логично умножается на 2)
Для перемычки из 2 уголков 28х28х3 мм над проемом 1.0 м в перегородке в полкирпича прогиб f = (5 x 157 x 14) / (384 x 2 x 1010 х 2 x 1.16 х 10-8) = 0.0088 м или 9 мм
Как видно из вышеприведенного расчета, из конструктивных соображений, чтобы потом было удобнее ставить дверь (да и опирать кирпич будет удобнее) лучше принять уголок 40х40х3 или любой другой большего сечения. Для сорокового уголка прогиб будет около 2.5 мм. Таким образом перемычка, подобранная по прогибу, будет иметь достаточно хороший запас по прочности и проверки на устойчивость не потребуется.
Если проводить более точный и соответственно более сложный расчет, то нагрузка на перемычку будет немного меньше и соответственно можно использовать профиля меньшего сечения. Если нужно сделать 2-3 перемычки, то с более сложным расчетом не стоит и возиться, экономия денег от этого будет небольшая, ну а если перемычек нужно сделать много, тогда посмотрите расчет металлической перемычки для несущих стен и перегородок.
Расчет металлической перемычки для несущих стен
Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.
Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.
При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).
Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.
Методика подбора перемычек по таблицам
Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие.
Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.
Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах
Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.
Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.
Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м
Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м
Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)
Таблицы подбора металлических перемычек
(для увеличения изображения кликните по нему)
Таблица 1. Подбор перемычек для стен толщиной 250 мм 
Таблица 2. Подбор перемычек для стен толщиной 380 мм 
Таблица 3. Подбор перемычек для стен толщиной 510 мм 
Таблица 4. Подбор перемычек для стен толщиной 640 мм 
Металлические элементы перемычек (прокатные балки) рассчитаны на восприятие давления от вышележащих стен, величина которого эквивалентна весу столба кладки высотой, равной 1/3 пролета перемычки. Несущие перемычки, кроме того, рассчитаны еще и на равномерно-распределенную погонную нагрузку от перекрытий величиной q=4,4 т/пог.м. Для несущих перемычек, устраиваемых в стенах толщиной 250 мм (кладка в 1 кирпич), расчетная погонная нагрузка от перекрытий принята равной q=2,2 т/пог.м.
Для проемов шириной более 3 м и нагрузках, отличающихся от указанных выше, сечение элементов перемычек принимать по расчету.
Устройство перемычек в кирпичных стенах по всем праввилам
Клиновая перемычка, как оригинальный архитектурный элементПеремычкой называют конструктивный элемент стены, который позволяет не только перекрыть проём будущей двери или окна, но и будет нести определённые нагрузки. Как минимум, это вес кладки, возводимой над верхней границей проёма, но при опирании на стену плит перекрытия, нагрузки многократно усиливаются.
Исходя из этого, устройство перемычек в кирпичных стенах может осуществляться в различных вариантах. Используя в качестве наглядного пособия видео в этой статье на тему: «Опирание перемычек на кирпичную стену», мы расскажем о тех способах перекрытия проёмов, которые можно осуществить при самостоятельном возведении кладки.
Перемычки сборные из бетона
Так как перемычка из кирпича является довольно сложным с конструктивной точки зрения архитектурным элементом, правильно сделать её своими руками у новичка вряд ли сразу получится. Их устраивают только над проёмами, не превышающими двухметровую ширину, и на стенах, которые не несут нагрузок от перекрытий — ведь по прочности на изгиб они не могут составить конкуренцию перемычкам железобетонным. Поэтому в частном строительстве практически повсеместно, даже на нешироких проёмах, используют именно их.
Опирание перемычки на кирпичную кладкуВ ассортименте большинства заводов ЖБИ, есть перемычки для кирпичных стен, изготавливаемые по стандарту 948, действующему с 1984 года. Данный ГОСТ регламентирует изготовление из тяжёлого бетона перемычек, специально предназначенных для зданий из кирпича – и не только жилых, но и любого другого назначения.
Их так же можно использовать для установки в проёмы стен, возводимых из камней природного и искусственного происхождения. К категории искусственных камней, относится, собственно, и сам кирпич — а ещё, всевозможные мелкоформатные блоки из зольного или автоклавного бетона.
Типы и параметры
Существует четыре типа перемычек для таких стен, и различаются они по форме и размерам. Для наглядности представим скомпонованную в виде таблицы информацию о том, как они выглядят, и в каких ситуациях применяются.
| Внешний вид изделия | Назначение, размеры |
| Перемычка брускового типа (ПБ) | Данный вид перемычек напоминает по форме деревянный брус. Его сечение может быть квадратным, но если оно прямоугольное, то высота больше, чем ширина – например: b-120 мм, h-220 мм. То есть, в проектном положении брусок должен стоять на ребре.Единственный вариант, где размер b больше, чем h – это 120*65 мм. Но он используется только на ненесущих стенах. Вариаций длины очень много: начиная от 1030 мм, и заканчивая 5960 мм. Максимальная ширина перемычек типа ПБ составляет 250 мм – а значит, их применяют только в тех случаях, когда толщина стен не превышает длину одного кирпича.
|
| Плитный вариант перемычки (ПП) | Перемычки данного типа предназначены для стен, толщина которых начинается от 1½ кирпича. Они всегда монтируются плашмя, и соответственно, их ширина больше высоты.А вообще, по ширине тут всего 2 варианта: 380 мм и 510 мм. Высота может быть 65; 140 и 220 мм. Максимальная длина – 2980 мм. |
| Перемычка балочного типа (ПГ) | Здесь мы видим, что в отличие от двух предыдущих вариантов, сечение у перемычки-балки не прямоугольное, а ступенчатое. Выступающая полка нужна для того, чтобы на неё могла опираться плита перекрытия.Общая ширина в сечении составляет 250; 380 либо 510 мм – по толщине кирпичных стен. Высота перемычки и высота полки, так же, как и их пропорции, значительно варьируются. Длина изделия минимум 1550 мм, максимум 5950 мм. |
| Сечение фасадной перемычки (ПФ) | По конфигурации, перемычка фасадного типа очень похожа на ПГ. Разница между ними состоит только в том, что на её торцах полка имеет выемки. На чертеже – вид сверху и с торца.На нём видно, что полка короче самого изделия с каждой стороны на величину «a».Такая перемычка, смонтированная на стену, просматривается с фасада – отсюда и название. Укороченная полка нужна для того, чтобы, чтобы можно было перекрыть проём с четвертью. |
Обратите внимание! Брусковые и плитные перемычки взаимозаменяемы. Там, где, к примеру, нужна одна плита 2ПП17-5, размер которой составляет 380*140*1680 мм, можно использовать три бруска 2ПБ17-2. Они имеют такую же высоту и длину, отличается только ширина: 120 мм. Конечно, цена одного более крупного изделия ниже, чем суммарная стоимость трёх штук меньшего размера. Но ситуации бывают всякие – например: нет в наличии нужных перемычек плитного типа.
Нюансы устройства бетонных перемычек
Технология монтажа сборных ЖБ изделий предельно проста, а потому такие перемычки над окнами можно увидеть гораздо чаще, чем любые другие. Для их укладки в стене должен быть предусмотрен уступ шириной не менее 25 см с каждой стороны проёма. То есть, перемычка по длине всегда должна превышать его ширину на полметра.
Всё что нужно для монтажа, так это автокран, который поднимет бетонный брус или плиту, и опустит на опорную пяту в стене. На ней, как и при кладке кирпича, перед установкой перемычки расстилается раствор. Горизонтальность положения конструкции выверяется уровнем по нижней грани.
Устройство монолитной перемычкиИногда сборный вариант не получается подобрать по ширине проёма, а для стен в 2,5 кирпича, готовые бетонные перемычки и вовсе не выпускают. В таких случаях, над проёмами устанавливают опалубку, вяжут из арматуры каркас, и заливают перемычки монолитным способом. Как это выглядит, хорошо видно на представленном выше примере. Здесь показана обычная съёмная опалубка, но есть и другие варианты.
Лотковый керамзитобетонный блок для устройства перемычкиНапример, для заливки монолитной перемычки можно использовать бетонные или керамические U-блоки, которые используют в качестве несъёмной опалубки. Они по всем параметрам соответствуют обычной перемычке, но имеют полость, в которой укладывается арматура и осуществляется заливка бетона.
Перемычки из металла
Иногда бывает гораздо проще и дешевле установить не железобетонную перемычку, а металлическую. Например, если это дверной проём, или окно небольшой ширины. Когда стены не толстые, или это просто кирпичная облицовка, одного или двух швеллеров, либо уголков с широкой полкой, бывает более чем достаточно.
Стальные перемычки в кирпичной кладкеВзять, допустим, каркасно-кирпичный дом, который мы видим на фото сверху. Здесь кладка не несёт нагрузок от веса здания — они приходятся на каркас, ячейки которого и заполняет кирпич.
Здесь железобетонная перемычка вообще ни к чему, а выкладывать их из кирпича в многоэтажном доме, точно никто не будет. Это занимает слишком много времени, и к тому же, требует привлечения каменщиков с более высокой квалификацией.
Перемычка из уголка в лицевой кладкеДостоинство перемычек из металлопроката заключается в том, что они имеют малый вес, стоимость, и всегда можно отрезать такую длину, какую надо. И ещё: перекрыть металлопрокатом проём можно в таких случаях, когда никакую другую перемычку установить невозможно. Например: в стене эксплуатирующегося здания вырезается новый, или расширяется старый проём.
Усиление проёма двутавровыми перемычкамиПодпорка для металлических перемычекВажно! Заострим ваше внимание на том, что металлические перемычки не устраивают в стенах, на которые опираются плитные перекрытия. Там должны быть только железобетонные конструкции. В остальном, перемычки в кирпичных стенах, изготовленные из металлопроката — это очень удобное и практичное решение.
Так как металл имеет свойство изгибаться под большой нагрузкой, а кладка, которая будет над простенком, весьма тяжёлая, для перемычек устраивают подпорки. Опорные стойки и убирают, когда раствор наберёт полную прочность, и кладка сама может нести собственный вес.
Подбор металлопроката под перемычки, в проектах осуществляется на основе расчёта, ну а частники, работающие «на глазок», должны помнить, что запас прочности никогда не помешает.
Перемычки из кирпича
Перемычки кирпичные являются не только конструктивным, но и интересным архитектурным элементом здания. Нами было уже сказано, что их можно применять только там, где нет опирания плит перекрытия. Что касается проёмов шириной более двух метров, на которых перемычки из кирпича обычно не делают, то тут есть отличный выход из ситуации.
Консоли навесные с хомутамиНе так давно на отечественном рынке стройматериалов появились металлические консоли для устройства кирпичных перемычек. Как они выглядят, вы можете видеть на фото сверху. Консоли обычно используют при облицовке здания кирпичом.
Их монтируют к основной стене по верху проёма, а между собой соединяют полкой. С неё свисают хомуты, которые закладываются в вертикальные швы между кирпичами, и фактически армируют всю конструкцию. Консоли увеличивают прочность перемычки, и принимают на себя вес вышележащей кладки, что позволяет перекрыть и проём любой ширины.
Широкий проём, перекрытый кирпичом по навесным консолямЭто пока ещё новая технология, и думаем, что в маленьких городах и населённых пунктах, такие консоли не всегда найдёшь. Поэтому традиционные варианты устройства кирпичных перемычек пока ещё никто не отменял.
Конструкции кирпичных перемычек
Существует всего четыре варианта кирпичных перемычек, отличающихся по форме. Среди них рядовые и арочные перемычки, среди которых различают клинчатые, лучковые и сводчатые. Возведение рядовых и арочных конструкций имеет принципиальные различия.
Основные виды перемычек из кирпича: 1-рядовая, 2-клинчатая, 3-лучковая, 4-сводчатаяОсобенности рядовых перемычек
Самые простые конструктивно — это перемычки рядовые. Они выкладываются из одинарного полнотелого кирпича — иногда высотой в пять-шесть горизонтальных рядов. Для устройства такой перемычки требуется соорудить опалубку, подпираемую временными стойками.
Рядовая перемычка на узком проёмеВыглядит это примерно так. На дно опалубки выкладывают слой раствора и утапливают в нём три арматурины диаметром 6 мм. Длина стержней должна быть такой, чтобы была возможность оставить свободные концы. Это нужно для того, чтобы ими можно было обогнуть ближайшие кирпичи в проёме.
Обустройство рядовой перемычки в опалубкеКак и в случае с навесными консолями, для этого можно приобрести готовую систему армирования перемычек. Состоит она из рамок, арматурных прутов и соединительных деталей с треугольными зубьями, загнутыми под 45 градусов. Они расположены в шахматном порядке, что даёт возможность качественно зафиксировать пруток.
Система армирования перемычек BAUTСама арматура оцинкована, что исключает возможность коррозии металла. Рамки предназначаются для того, чтобы можно было по своему усмотрению расширить армируемую площадь — это уже зависит от толщины стеновой кладки.
Кирпичные арки в проёме
Данный вид перемычек интересен уже тем, что выкладывают их из кирпича, имеющего форму клина. То есть, в сечении он представляет собой не прямоугольник, а трапецию. Как он выглядит, и какие имеет размеры, можно видеть на представленном фото.
Особых размерных вариаций тут нет — бывает только, что ширина более узкой стороны составляет не 45, а 55 мм. Как видите, клиновой кирпич отличается от кирпича обычного практически по всем параметрам.
Форма и размеры клинового кирпичаВыкладывают его тоже по опалубке — только это не прямая конструкция, а криволинейный шаблон, благодаря которому перемычка примет заданную форму. Кирпичи укладывают по разметке, на узкий торец. Разметка по шаблону делается для того, чтобы рассчитать количество клинышков так, чтобы их получилось нечётное количество.
Круглая арка над окномЕстественно, при этом нужно учитывать толщину швов. Они получаются разной толщины: снизу 0,5 см, сверху 2,5 см. Укладку кирпичей начинают от краёв перемычки к центру, с небольшим наклоном для создания распора. Благодаря клиновидной форме кирпича, из него очень удобно выкладывать арки различного типа.
Так как при их выкладке кирпич располагается вертикально, то ряды в кладке считают не как обычно, а по горизонтали. Нечётное количество элементов нужно для симметрии: по бокам одинаковые дуги – и один центральный (замковый) клин.
Арочные перемычки, вкупе с соответствующим обрамлением, необыкновенно украшают фасадОчень важно, чтобы при ведении кладки швы заполнялись полностью, а иначе в перемычке может произойти сдвиг элементов, что сильно снизит прочность конструкции. Напоследок заметим, что для качественного возведения кирпичных перемычек нужна не просто инструкция в теории, а хороший мастер-класс.
Расчет металлической перемычки
Какой дом не обходится без перемычек? Правильно — никакой! Поэтому если Вы собираетесь строить дом, то Вам может пригодится данный калькулятор. Ведь благодаря ему Вы можете легко произвести расчет любой металлической перемычки (из уголков, швеллера двутавра, трубы и т.д.), которая в будущем будет удерживать конструкции, находящиеся над дверными и оконными проемами.
Содержание:
1. Калькулятор
2. Инструкция к калькулятору
Если же Вас интересуют монолитные железобетонные перемычки или перемычки, выполненные непосредственно из уголков, то Вам нужно воспользоваться другими калькуляторами.
Подробнее о калькуляторе. Он способен рассчитать требуемый момент сопротивления (Wтреб) и требуемый момент инерции ( Jтреб), по которым Вы уже подбираете профиль под перемычку.
Для удобства калькулятор имеет 4 режима, в которые заведены наиболее распространенные условия эксплуатации перемычек (типы нагрузок):
- Тип 1 — перемычка несущей стены с опирающимися на нее плитами перекрытия.
- Тип 2 — перемычка несущей стены с опирающейся на нее балкой перекрытия.
- Тип 3 — перемычка несущей стены, на которую помимо элементов стены опираются еще и две балки перекрытия.
- Тип 4 — перемычка самонесущей стены или перегородки.
Калькулятор
Калькуляторы по теме:
Инструкция к калькулятору
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.
Сокращения:
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<L/2. В этом случае данная высота указывается.
Расчетное сопротивление Ry — обычно для расчетов используется 210 МПа. Но если Вы уверены, что Вам поставят профиль из стали именно той марки, которой нужно, то данная величина ставится по схеме:
- марка стали С255 — Ry = 250 МПа.
- марка стали С345 — Ry = 340 МПа.
Нагрузка от плит перекрытия (q2) — нагрузка, которая передается от вышележащих плит перекрытия на перемычку (через кладку или непосредственно на нее).
Тип 2
Дальше будет рассказываться только о новых переменных.
Нагрузка от балки перекрытия (Q) — нагрузка, возникающая на опоре балки перекрытия и которая передается на перемычку.
Тип 3
Расстояния (А и С) — расстояния от края опор до место приложения нагрузок от балок.
Результат
Fmax — максимально допустимый прогиб для перемычек по СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011). «Нагрузки и воздействия».
Wтреб и Jтреб — требуемые момент сопротивления и момент инерция для профиля, который будет использоваться в качестве металлической перемычки. Подбираются по сортаментам так, чтобы значения W и J профиля были больше, чем Wтреб и Jтреб. Также при подборе профиля следует учитывать его ориентацию в пространстве.
Пример подбора профиля для металлической перемычки.
В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см3, Jтреб =1,90 см4. 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 см4, по направлению Y — L40x30x4 с Jy = 2,01 см4.
Металлические перемычки над проемами. Подбор перемычек
Человеку, который сталкивался с сопроматом, разобраться с таким расчетом не составит труда, но для остальных эти понятия могут быть сложными и непонятными. Произведен расчет сечения металлических перемычек для кирпичных перегородок. Расчет состоит из определения нагрузки, действующей на перемычку; определения максимальной изгибающего момента, действующего на поперечное сечение перемычки; подбора сечения перемычки.
Определяем нагрузку на 1 пм перемычки по формуле:
q 1 = p * b * h,
Необходимо произвести расчет сечения металлической перемычки для кирпичной перегородки.
Где p (кг/куб. м) – плотность материала перегородки с учетом кладочного раствора и раствора штукатурки. Плотность цементного раствора – до 2200, что нужно учитывать при кладке из пустотелого кирпича, можно умножить плотность материала на 1.1. Плотность полнотелого кирпича составляет 1600 – 1900; плотность кирпича пустотелого составляет 1000 – 1450.
B (м) – толщина стены. Например, кирпичная перегородка в полкирпича будет равна 15 см.
H – высота над перемычкой кирпичной стены с учетом кирпичей, которые пойдут на укладку на уголок в случае с перемычкой из уголков.
Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной нагрузка составит q 1 = 142,5 кг/м.
В данном случае мы провели расчет для перегородки. Для несущих стен необходимо еще учитывать нагрузку от перекрытия.
1.7. Перевозку и временное складирование конструкций (изделий) в зоне монтажа следует выполнять в соответствии с требованиями государственных стандартов на эти конструкции (изделия), а для нестандартизированных конструкций (изделий) соблюдать требования:
конструкции должны находиться, как правило, в положении, соответствующем проектному (балки, фермы, плиты, панели стен и т.п.), а при невозможности выполнения этого условия — в положении, удобном для транспортирования и передачи в монтаж (колонны, лестничные марши и т. п.) при условии обеспечения их прочности;
конструкции должны опираться на инвентарные подкладки и прокладки прямоугольного сечения, располагаемые в местах, указанных в проекте; толщина прокладок должна быть не менее 30 мм и не менее чем на 20 мм превышать высоту строповочных петель и других выступающих частей конструкций; при многоярусной погрузке и складировании однотипных конструкций подкладки и прокладки должны располагаться на одной вертикали по линии подъемных устройств (петель, отверстий) либо в других местах, указанных в рабочих чертежах;
конструкции должны быть надежно закреплены для предохранения от опрокидывания, продольного и поперечного смещения, взаимных ударов друг о друга или о конструкции транспортных средств; крепления должны обеспечивать возможность выгрузки каждого элемента с транспортных средств без нарушения устойчивости остальных;
офактуренные поверхности необходимо защищать от повреждения и загрязнения;
выпуски арматуры и выступающие детали должны быть предохранены от повреждения; заводская маркировка должна быть доступной для осмотра;
мелкие детали для монтажных соединений следует прикреплять к отправочным элементам или отправлять одновременно с конструкциями в таре, снабженной бирками с указанием марок деталей и их числа; эти детали следует хранить под навесом;
Крепежные изделия следует хранить в закрытом помещении, рассортированными по видам и маркам, болты и гайки — по классам прочности и диаметрам, а высокопрочные болты, гайки и шайбы — и по партиям.
1.14. Монтируемые элементы следует поднимать плавно, без рывков, раскачивания и вращения, как правило, с применением оттяжек. При подъеме вертикально расположенных конструкций используют одну оттяжку, горизонтальных элементов и блоков — не менее двух.
Поднимать конструкции следует в два приема: сначала на высоту 20-30 см, затем, после проверки надежности строповки, производить дальнейший подъем.
1.15. При установке монтажных элементов должны быть обеспечены:
устойчивость и неизменяемость их положении на всех стадиях монтажа; безопасность производства работ;
точность их положения с помощью постоянного геодезического контроля;
прочность монтажных соединений.
1.16. Конструкции следует устанавливать в проектное положение по принятым ориентирам (рискам, штырям, упорам, граням и т. п.) .
Конструкции, имеющие специальные закладные или другие фиксирующие устройства, надлежит устанавливать по этим устройствам.
1.17. Устанавливаемые монтажные элементы до расстроповки должны быть надежно закреплены.
1.18. До окончания выверки и надежного (временного или проектного) закрепления установленного элемента не допускается опирать на него вышележащие конструкции, если такое опирание не предусмотрено ППР.
1.19. При отсутствии в рабочих чертежах специальных требований предельные отклонения совмещения ориентиров (граней или рисок) при установке сборных элементов, а также отклонения от проектного положения законченных монтажом (возведением) конструкций не должны превышать значений, приведенных в соответствующих разделах настоящих норм и правил.
Отклонения на установку монтажных элементов, положение которых может измениться в процессе их постоянного закрепления и нагружения последующими конструкциями, должны назначаться в ППР с таким расчетом, чтобы они не превышали предельных значений после завершения всех монтажных работ. В случае отсутствия в ППР специальных указаний величина отклонения элементов при установке не должна превышать 0,4 предельного отклонения на приемку.
1.20. Использование установленных конструкций для прикрепления к ним грузовых полиспастов, отводных блоков и других грузоподъемных приспособлений допускается только в случаях, предусмотренных ППР и согласованных при необходимости с организацией, выполнившей рабочие чертежи конструкций.
1.21. Монтаж конструкций зданий (сооружений) следует начинать, как правило, с пространственно-устойчивой части: связевой ячейки, ядра жесткости и т. п.
Монтаж конструкций зданий и сооружений большой протяженности или высоты следует производить пространственно-устойчивыми секциями (пролеты, ярусы, этажи, температурные блоки и т. д.)
1.22. Производственный контроль качества строительно-монтажных работ надлежит осуществлять в соответствии со СНиП 3.01.01-85.
36. Контроль качества и охрана труда при устройстве несущих конструкций зданий.
п.5 «Контроль качества строительно-монтажных работ»
1. Обследование зданий и сооружений. Оборудование. Практические методы.
2. Система контроля качества строительства. Нормативная документация, в т.ч. Закон о техническом регулировании.
3. Нормативно-технические документы, устанавливающие требования к качеству строительно-монтажных работ, материалов, изделий и конструкций». Законы и нормативно-правовые акты в области строительства: Государственный строительный надзор (в соответствии со ст. 54 Градостроительного кодекса). Строительный контроль (в соответствии со ст 53 Градостроительного кодекса). Примерный состав исполнительной документации в строительстве.
4. Нормативные требования к качеству строительных и монтажных работ: Авторский контроль. Технический контроль. Лабораторный контроль. Геодезический контроль. Производственный контроль. Операционный контроль.
5. Контроль качества работ нулевого цикла: земляные работы, фундаменты и стены подземной части. Разработка траншей под конструкции. Разработка котлована экскаваторами. Монтаж блоков ленточных фундаментов. Установка блоков фундаментов стаканного типа. Устройство сборных ростверков. Устройство монолитных ростверков. Устройство бетонных и ж/б фундаментов. Устройство свайных фундаментов. Опалубочные работы. Арматурные работы. Укладка бетонной смеси.
6. Контроль качества несущих и ограждающих конструкций наземной части: Монтаж колонн и рам. Монтаж ригелей, балок, ферм, плит. Монтаж панелей стен. Кладка ограждающих конструкций из кирпича и камней. Замоноличивание стыков и швов. Водо-, воздухо- и теплоизоляция стыков наружных стен.
7. Практическое занятие: «Составление акта освидетельствования ответственных конструкций», «Составление акта приемки скрытых работ».
8. Система управления качеством на базе ГОСТ_ИСО_9000_2001 «Система менеджмента качества».
9. Полномочия, права и обязанности инспектора госстройнадзора и лиц, осуществляющих строительство, при проверке качества работ и материалов на стройплощадке.
Устройство металлической перемычки
Если нет возможности купить сборные перемычки, можно сделать металлические.
Кирпичная кладка после набора прочности раствором сама по себе отлично несет собственный вес (при умеренной ширине окна, конечно, и отсутствии нагрузки от перекрытия). Но на период строительства, пока раствор не набрал прочности, кирпичная кладка над проемом нуждается в поддержке. Также кладка нуждается и в дальнейшей поддержке в период эксплуатации, если проем в стене широкий или есть значительная нагрузка (от перекрытия или высокой стены над проемом).
Какие бывают перемычки?
Ну, во-первых, сборные. Их большим достоинством является высокая скорость монтажа, надежность и простота подбора (по альбомам типовых серий). Недостаток — нет завода — нет и перемычек.
Во-вторых, монолитные железобетонные. Такую перемычку нужно рассчитать, подобрать высоту и армирование, да и в изготовлении она сложнее — нужна опалубка, нужно эту опалубку подпереть, связать арматуру и качественно забетонировать. Плюсом является то, что все можно выполнить в условиях строительной площадки, нет зависимости от завода-изготовителя.
И в-третьих, перемычки из металлических прокатных профилей (уголков, швеллеров или двутавров).
Для подбора металлических элементов в качестве перемычек необходимо выполнить расчет и определить, достаточно ли прочности у подобранных элементов, а также, не будет ли прогиб перемычки больше допустимого.
Условие прочности:
Мр = 1,12WR (1),
где Мр — расчетный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки, а также от коэффициента надежности по нагрузке,
W — момент сопротивления металлического элемента (для перемычек, составленных из двух уголков или двух швеллеров момент сопротивления составного элемента равен сумме моментов сопротивления каждого из элементов), берется из справочников (например, страницы 408-412 из книги Васильев А.А. «Металлические_конструкции» ) ;
R — расчетное сопротивление стали.
Условие прогиба:
1/200 = Мн*L/(10EI) (2),
где Мн — нормативный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки,
L — расчетная длина перемычки, равная ширине в чистоте плюс 1/3 длины опирания каждой стороны перемычки;
Е — модуль упругости стали;
I — момент инерции перемычки;
1/200 — максимально допустимый прогиб.
Обычно, если нужно подобрать металлический элемент, условия (1) и (2) преобразовывают следующим образом:
W = Mp/(1,12*R) — минимально допустимый момент сопротивления перемычки;
I = 200Мн*L/(10Е) — минимально допустимый момент инерции.
Рассмотрим на примерах подбор перемычке для дверных и оконных проемов.
Пример 1.
Исходные данные. Дверной проем в стене толщиной 250 мм, без опирания перекрытия. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 1000 мм. Подобрать металлическую перемычку.
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м3) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим момент по формуле
М = qL2/8, где L — расчетная длина перемычки.
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм = 113 см.
Мн = 0,41*1,132/8 = 0,065 т*м = 65 кН*см;
Мр = 1,1*65 = 73 кН*см.
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
W = Mp/(1,12*R) = 65/(1,12*21) = 2,76 см3.
Необходимый момент инерции:
I = 200Мн*L/(10Е) = 200*73*113/(10*21000) = 7,85 см4.
Принимаем перемычку, состоящую из двух уголков 50х50х5 (W = 7,88 см3 > 0,5*2,76 см3, I = 11,2 см4 > 0,5*7,85 см4.
Пример 2.
Исходные данные. Оконный проем в стене толщиной 250 мм. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 2000 мм. На стену опираются сборные железобетонные плиты длиной 3600 мм (вес плиты 300 кг/м2), толщина конструкции пола 100 мм (удельный вес 1800 кг/м3), временная нагрузка на перекрытие 200 кг/м2. Подобрать металлическую перемычку.
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м3) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим нагрузку от плит перекрытия и пола на 1 погонный метр перемычки:
q = (0,3 + 0,1*1,8)*1*3,6/2 = 0,9 т/м.
Определим временную нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,2*1*3,6/2 = 0,36 т/м.
Определим момент по формуле М = qL2/8, где L — расчетная длина перемычки.
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 2000 + 2*200/3 = 2130 мм = 213 см.
Мн = (0,41 + 0,9 + 0,36)*2,132/8 = 0,95 т*м = 950 кН*см;
Мр = (0,41*1,1 + 0,9*1,1 + 0,36*1,2)*2,132/8 = 1,06 т*м = 1060 кН*см.
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
W = Mp/(1,12*R) = 1060/(1,12*21) = 45 см3.
Необходимый момент инерции:
I = 200Мн*L/(10Е) = 200*950*213/(10*21000) = 193 см4.
Принимаем перемычку, состоящую из двух швеллеров №10 (W = 34,8 см3 > 0,5*45 см3, I = 174 см4 > 0,5*193 см4).
И напоследок, цитата из СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» (для тех, кто подходит к вопросу подбота перемычек более тщательно) — металлических перемычек она тоже касается:
Еще полезные статьи:
«Выбор материала для стен»
«Как подобрать перемычки в кирпичных стенах»
«Как подобрать перемычки в частном доме – примеры расчета.»
«Подбираем перемычки в кирпичных перегородках – примеры расчета. Проемы №1-3.»
«Подбираем перемычки в самонесущих кирпичных стенах — примеры расчета. Проемы №4-6.»
«Подбираем перемычки в несущих кирпичных стенах — примеры расчета. Проемы №7-11.»
«Как выполнить чертеж перемычек — схему перекрытия оконных и дверных проемов»
«Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия.»
«Как рассчитать стены из кладки на устойчивость.»
«Как пробить проем в существующей стене.»
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
class=»eliadunit»>Добавить комментарий
Как подобрать перемычки в кирпичных стенах
В кирпичной кладке над оконными и дверными проемами необходимо укладывать перемычки — обычно это железобетонные элементы заводского изготовления по типовой серии 1.038.1-1 или в случае больших пролетов — по серии 1.225-2. Также, если нет возможности купить готовые перемычки, можно в условиях стройки выполнить армированные монолитные железобетонные перемычки или балки из металлических элементов — все зависит от размеров проема и нагрузки на стену.
Железобетонные перемычки по серии 1.038.1-1
. Подобрать перемычки по данной серии просто. Нужно знать:
— ширину проема,
— нагрузку на перемычку от собственного веса, веса стены и перекрытия (обычно для жилых домов, в которых нет больших нагрузок, можно выделить три типа: 1 — случай, когда на стену опирается перекрытие; 2 — когда стена самонесущая и перекрытие не опирается; 3 — когда перемычка укладывается в кирпичной перегородке толщиной 120 мм).
Все перемычки в серии имеют обозначение, например 2ПБ18-8 и приведены в виде таблицы, в которой указаны необходимые характеристики — размеры, вес и допустимая нагрузка на перемычку.
Что зашифровано в названии перемычки 2ПБ18-8?
ПБ — это марка. Есть марка ПБ — перемычки брусковые шириной 120 или 250 мм, которые нужно набирать по несколько штук в зависимости от ширины стены и толщины перемычки (для перегородки толщиной 120 мм укладывается одна перемычка, для стены толщиной 380 мм — уже две или три перемычки). А есть марка ПП — это перемычки плитные шириной 380 или 510 мм, рассчитанные на то, чтобы перекрыть сразу всю стену по ширине.
2 — это шифр, скрывающий в себе размеры сечения перемычки. Так перемычка с шифром 1ПБ имеет сечение 120х65 мм, где 120 мм — это ширина перемычки; шифр 2ПБ — 120х140 мм; шифр 3ПБ — 120х220 мм; шифр 4ПБ — 120х290 мм; шифр 5ПБ — 250х220 мм (250 мм — ширина). Для плитных перемычек свои значения. Все это можно посмотреть в таблицах серии 1.038.1-1.
18 — в этом шифре заложена длина перемычки 1810 мм. Если вычесть глубину опирания на стену с двух сторон по 100 мм, получим максимальную ширину проема для данной перемычки 1610 мм.
8 — это нагрузка, которую перемычка выдерживает (в данном случае 800 кг/м). Например, если это 8, то перемычка отлично справится с самонесущей стеной, если 1 — это только для перегородок, а начиная с 27 и выше можно применять для стен, на которые опирается перекрытие.
Как просто подобрать перемычку по серии 1.038.1-1? Разберем на примерах:
Пример 1. Проем в кирпичной перегородке толщиной 120 мм размером 900 мм. Кладка в летних условиях.
Нагрузка на такую перемычку небольшая, для перегородок подходят три типа перемычек:
1ПБ10-1 (длиной 1030 мм), 1ПБ13-1 (длиной 1290 мм) и 1ПБ16-1 (длиной 1550 мм). Минимальная глубина опирания перемычки на стену 100 мм.
Определим длину перемычки: 900 + 100 + 100 = 1100. Таким образом, нам подходит перемычка длиной 1290 мм марки 1ПБ13-1.
Другие примеры подбора перемычке в перегородках здесь.
Пример 2. Самонесущая стена (перекрытие на нее не опирается) толщиной 250 мм, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1400 мм. Кладка в зимних условиях.
Так как ширина стены 250 мм, перемычек нужно две по ширине стены.
В зимних условиях на самонесущую перемычку берется нагрузка от высоты стены, равной расчетному пролету перемычки. Предварительно принимаем расчетный пролет равным 1400 + 2*100/3 = 1470 мм (здесь 100 мм — глубина опирания перемычки). Т.к. 1470 мм > 900 мм (высоты кладки над перемычкой), то в расчете будет участвовать величина 900мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
0,25*0,9*1,8*1,1/2 = 0,23 т/м = 230 кг/м (здесь 1,8 т/м3 — вес кирпича, 1,1 — коэффициент надежности, 2 – количество перемычек), при этом собственный вес перемычки еще не был добавлен. С учетом того, что нужно будет учесть собственный вес перемычки, выберем нагрузку в таблице серии 300 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 3. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1400 + 100 + 100 = 1600 мм.
Подбираем перемычку длиной 1940 мм 2ПБ19-3.
Нагрузка от собственного веса этой перемычки равна 81/1,94 = 42 кг/м, таким образом, несущей способности 300 кг/м достаточно, чтобы выдержать нагрузку, равную 230 + 42 = 272 кг/м.
Еще примеры подбора перемычек в самонесущих стенах здесь.
Пример 3. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 3 м с одной стороны, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1350 мм. Кладка в летних условиях.
Для этого варианта нужно подобрать две разные перемычки — несущую со стороны опирания перекрытия и менее мощную с другой стороны. Чем больше несущая способность перемычки, тем она дороже.
При кладке в летних условиях нагрузка от перемычки берется от 1/3 расчетного пролета перемычки. Но для несущей перемычки берется вся высота кладки — от верха перемычки до низа перекрытия, т.е. нагрузку будем рассчитывать от высоты 900 мм. А вот для ненесущей перемычки предварительно примем расчетный пролет равным 1350 + 2*100/3 = 1420 мм, тогда 1420/3 = 470 мм — высота кладки, от которой определим нагрузку для ненесущей перемычки.
Определим нагрузку на 1 погонный метр стены со стороны опирания перекрытия:
1,1*0,3*0,5*3 + 1,2*0,15*0,5*3 + 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 = 1,21 т/м = 1210 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 — коэффициенты, 0,3 — нагрузка от 1 кв. м перекрытия, 0,5*3 — половина пролета перекрытия, 0,15 — временная нагрузка, 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 — две трети нагрузки от веса стен, определяется как в примере 2). Ближайшая большая нагрузка в таблицах серии 2800 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 27. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 230 мм, ширина перемычки 250 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 230 + 230 = 1810 мм.
Подбираем перемычку длиной 1810 мм 5ПБ18-27. Нагрузка от веса этой перемычки равна 250/1,81 = 138 кг/м, итого нагрузка на перемычку 1210 + 138 = 1348 кг/м, что значительно меньше допустимой нагрузки 2800 кг/м – прочность обеспечена.
Нагрузка на 1 погонный метр стены со стороны, на которую перекрытие не опирается равна:
0,33*1,1*1,8*0,38*0,47 = 0,117 т/м = 117 кг/м (здесь 0,33 — 1/3 ширины стены). Ближайшая большая нагрузка 250 кг/м.
Выбираем перемычку с индексом 2, для нее глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 100 + 100 = 1550 мм.
Максимальная длина перемычек с индексом 2 равна 1480 мм, что меньше требуемой. Подбираем наиболее подходящую перемычку 2ПБ19-3 (длиной 1940 мм) или 3ПБ18-8 (длиной 1810 мм). Если добавить к полученной нагрузке 223 кг/м собственный вес любой из выбранных перемычек, мы убедимся, что их несущей способности достаточно.
Другие примеры подбора перемычек в несущих стенах можно найти здесь.
Пример 4. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 6 м с одной стороны и 4,2 м с другой, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1200 мм. Кладка в зимних условиях.
В зимних условиях нагрузка берется от части стены, высота которой равна расчетному пролету перемычки. Т.к. ширина проема 1200 мм больше высоты стены над проемом 900 мм, то в расчете будет участвовать величина 900 мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр:
1,1*0,3*5,1 + 1,2*0,15*5,1 + 0,68 = 3,3 т/м = 3300 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 — коэффициенты, 0,3 — нагрузка от 1 кв. м перекрытия, 5,1 = (6+4,2)/2 м — длина сбора нагрузки от перекрытия, 0,15 — временная нагрузка, 0,68 = 0,38*0,9*1,8*1,1 т/м — нагрузки от веса стены).
Подберем плитную перемычку. Нагрузка на нее без учета собственного веса 3300 кг/м.
Ближайшая большая нагрузка 7200 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 71. Минимальная глубина опирания для таких перемычек 170 мм.
Определим длину перемычки: 1200 + 170 + 170 = 1540 мм. Подбираем плитную перемычку 3ПП16-71 длиной 1550 мм.
Скачать серии железобетонных перемычек можно здесь:
Серия 1.038.1-1, выпуск 1 «Перемычки брусковые для жилых и общественных зданий»
Серия 1.038.1-1, выпуск 2 «Перемычки плитные для жилых и общественных зданий. Рабочие чертежи»
Серия 1.038.1-1 Перемычки железобетонные вып.4
Серия 1.038.1-1 Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами Выпуски 3,5-13
И напоследок, цитата из СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» (для тех, кто подходит к вопросу подбора перемычек более тщательно:
Еще статьи на тему перемычек:
Как подобрать перемычки в частном доме — примеры расчета.
«Подбираем перемычки в кирпичных перегородках – примеры расчета. Проемы №1-3.»
Подбираем перемычки в самонесущих кирпичных стенах — примеры расчета. Проемы №4-6.
Подбираем перемычки в несущих кирпичных стенах — примеры расчета. Проемы №7-11.
Как выполнить чертеж перемычек — схему перекрытия оконных и дверных проемов
Устройство металлической перемычки
Еще полезные статьи:
«Выбор материала для стен»
«Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия.»
«Как рассчитать стены из кладки на устойчивость.»
«Как пробить проем в существующей стене.»
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
class=»eliadunit»>