Армирование перекрытия по профнастилу и бетону

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Расчет металлической балки перекрытия

Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Металлическая стропильная система

Многие считают, что металлическая стропильная система – достойная альтернатива традиционной, из дерева. Я понимаю, почему так коммунальщики бросились на это новшество, несмотря на то, что объемы капитальных вложений при строительстве стропильной системы из оцинкованного холодногнутого металлопрофиля довольно велики. Дело в том, что при дальнейшей эксплуатации они требуют меньше ухода и имеют солидный срок службы. 

Таким образом, заменив прохудившуюся рубероидную крышу, крышей,  собранной из удобного металлопрофиля и металлочерепицы, работники УЖКХ облегчают себе жизнь.

Однако не так все просто, и я объясню, почему. Но сначала рассмотрим достоинства металлической стропильной системы.

 Преимущества стропильной системы из металла

Пожалуй, наиболее прогрессивный вариант использования металлических элементов в стропильной системе – технология с применением ЛСТК  (легкого стального каркаса).

Обратите внимание

ЛСТК монтируется из тонкостенного холодногнутого оцинкованного металлопрофиля для кровли – прочного и долговечного материала Производители его утверждают, что стропильные системы из металла могут эксплуатироваться 100 и более лет.

Итак, со слов производителей стропильные системы из оцинкованной тонкостенной стали имеют следующие преимущества:

  • Высокий уровень пожарной безопасности – стропильная система монтируется из негорючих материалов, что исключает возгорание строения с кровли, что часто бывает основной причиной возникновения пожаров. В случае же локального очага металлическая стропильная система предотвратит обрушение кровли.
  • Нет необходимости проводить ежегодную обработку несущих конструкций крыши веществами, препятствующими возгоранию, как это необходимо в случае с древесиной.
  • Длительный срок службы – производители гарантируют нормальную эксплуатацию стропильной системы, как минимум, в течение 100 лет, так как она не подвержена порче от насекомых-вредителей, разрушительному воздействию грибков, гнили, плесени и т.п. Гарантированной защитой от коррозии металла является цинковое покрытие, толщиной 275 грамм на квадратный метр.
  • Возможность круглогодичного монтажа.
  • Полное отсутствие отходов при проведении работ обеспечивается высокой точностью всех размеров конструкций.
  • Простой и удобный монтаж стропильной системы с применением лишь шуруповерта и дрели, обеспеченная наличием детальных чертежей и сквозной маркировки всех элементов. Отсутствие необходимости привлечения грузоподъемной техники.
  • Экономичность – расход металла сводится к минимуму благодаря использованию гнутого профиля для стропильных систем от 6 до 15 метров из листового металла толщиной от 1,2 до 2,5 мм.
  • Незначительные нагрузки на несущие стены здания и его фундамент обеспечивается малым весом конструкций.
  • Высокие показатели в плане сохранения тепла —  специальное решение узлов соединения стропильной системы и чердачного перекрытия не образует мостиков холода.
  • Экологичность – благодаря применению экологически чистых и легко утилизируемых материалов, которые не  впитывают и не выделяют вредных веществ, а также отсутствие необходимости обработки конструкций химическими реагентами исключает вредное воздействие на человека и окружающую среду.
Металлическая стропильная система

Металлическая стропильная система: за или против

Возможно, в случае с многоэтажками, нуждающимися в постоянном ремонте кровли, дела и будут обстоять  весьма неплохо. Также иногда строится из металла стропильная система под черепицу из керамики: она способна выдерживать значительные нагрузки.

Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия на фундамент

Однако я в своей практике подобных решений не применяю и вот почему:

Наши работы

Другой вопрос, когда  в случае необходимости укрепить стропильную систему, можно и нужно применять металлические элементы. В любом случае, вопрос применения металла при монтаже стропильной системы обсуждается заранее.

Выезд на место и консультации — наша постоянная услуга.

Так что, если Вы хотите иметь прочную и теплую крышу для своего дома – звоните нам – и моя компания сделает все, и даже — невозможное, чтобы Вы жили в комфорте и безопасности.

мой опыт — ваши сэкономленные деньги и нервы.

Я консультирую всех кто ко мне обращается, даже если вы потом уйдете строится к другой бригаде. Задавайте вопросы, не стесняйтесь, я всем отвечаю —  это бесплатно 

+7(495) 241-00-59Я доступен для звонков 7/24 — буду рад вам помочь, обращайтесь!

Дополнительные материалы по теме

Расчет перекрытия

Для перекрытий выбирают профнастил с увеличенным количеством ребер жесткости

Всю нагрузку, которая возникает при эксплуатации здания, принимают на себя перекрытия. Они же сами и нагружают конструкцию. Поэтому перед тем как приступить к обустройству перекрытия по профнастилу, необходимо осуществить расчет его конструкции.

Перекрытие по профлисту проектируют, учитывая требования:

Расчет перекрытия
  • СНиП  «Железобетонные и бетонные конструкции»;
  • СНиП II-23-81 «Стальные конструкции»;
  • «Рекомендации по проектированию монолитных железобетонных перекрытий со стальным профилированным настилом» (Москва, Стройиздат, 1987).

При проведении расчетов исходят из того, что каждый лист по длине должен лежать на трех балках. Также принимают во внимание:

  • габаритные размеры сооружения;
  • параметры поперечных балок (длина, шаг установки и предполагаемая нагрузка);
  • нагрузка на колонны;
  • геометрические размеры профлиста;

Сечение арматуры и высоту плиты рассчитывают, учитывая предполагаемую нагрузку на перекрытие.

Толщина монолитной плиты зависит от расстояния между поперечными балками и может варьироваться в пределах 70-250 мм.

Расчет перекрытия

Количество и тип опорных металлических колонн, величина нагрузки и характеристики фундамента под каждую из них определяются исходя из веса монолитного перекрытия.

На расстояние между балками оказывает влияние глубина гофры – чем она больше, тем больше масса залитого туда строительного раствора, тем чаще должны устанавливаться балки.

Чтобы исключить прогиб листов, необходимо учесть вес полезной дополнительной нагрузки, которую может принять на себя перекрытие. При этом нормальной величиной для межэтажного перекрытия считается 150 кг/м² (при расчете это значение увеличивают на 33%).

Общая величина эксплуатационной нагрузки должна рассчитываться с точностью до 500 г.

Исходя из эксплуатационной нагрузки определяют поперечное сечение балок. Железобетон и профлисты соединяют вертикальными стержневыми анкерами, что позволяет передать последним часть нагрузки. При этом для трехметрового пролета понадобится профлист толщиной не менее 0,9 мм.

Расчет перекрытия

Все полученные в результате расчетов данные сводят в комплект рабочей документации и только после этого приступают выполнению работ.

Несущий профнастил не прощает ни одной ошибки. Если проектирование перекрытия по профлисту осуществить неправильно, все сооружение окажется непригодным.

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Читайте также:  Дополнительное армирование плит перекрытий

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89 , в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм. — высота сечения изделия, 80 мм. — ширина полок, а 6 мм. — толщина полок и стенок)

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. (1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

Швеллер – вид металлопроката, который отлично себя зарекомендовал в строительстве и машиностроительной отрасли промышленности. Зачастую он применяется для изготовления всевозможных металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления прочих конструкций. Основное достоинство – это высокая несущая способность швеллера, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.

Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ — смотрите .

Предварительные соображения

Калькулятор предусматривает расчёт балок для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.)

Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие); б)”заделка – заделка”, когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6,7,8,9; в)”шарнир – шарнир”,(схемы 12,13,14,15 и другие),причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)”заделка – шарнир”,(схемы 9,10,11 др.)

Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси.

Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой. Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)10^5 MПа; легированной ()10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг/см2.

Читайте также:  Быстровозводимые деревянные перекрытия в доме из газобетона

Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор. Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины балки.

ПОЭТОМУ НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВЕРЯТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА НА ДОПУСТИМОСТЬ.

При строительстве ответственных объектов и конструкций применяют швеллера, которые обладают высокой прочностью и способны выдерживать существенные нагрузки, а также возникающие сдвиговые и осевые напряжения без потери несущих свойств. Однако могут наступать такие ситуации, когда здание было возведено с ошибками в расчётах предполагаемых нагрузок или они были изменены в ходе эксплуатации в результате чего был достигнут предел его прочности.

Это означает, что дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна, так как велика вероятность создания аварийной ситуации. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации без изменений условий нагружения будет выполнение усиления конструкции.

Усиление швеллера на прогиб и изгиб

Одним из самых простых способов усиления швеллера является установка подпоры. Она позволит существенно разгрузить несущую балку без внесения существенных изменений в готовую конструкцию. Способ соединения должен в полной мере соответствовать типу нагружения: в случае постоянного действия поперечной силы можно выполнять любые соединения деталей способных обеспечить высокую надёжность и прочность, а вот при динамических — стоит использовать клёпаные и болтовые соединения.

В некоторых ситуациях установка подпорки невозможна из-за особенностей эксплуатации объекта. Следовательно, придётся увеличивать поперечное сечение путём приваривания стальных накладок или уголков в продольном направлении либо приварить еще один швеллер таким образом, чтобы получилась симметричная конструкция. Благодаря этому основная нагрузка сместится с точки возможного разрыва металла и распределится равномерно по площади балки новой формы.

Ещё одним способом усиления швеллера считается перераспределение нагрузки между всей конструкцией при помощи конструктивных изменений каркаса или его элементов. Это позволит снизить возникшие изгибающие напряжения и обеспечить необходимый запас прочности. Однако при этом не стоит забывать о проведении новых расчётов объекта, так как проблема может стать более серьёзной.

Усиление швеллера на кручение

Чтобы усилить швеллер на скручивание следует обеспечить установку симметричной конструкции методом сварки. Считается, что сварные швы в углах балки способны её ослабить, так как при нагреве металла она может продеформироваться, а накладной металл, особенно при локальной установке, принять на себя нагрузку. Поэтому нужно использовать специальные методы двухсторонней сварки.

Стандартным методом усиления считается приваривание второго швеллера параллельно установленному, чтобы получить в итоге двутавр или коробку. Оба варианта являются примерно одинаковыми по эффективности, но их реализация возможна только при полном доступе ко всей поверхности стального каркаса, в противном случае придётся разрушать часть отделки, а также устанавливать временные страховочные опоры.

Вторым способом увеличения устойчивости к кручению является выполнение бетонирования.

Советы по монтажу опалубки

Технология работ предусматривает армирование балок и опорных колонн. Используются металлические трубы различного сортамента, асбестовые опоры. Металлический швеллер, двутавр применяются, как балки.

В зависимости от размеров гофр на листе изменяется шаг балок. С увеличением высоты волны уменьшается интервал между балками. Например, расстояние между балками для профильного листа марки TП–75 с толщиной 0,9 мм составляет 3 метра.

Контролируйте, не допускайте прогиба листов, устанавливая их на три опорных балки. Крепление осуществляйте саморезами, оснащенными усиленным буром. Помните о необходимости фиксации стыков, обеспечьте интервал между бронебойными саморезами – 40 сантиметров.

После завершения устройства опалубки приступайте к армированию перекрытия по профнастилу.