Manipulatoravto.ru

Обзор техники для вашей стройки
89 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлическая перемычка в кирпичной стене

Перемычка из уголка

Содержание статьи:

Уголок из стали представляет собой разновидность фасонного металлопроката, который востребован в качестве перемычек при возведении кирпичных и блочных зданий. Данные метизы способствуют повышению прочностных характеристик сооружения над оконными и дверными проемами, а также позволяют перераспределить нагрузку, нивелируя вероятность появления трещин на кладке.

Разновидности стальных уголков для оборудования перемычек

Строительные уголки из стали изготавливаются способом прокатки или же путем сгибания. Если конструкция предполагает повышенные нагрузки, используется катаный металлопрокат, которому свойственны:

  • высокая прочность, обусловленная утолщением в месте сгиба;
  • четкость контуров наружного угла в сравнении со скругленным уголком, изготовленным методом гибки;
  • увеличенные параметры толщины стенки, обусловленная особенностями производства.

Чтобы изготовить катаный угловой профиль, используются обычные стальные сплавы, насыщенные углеродом, чаще всего Ст3. Для производства металлических изделий, эксплуатируемых в агрессивной среде, рекомендуется применение низколегированного сырья с маркировкой 09Г2С.

С учетом ширины полок, различают неравнополочные и равнополочные изделия. При этом, именно последние получили широкое распространение в разных сферах промышленности.

Ключевые достоинства стального уголка

Чтобы изготовить перемычки, используются железобетонные монолитные или сборные заготовки. Однако для изготовления некоторых сооружений рекомендуется использование именно стальных изделий, в том числе, и угловой прокат.

Среди основных достоинств применения металлопродукции следует отметить:

  • простоту и скорость установки;
  • возможность продолжения кладки кирпичной или блочной стены непосредственно после монтажа перемычки;
  • высокие показатели прочности и долговечности с условием правильного подбора, исходя из эксплуатационных особенностей здания.

Использование стального уголка как перемычки в стенах из кирпича и газобетонного блока

Стоит обратить внимание, что кирпичная кладка способна выдержать собственную массу после того, как наберет марочную прочность, при условии, что оборудован проем умеренной ширины и не предусмотрена нагрузка от перекрытия. Но в процессе застывания кладочного раствора конструкции необходимо обеспечить поддержку, которую легко соорудить с помощью стального уголка.

Чтобы усилить кирпичную стену угловым прокатом, соблюдаются такие условия:

  • опора не должна быть меньше 20 см с каждой стороны;
  • перед штукатуркой уголки следует обернуть специальной сеткой;
  • прежде чем использовать метиз, его следует полностью окрасить;
  • зазоры между стенкой и уголком заполняют кладочным раствором с маркировкой не менее М100.

Ключевые особенности использования стального уголка при обустройстве перемычек в газобетонных стенах:

  • уголок врезается непосредственно в блок (от края отступают треть ширины металлического изделия);
  • категорически не рекомендуется устанавливать перемычку изнутри или снаружи стен;
  • блоки фиксируются на перемычке клеем (также заполняются вертикальные швы);
  • наружная сторона уголка оштукатуривается и утепляется после установки двери или окна.

Если неправильно установить перемычку и не утеплить конструкцию с наружной части, на откосах внутри помещения может скапливаться влага.

Чтобы оборудовать проем шириной менее 1,2 м, хватит уголка с шириной полок 50 мм. Прокат с полками 75 мм лучше подойдет для проемов с параметрами в диапазоне от 1,2 до 2 м. Если ширина превышает 2 м, следует обратиться за профессиональной помощью или рассчитать параметры подходящего варианта при помощи специальных программ-калькуляторов.

Расчет количества уголка

Удобнее всего рассчитывать необходимое количество уголка при помощи онлайн-калькуляторов. Такая программа позволяет существенно упростить частное строительство, учитывая параметры оконных и дверных проемов, а также предполагаемых нагрузок здания в соответствии с алгоритмом. При расчете учитывается вес перемычки, масса кладки над проемами, коэффициенты распределения общих весовых показателей стен, балок и плиточных элементов.

Металлические перемычки из стальных уголков

Уголок из стали часто используется при возведении перемычек в кирпичных, каменных и блочных домах. Проемы окон, дверей в случае применения такого вида фасонного проката получают перераспределение нагрузки, таким образом уменьшается вероятность образования трещин.

Уголок для строительного использования делают или путем прокатки через специальный станок, или путем изгиба. Если предпочитаются высокие и сверхвысокие нагрузки, то катанный уголок подходит наиболее всего.

На то есть несколько весомых причин:

  • Внутренняя сторона угла придает дополнительную прочность;

более четкая геометрия изделия в отличие от уголка, получаемого путем сгибания. Более высокая толщина стенки, так как гнутый уголок обычно производится на оборудовании, которое не способно осуществить сгибание толстостенной стальной заготовки. То оборудование, которое может это сделать, стоит весьма дорого, что повышает стоимость готовой продукции.

  • В качестве заготовки для уголка катанного способа производства применяют углеродистые обыкновенные сплавы. Если предполагается эксплуатация в сложных климатических условиях, а также при повышенных нагрузках, то в основном берут за основу низколегированную сталь 09Г2С.

Плюсы использования стального уголка

  • Быстрая установка.
  • Не требуется ожидание после монтажа.
  • Высокая прочность металлопроката при правильном выборе сортамента.
  • Установка над проемами в строениях из кирпича или газобетона.
  • Связка кирпичей и раствора цементной смеси после затвердевания последней представляет собой весьма крепкую конструкцию при умеренной ширине проема. Но пока раствор не затвердел, уголок может оказать должную поддержку для сохранения прочности.

Важные условия, которые следует соблюдать при усилении стены стальным уголком:

  • Не менее 20 см опоры с обеих сторон.
  • Если планируются штукатурные работы, уголок оборачивается соответствующей сеткой.
  • Изделие подвергают окраске со всех сторон перед применением.
  • Пустоты между кладкой и уголком заполняются цементным раствором марки М100 и выше.

Если стены из газобетона, то следует обратить внимание на следующие нюансы:

  • Металлический уголок врезается в сам блок не ближе 1/3 от края.
  • Нельзя размещать заготовку с внешней или внутренней стороны строения.

На перемычку наносится клеевой состав, потом устанавливаются блоки. Между собой они также скрепляются клеем. Если установка перемычки производится над оконным проемом, то после монтажа окна уголок утепляется и штукатурится. Если пренебречь утеплением, это может привести к образованию конденсата внутри помещения.

Расчет металлической перемычки
для несущей стены

расчетные формулы для различных конструкций

Чтобы расширить область применения приведенных формул, дополнительно произведен расчет сечения металлической перемычки для кирпичной несущей стены на которую опираются плиты перекрытия (результаты выделены красным цветом ) или балки перекрытия (результаты выделены синим цветом ).

1. Определение нагрузок на 1 погонный метр перемычки:

1.1 От веса кладки:

q1 = p х b х h м/п,

где,
p в кг/м&sup3 — плотность материала, из которого выкладывается стена, 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.
Примечание: cтроительная механика рассматривает балки как стержни, высота и ширина которых не имеет существенного значения по сравнению с длиной. Поэтому, при определении распределенной нагрузки от веса кладки мы умножаем плотность кирпича на высоту и ширину кирпичной кладки, получая распределенную нагрузку на 1 м/п, а если бы мы еще умножили эту распределенную нагрузку на 1 метр длины, то получили бы вес 1 метра погонного кладки.

— плотность полнотелого кирпича 1600 — 1900 кг/м&sup3
— плотность пустотелого кирпича 1000 — 1450 кг/м&sup3
— плотность блоков из пенобетона, газобетона, ячеистого бетона 300 — 1600 кг/м&sup3
— плотность гипсовых блоков 900 — 1200 кг/м&sup3

— если стена над перемычкой будет выкладываться из пустотелого кирпича, то можно принять значение
p = 1500 кг/м&sup3
— для гипсовых блоков p = 1200 кг/м&sup3
— 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/м 3 . 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 кг/м&sup3

b — толщина стены в метрах, например для кирпичной стены в два кирпича следует принимать = 0,51-0,55 м, для стен, не отделываемых мокрой штукатуркой — 0,51 м, для стен, отделываемых мокрой штукатуркой только внутри помещений — 0,53 м, для стен, отделываемых мокрой штукатуркой и внутри и снаружи — 0,55 м.

h — высота кладки над перемычкой. Тут сразу могут возникнуть вопросы: а что если высота кладки над перемычкой 10 метров, неужели всю эту высоту нужно учитывать, это какое ж сечение будет у перемычки при такой нагрузке?

Ответ на эти вопросы будет следующим: любая нагрузка перераспределяется таким образом, что на перемычку будет активно действовать только нагрузка от следующего участка стены:

т.е. для расчетов можно принимать высоту h равной половине длины L перемычки. Конечно, в данном случае распределенная нагрузка будет не равномерной, а изменяющейся по длине перемычки (в этом случае следует воспользоваться соответствующей расчетной схемой для определения максимального изгибающего момента), но не будем усложнять и так сложное. Если над расчетным проемом будет еще один проем, то высота кладки в этом случае будет равна расстоянию между верхом нижнего проема и низом верхнего проема.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены толщиной в 2 кирпича нагрузка
q1 = 1900 х 0,53 х 0,5 х 1,5 = 755,3 кг/м

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.

1.3. От отделочных материалов стен.

Стены могут отделываться различными материалами: сухой или мокрой штукатуркой, керамической плиткой, натуральным или искусственным камнем, пластиковыми или алюминиевыми панелями и т.д. Нагрузки от этих отделочных материалов должны учитываться при расчете. Если стены просто будут штукатуриться с одной или с двух сторон, то тогда эта нагрузка уже учтена в пункте 1.1. Если Вы пока не знаете, чем будут отделываться стены, или знаете, но не можете рассчитать, то умножьте нагрузку от кладки на поправочный коэффициент 1,2-1,3.

1.4.1. От плит перекрытия.

Кроме того, что плиты перекрытия сами по себе весят не мало, так еще нужно учитывать нагрузку от стяжки, утепления, напольного покрытия, мебели и гостей. Чтобы хоть как-то упростить этот процесс, можно принимать вес плит перекрытий и всех выше перечисленных нагрузок в пределах 800-1000 кг/м&sup2. Пустотные плиты перекрытия весят около 320 кг/м&sup2, еще до 100 кг/м&sup2 дает утепление и стяжка, а остальное — нагрузка от мебели, гостей и других неожиданностей. Чтобы определить нагрузку от плит перекрытия и всего, что на плитах перекрытия, нужно знать длину плит перекрытия.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены толщиной в 2 кирпича с пустотными плитами перекрытия длиной 6 м нагрузка q4 = 800 х 0,5 х 6 = 2400 кг/м

Таким образом погонная расчетная нагрузка на перемычку составляет:

Для проема шириной 1,5 м для кирпичной перегородки толщиной в 2 кирпича, оштукатуренной с одной стороны, полная расчетная нагрузка q = 755,3 + 0,015х755,3 + 2400 = 3167 кг/м

1.4.2. От балок перекрытия.

Если балки перекрытия будут находиться на расстоянии 0,5 м от перемычки и выше, то нагрузку от балок перекрытия и перекрытия можно считать распределенной, и дальнейший расчет перемычки вести, как для перемычки на которую опираются плиты перекрытия, но если для междуэтажных перекрытий используются балки и балки находятся на небольшой высоте от перемычки, то в этом случае нагрузка будет точечной и при расчете нужно учитывать, куда будут опираться балки перекрытия:

Под схемой расположения балок дана эпюра изгибающего момента, действующего на балку, в нашем случае перемычку. Если балки перекрытия не будут попадать на перемычку, то нагрузка от балок перекрытия при расчете вообще не учитывается. Как видно из приведенных схем, максимальный изгибающий момент будет действовать на перемычку, если балка перекрытия будет расположена посредине:

А значение нагрузки Q от балки перекрытия будет зависеть от расстояния между балками перекрытия.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены с перекрытием по балкам длиной 6 м, при расстоянии между балками 1 м нагрузка Q = 800 х 0,5 х 6 = 2400 кг

2. Подбор сечения.

2.1.1 Максимальный изгибающий момент для бесконсольной балки на шарнирных опорах, а в нашем случае перемычки, на которую действует распределенная нагрузка (в частности плиты перекрытия), будет посредине балки:

Мmax = (q х l 2 ) / 8

2.1.2 Максимальный изгибающий момент для перемычки, на которую действует и распределенная (вес кладки, отделочных материалов и самой перемычки) и сосредоточенная нагрузка (балки перекрытия), также будет посредине балки, но рассчитывается момент по другой формуле:

Мmax = (q х l 2 ) / 8 + (Q х l) / 4

Примечание: если концы профилей будут опираться на простенки более чем на 300 мм, 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 l 2 ) / 12, а изгибающий момент от сосредоточенной нагрузки Мmax = (Q х l) / 8.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены с плитами перекрытия
Мmax = (3167 х 1,5 2 ) / 8 = 890,7 кг·м.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены с балками перекрытия
Мmax = (755,3 х 1,1 х 1,5 2 ) / 8 + (2400 х 1,5)/4 = 233,7 + 900 = 1133,7 кг·м

2.2 Требуемый момент сопротивления:

где,
Ry — расчетное сопротивление стали. Ry = 2100 кгс/см&sup2 (210 МПа)

Примечание: Вообще-то расчетное сопротивление зависит от класса прочности стали и может достигать значения 4400, но лучше принимать 2100, как наиболее распространенное. Если будут использоваться два металлических профиля для перемычки, то значение Wтреб нужно разделить на 2, если 3 профиля, то разделить на 3 и так далее.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены с перемычкой из 2 профилей
Wтреб = (890,7 х 100) / (2100 х 2) = 21,21 см 3

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены с перемычкой из 2 профилей
Wтреб = (1133,7 х 100) / (2100 х 2) = 27,0 см 3

2.4. Ну а теперь все просто, сначала определяемся с типом профиля. Перемычку можно сделать из горячекатанных стальных уголков, равнополочных или неравнополочных, швеллеров двутавров, профильных труб. Если, например перемычка будет из уголков, открываем соответствующий сортамент, и смотрим, чтобы значение момента сопротивления было больше полученного при расчете. Тут главное не путать оси, относительно которых действует изгибающий момент. В сортаментах эти оси могут называться по-разному. Здесь ось, относительно которой в поперечном сечении возникают сжимающие и растягивающие напряжения обозначена как z, в сортаментах эта ось может быть обозначена как х. Но важно не название, а принцип, когда мы определяли максимальный изгибающий момент, действующий на поперечное сечение балки, то длина балки l измерялась по оси х, высота балки по оси у, а ширина балки по оси z. Таким образом, какой сортамент Вы бы не взяли, и как ни называлась бы ось, главное, чтобы по этой оси определялась ширина балки.

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены толщиной в 2 кирпича достаточно 2 неравнополочных уголков 110 х 70 х 8 мм (по сортаменту для таких уголков Wz = 23,22 см 3 ), или 2 швеллеров №8П (по сортаменту для таких швеллеров Wz = 22,5 см 3 )

Для проема длиной 1,5 м для кирпичной стены толщиной в 2 кирпича достаточно 2 неравнополочных уголков 125 х 80 х 8 мм (по сортаменту для таких уголков Wz = 30,26 см 3 ), или 2 швеллеров №10П (по сортаменту для таких швеллеров Wz = 34,9 см 3 )

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. Кроме того, по конструктивным соображениям вместо 2 уголков удобнее использовать 4 уголка, чтобы потом было удобнее вести кирпичную кладку. Например вместо 2 уголков 110х70х8 можно использовать 4 уголка 90х56х5,5.

Примечание: Чем меньше расстояние от плит или балок перекрытия до перемычки, тем более неравномерным будет распределение нагрузки на перемычку. В связи с этим сечение профилей рекомендуется принимать больше на 5-20%. Кроме того профили нессиметричного сечения (неравнополочные и равнополочные уголки) рекомендуется связывать полосами металла для увеличения устойчивости уголков.

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 L 4 ) / (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 10 5 МПа или 2 х 10 10 кг/м&sup2
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), тут главное, не ошибиться с осью.

Для перемычки из 2 уголков 110 х70 х 8 мм над проемом 1,5 м прогиб
f = (5 x 3167 x 1,5 4 ) / (384 x 2 x 10 10 х 2 x 171,54 х 10 -8 ) = 0,003045 м или 0,3 см

Для перемычки из 2 швеллеров 8П над проемом 1,5 м прогиб
f = (5 x 3167 x 1,5 4 ) / (384 x 2 x 10 10 х 2 x 89,8 х 10 -8 ) = 0,0058 м или 0,58 см

По требованиям СНиПа 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» максимальная величина прогиба для перемычек не должна превышать 1/200 пролета, т.е. в нашем случае прогиб должен быть не более 150/200 = 0,75 см. Это условие нами соблюдено. Если такой прогиб перемычки Вас все равно не удовлетворяет, то нужно подбирать металлические профили большего сечения. Вот в принципе и все.

Примечание: если расчет производился на действие распределенной и сосредоточенной нагрузки, то расчет на прогиб удобней производить отдельно для распределенной и для сосредоточенной нагрузки, а затем полученные значения сложить.

Металлические перемычки: виды и особенности опор

Пробивание проемов в стенах – ряд действий, направленных на расширение или увеличение количества ниш, проходов в несущих перегородках. В каком порядке выполнять работы зависит от материала для конструкции. Особенно аккуратно проводят работы с мелкоштучным кирпичом. При строительстве снижается механическая прочность стены, поэтому следует контролировать ход пробивки, распределение нагрузки.

Устройство железной опоры

Перемычки и материалы изготовления

Перемычки – архитектурный элемент, частично перекрывающий оконные и дверные проемы, распределяет нагрузку на боковые стены.

  1. Несущие – способные выдерживать высокие нагрузки. Монтируются на несущие перегородки в многоэтажных домах.
  2. Не несущие опорной функции, рассчитанные на массу кладки над ними и перекрытия.
  1. Кирпичей или газоблока.
  2. Деревянных брусьев.
  3. Железобетона.
  4. Металла.

Особенности опирания видов

Способ опоры перемычки на поверхность – важное условие в нормах и правилах во время обустройства проема при строительстве объекта. Во время планирования берётся в расчёт вид конструкции, особенность стены. Следует определить, является ли стена несущей. От этого параметра зависит глубина вбивания изделия. Для несущих конструкций глубина опирания составляет 250 мм и более, для самонесущей не меньше 120 мм, а над дверным проемом больше 200 миллиметров.

Кирпичные

Использование кирпичных конструкций требуется для перекрытия дверных и оконных проемов. Из-за низкой механической прочности они не применяются для поддержки несущих конструкций. Поэтому используется для не несущих стен, при ширине пролета менее 170 миллиметров.

Процесс монтажа

Установка проводится по металлической опалубке, укладывающейся на подклиненные металлические стойки. Стержни монтируют на 1.2 см на опалубку. На 1 газобетон должно приходиться не менее 2 стержней. После выкладывается не менее 6 рядов, с тщательным заполнением швов.

Арочные конструкции

Перемычки имеют дугообразную форму, повышающую сложность в сборке конструкции. Короб из дерева собирается так, чтобы его можно было просто разобрать. Из-за сложной формы нагрузка действует не напрямую, поэтому ряды располагают перпендикулярно. Швы тщательно заполняют. Дуга дополнительно оштукатуривается для увеличения прочности.

Каждый ряд кладки располагается перпендикулярно к деревянному коробу. При установке перпендикулярность проверяется отвесом, закрепленным на опалубке. Метод возведения схож с клинчатыми перемычками. Эту технологию допустимо использовать для крупных проемов, от 3.5 до 4 метров.

Железобетонные

Устанавливают для усиления проёмов в несущих стенах. Делают расчеты, выполняют укладку переборок. Все действия проводятся в соответствии со СНиП и записанным в них рекомендациями. Конструкции из железобетона монтируются на цементный раствор. Минимальная глубина опирания больше 25 см.

Осуществлять подгонку габаритов резкой запрещается. При существенной толщине стен укладываются несколько опор параллельно.

Металлические

Металлические перемычки усиливают проемы. Перед установкой, требуется предотвратить изгиб переборок. Проверить на прочность правильным вычислением толщины. Установка металлических изделий выполняется подгонкой компонентов под швы между кирпичами. Глубина упора угла детали превышает 15 см. Металлические переборки универсальны.

Деревянные

Используется для частных домов. У них много недостатков:

  1. Не способны выдержать повышенную нагрузку.
  2. Низкий срок эксплуатации.
  3. Подверженность гниению.

Достоинства – низкая цена. Применять их нежелательно. Рекомендуется использовать в каркасных домах.

Разновидности перемычек

Используют два вида перемычек:

  1. Сборные. Отличаются быстротой установки и надежностью. Просто выбрать по альбомам.
  2. Монолитные из железобетона. Требуется правильно рассчитать, подобрать высоту, защиту. Установить сложнее.
  3. Из проката (из металлического уголка или швеллера).

Расчет перемычки

Для расчета потребуется калькулятор. Для определения нагрузки на погонный метр учитывают массу кладки и собственный вес металлической перемычки, отделку стены, плит перекрытия. Другой вариант – онлайн-калькулятор.

Данные необходимые при расчете

Сделать правильный выбор металлической перемычки для дома следует рассчитать нагрузку и материал перемычки. Для газобетонного (газосиликатного) дома подбирают металлические или железобетонные изделия. Они отличаются прочностью, и монтаж проводится легко с учетом глубины расположения конструкции.

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.

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».

2,5 тонны от 1 кубометра перекрытия.

При толщине плиты 0,2 м нагрузка от квадратного метра плиты 0,2*2,5*1,1

Добрый день!
Ирина, в формуле (1) откуда 1,12 ?

Перемычки в кирпичных стенах – виды и правила установки

Практически любое строение имеет вход и окна, даже складские. Это мы к тому, что при всей своей полезности и функциональности окна и двери являются проблемными зонами для строителей, и не столько установленные, сколько подготовленные под них проемы.

В сплошной кирпичной стене все понятно, нагрузка распределяется равномерно, а вот в стене в которой есть проемы под окна или дверь необходимо продумывать перемычки, которые не позволят произойти обрушению выше находящихся кирпичей. Более того перемычки это не просто барьер, они должны выдерживать значительные нагрузки, ведь 1 кубический метр кирпича с раствором может весить до 2 тонн.

Не правда ли, знакомая картина!?

  1. О перемычках и их видах
  2. Железобетонные изделия в работе
  3. Металл для поддержки
  4. И о кирпиче
  5. Отдельно об арках
  6. В заключение

О перемычках и их видах

Для начала давайте разберемся с тем, что такое перемычка. Это архитектурная деталь, которая устанавливается или наращивается на месте оконного или дверного перекрытия. Предназначение этой детали практически раскрыто – удержать слои кирпичной кладки от смещения в проем и, следовательно, всю стену от возможного разрушения.

Виды перемычек в кирпичных стенах:

  • Сборные железобетонные элементы, устанавливаются при значительной нагрузке на проемы с целью возведения второго этажа, либо при применении тяжелых конструктивных решений в проекте;
  • При небольшой нагрузке используются облегченные конструкции с применением металла. При этом можно использовать как арматуру, так и уголки и даже швеллер. Не отстают от требований строителей и производители, которые предлагают изделия, такие как кирпичные перемычки Baut, позволяющие провести кладку слоя кирпичей как горизонтально, так и вертикально;

Кирпичные перемычки Baut – надежное укрепление конструкции

  • Отдельного рассмотрения заслуживает арочная кладка, которая является и перемычкой и элементом декорирования фасада. Техника, которая требует специальных строительных «лекал» и определенных навыков, хотя навыки приходят очень быстро, а в результате получается очень привлекательная форма, возведенная своими руками.

Железобетонные изделия в работе

Тяжелые перемычки, это, как правило, заводские изделия, которые монтируются на месте с помощью подъемных устройств, например кранов.

В этой линейке изделий существует своя градация, имеются:

  • Брусковые перемычки;
  • Балочные аналоги;
  • Плитные изделия с шириной более 25 см;
  • Фасадные железобетонные конструкции.

Кроме того существуют изделия несущие и ненесущие. Все различие будет состоять в том, что несущие обладают большей прочностью и способны выдерживать нагрузки второго этажа, или приравненные к ним, при том, что сама стена будет несущей.

Ненесущие изделия выдерживают себя любимых и несколько кладок кирпича до крыши. Естественно, что цена ненесущих перемычек будет ниже.

Кроме этого есть общие условия по изготовлению и монтажу, приемлемые для всего ряда изделий:

  • Во всех изделиях имеется сварной металлический каркас представленный арматурой и тяжелая смесь бетона;
  • Монтаж перемычек на кирпичные стены осуществляется только в том случае, если подготовленные места укладки находятся на одном уровне. В этом случае на стены укладывается раствор и с помощью крана перемычки водружаются на стационарные места, после чего снова проверяется горизонтальность укладки строительным уровнем.

Изделия могут быть различной формы.

К сведению!
Если вы выставляете перемычку из нескольких элементов, они должны быть уложены в одном положении, до достижения необходимой ширины пролета.
Это связано с тем, что разные грани изделия могут по-разному реагировать на нагрузку, при возведении же серьезной несущей конструкции дальнейшее поведение балок трудно предсказать.
И еще, существуют прописанные нормы СНиП на опирание перемычек на кирпичную стену.
Это важно, так как уменьшение этих параметров может привести к катастрофическим последствиям.
Так вот на сплошную стену перегородка заходит на глубину 25 см, на кирпичную перегородку между окнами – на 20 см.

  • Конечно, допускается монтаж перемычек на кирпичные стены методом наращивания конструкции самостоятельно, на месте. В этом случае вам понадобится опалубка, которая представляет собой короб. При этом нижняя часть, или дно, полностью повторяет площадь проема, она прибивается к боковым частям, которые заходят на 20-25 см в конструкцию стены или перемычки (вспоминаем рекомендации СНиП).
    Сбоку конструкцию можно ограничить элементами кирпичной кладки. Для более четкого прилегания доски к стене, на слое подвязки в стене монтируются кирпичи так, чтобы с лицевой и внутренней стороны кирпич на половину выступать из общего ансамбля.
    То же делается и на следующей стене. При этом опалубка имеет естественные выступы для установки, доска будет стоять ровно, сверху набиваются планки, для того чтобы цементом не повело конструкцию, а снизу выставляются кирпичи, для удержания дна короба.
    В сам короб закладывается металлическая конструкция и заливается цементным раствором. Для более крепкой сцепки прутья арматуры можно завести в стыковочный слой раствора, бокового ограничителя (то есть, между кирпичами).
    И еще одна деталь. После того, как доморощенная балка выстоится боковые кирпичи можно аккуратно срезать болгаркой, а можно использовать для подвязки элементов декора окна.

Металл для поддержки

Очень часто, особенно при возведении одноэтажных строений, либо небольших дачных домиков, необходимость в тяжелых, железобетонных конструкциях отпадает. В этом случае подбор перемычек в кирпичных стенах осуществляется среди готовых металлических изделий.

В ход могут пойти и просто прутья арматуры, и металлический уголок, и швеллер, даже простые полосы металла неплохо справятся с этой задачей. Существует еще одно преимущество металлических подпорок – они очень быстро монтируются.

Но существует одно но. Необходимо провести расчет перемычки для кирпичных стен. Так как возможно со временем прогиб конструкции, что в свою очередь может заклинить или вообще разрушить установленное окно.

По уже не раз упомянутым СНиП, существуют достаточно жесткие критерии изгибов материала, которые допускаются. Металлические опоры должны прогибаться не более чем на 1/200 своей длины.

Совет!
Для проведения расчетов подбора материала в каждом конкретном случае существует методика, достаточно последовательно описанная во все тех же СНиП, ориентируйтесь на них, вы сможете провести расчет на возможности материала.

И о кирпиче

Не обязательно прибегать к установке железобетонных и металлических перемычек. Особенно это касается одноэтажных, небольших строений, дачных домиков и тому подобных строений.

Можно сотворить перемычку и с помощью обычного кирпича, при этом не имеет особого значения, какой кирпич вы используете для возведения стен. Это может быть и строительный кирпич и двойной силикатный кирпич М 150, перемычка будет сделана из того же, но одинарного кирпича.

Инструкция возведения предполагает следующие этапы:

  • Возведение опалубки. В данном случае допускается упрощенная опалубка. Неплохо зарекомендовала себя конструкция, состоящая из двух видов труб разного диаметра.

Технология достаточно проста. В кладке оставляют борозды под трубы диаметра 48 мм. Сами же опоры это трубы диаметром 60 мм, в них вставляются обрезки трубы в 48 мм, при установке труба 60 подбирается под периметр окна, а отрезки 48 мм разводятся и заходят в подготовленные пазы в кладке.

Далее устанавливаются доски, на которых и будет возводиться вся конструкция, при этом верхняя часть доски выходит на один уровень с кирпичной кладкой.

Для нешироких дачных стен, можно выставить на столбики кирпичей, в оконном проеме, деревянную доску и осуществлять кладку кирпичей на ней;

  • Далее осуществляется непосредственно кладка, в которой присутствуют некоторые технические нюансы достойные описания. Хотя для работ применяется обычный глиняный кирпич, но его кладка будет несколько отличаться от обычной кладки кирпича.
    Есть две техники названные клинчатой и лучковой. Они очень похожи между собой по укладке, но в первом случае кладка напоминает по внешнему виду клин между двумя параллельными линиями, во втором случае этот клин расположен между дугами, что внешне смотрится более интересно.
    В обоих случаях кирпич заводится с двух сторон от пятки к клину, количество кирпичей в конструкции нечетное.

Фото лучкового вида кладки.

Интересно знать!
При строительстве такого перекрытия в местах стыковок с конструкцией стены формируют так называемые пятки, это опоры для кирпича с подрезанным краем.
Сами кирпичи, от пятки до замка, устанавливаются с увеличением слоя раствора от 5 мм в нижней части до 25 мм в верхней, с обязательным плотным заполнением швов.
Замок – это тот же кирпич, который выставляется строго вертикально и является запирающим для двух дуг конструкции.

И еще!
Место замка определяется строго в середине набираемой перемычки с помощью обычного отвеса.
Для проемов более 2 метров, данный тип кладки не допускается.

Отдельно об арках

Арки – это поэзия кирпичных стен.

Здесь, технологии чем-то похожи на укладку уже описанных клинчатой и лучковой методик, но есть особенности:

  • В данном случае сама опора делается в виде арки с необходимым радиусом кривизны. С этой целью можно использовать дерево, соорудив из него такой каркас, который прекрасно создаст изгиб необходимого радиуса кривизны. Единственное на что следует обратить внимание, это на то, чтобы тяжелый кирпич не подмял, и не деформировал дерево, а для этого сооружается усиление, в виде дополнительных ребер жесткости ;
  • Укладка начинается с ровной горизонтальной поверхности стены с производством швов, позволяющих вести всю конструкцию арки с некоторым углом разворота, при этом нагрузка будет распределяться достаточно равномерно;
  • Каждый кирпич должен устанавливаться на свое место с проверкой уровня укладки угольником и уже описанной толщиной швов;
  • Запирательный кирпич устанавливается строго вертикально, замыкая всю конструкцию, также замком.

Для полной наглядности.

Обратите внимание!
При снятии опалубки кирпичи несколько опускаются вниз, и особенностью конструкции является то, что она при этом заклинивает сама себя.

В заключение

При проведении расчетов на перемычки вводится большое количество коэффициентов, расчетных величин на прочность, изгиб, инерцию и прочее. Мы умышленно не стали прибегать к загрузке материала сложными вычислениями, тем более что по вашему желанию, вам их проведет любой строитель.

Металлическая перемычка в кирпичной стене

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.

Читать еще:  Как прорубить окно в кирпичной стене: процесс подготовки и монтаж
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector