Как рассчитать и соорудить монолитное перекрытие по профнастилу

Монолитные плоские перекрытия по конструктивной схеме разделяют на две основные группы: балочные и безбалочные. Балочные перекрытия, в свою очередь, могут быть ребристыми с балочными плитами (1-й тип) и ребристыми с плитами, работающими в двух направлениях (2-й тип). Мо­нолитные ребристые перекрытия состоят, как правило, из системы перекре­стных главных и второстепенных балок и плит (рис. ниже).

На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?

Тип перекрытия Краткое описание

Деревянные балки

Размеры балок не менее 50×150 мм, шаг примерно 60 см. Несущие параметры балок должны выдерживать максимальные расчетные нагрузки на кровлю с учетом ветровых и снеговых усилий. Достоинства деревянных балок – универсальность использования, такое перекрытие можно использовать как на кирпичных, так и на деревянных строениях. Недостатки – дерево боится колебаний влажности, постоянно изменяет линейные размеры. Еще один недостаток – упоры стропильной системы вальмовой крыши должны располагаться строго напротив балок, а это усложняет процесс строительства.

Бетонные плиты перекрытия

Применяются только на кирпичных строениях, могут быть заводскими или самодельными. Заводские плиты пустотелые, что уменьшает нагрузку на стены и фундамент и улучшает показатели теплосбережения. Недостаток заводских плит – высокая стоимость, монтаж возможен только при помощи специальной строительной техники, стандартные линейные размеры. В эксклюзивных проектах бетонные перекрытия заливаются во время строительных работ на строительной площадке, за счет такой технологии удается использовать уникальные архитектурные решения.

В статье мы рассмотрим процесс строительства вальмовой крыши на бетонных плитах перекрытия. Для начала следует ознакомиться с общими техническими характеристиками этих типов кровель.

На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?
На каких перекрытиях могут ставиться вальмовые крыши?

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.

Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами

1 — главная балка; 2 — второстепенная балка; 3 — колонна; 4 — плита

Все элементы перекрытия первого типа монолитно связаны между со­бой и предполагается, что работают по балочной неразрезной схеме. Глав­ные балки стремятся располагать по короткому шагу колонн как наиболее нагруженным элементам перекрытия. Второстепенные балки располагают с шагом, как правило, не более 2,7 м, с учетом того, чтобы ось одной из балок совпадала с осью колонн. При этом, чтобы плиты в коротком на­правлении работали по балочной схеме, соотношение короткой к длинной стороне ячейки в плане должно отвечать неравенству 11/12 < 0,5. При соот­ношении сторон плиты 11/12 >0,5 необходимо учитывать работу в двух на­правлениях.

Толщины плит рекомендуется принимать от 40 до 80 мм с градацией

10 мм, от 80 до 200 мм — с градацией 20 мм, а выше — с градацией 50 мм. Высота второстепенных и главных балок принимается, как правило, в зави­симости от величины пролета — (1/12-1/20)/,! и (l/8-l/15)L2.

В современных условиях, когда получили развитие численные методы расчета, реализуемые в программных комплексах на ЭВМ, «ручные» спосо­бы расчета для оценки напряженно-деформированного состояния монолит­ных перекрытий применяются реже. Однако своей актуальности не потеряли, поскольку практически незаменимы при предварительном предпроектном анализе конструктивных решений и выборе оптимальной конструктивной системы. Кроме того, инженерные методы расчета остаются основой для конструирования плит в части установления рационального расположения арматуры и учета различных эксплуатационных факторов.

Одним из особенностей расчета монолитных перекрытий, представляю­щих систему пластин и перекрестных ребер, является перераспределение уси­лий. По существу, это означает, что результаты расчета по упругой схеме су­щественно отличаются от фактических значений усилий в элементах перекры­тий. Поэтому не отпадает актуальность дополнительного инженерного анализа результатов расчета неразрезных систем на основе инженерных методов, с це­лью коррекции полученных результатов упругого расчета и даже расчета с учетом физической нелинейности, поскольку сам процесс учета физической нелинейности не позволяет полностью перераспределять усилия. Кроме того, при расчете средних пролетов следует иметь в виду фактор распора, влияющий на несущую способность неразрезных конструкций (повышение несущей спо­собности может достигать 20%), деформирующихся в стесненных условиях.

Инженерный метод расчета элементов монолитного перекрытия, кон­структивная схема которого показана на рис. , основан на определенной последовательности: расчет плиты перекрытия, расчет второстепенной бал­ки и расчет главной балки. Нагрузки на плиту и второстепенную балку принимаются как равномерно распределенные. Расчетный пролет для пли­ты принимается: для средних пролетов — расстояние в свету между второ­степенными балками; для крайнего пролета — от грани крайней балки до оси опорной зоны на стену (см. рис. выше). Вырезается условная полоса ши­риной 1 м, и плита рассматривается как неразрезная балка с распределени­ем изгибающих моментов по схеме рис. выше. При этом учтен фактор вы­равнивающего перераспределения усилий в неразрезной системе.

Второстепенные балки рассчитывают так же, как и балочные плиты, по неразрезной многопролетной схеме {рис. ниже). За расчетные средние про­леты принимаются расстояния в свету между гранями главных балок, край­ние — расстояние между крайней главной балкой и осью опирания на под­держивающую конструкцию. Нагружение временной нагрузкой рассматри­вается в двух комбинациях: 1) полная временная Р в нечетных пролетах и

условная, равная 0,25Р — в четных; 2) полная временная в четных пролетах и условная 0,25Р — в нечетных (рис. ниже, а). Огибающая эпюра изгибающих моментов для второстепенной балки показана на рис. ниже, б. Координаты огибающей эпюры моментов можно определять по специальным таблицам.

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Перед тем как строить, нужно заказать проект дома и все действия выполнять в соответствии с ним. Обычно способ устройства перекрытия описан там. Здесь важно всё — используется ли специальная врубка или крепёж для установки балок, жёстко ли они соединяются со стеной или по плавающей системе. Способ крепления имеет большое значение.

Например, в каркасных домах и домах из СИП-панелей балки являются элементами каркаса и крепятся наглухо. В домах из газобетона, из оцилиндрованного бревна балка обычно крепится так, чтобы она просто лежала на стене и имела возможность продольного люфта. Глухое крепление вызывает вибрации при хождении по потолку второго этажа.

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Есть одно различие между балками перекрытия и лагами для пола. Лаги должны лежать свободно, чтобы пол не коробило и не вело. Покрытие пола крепится уже непосредственно к лагам. К примеру, сезонное удлинение балки, даже воздушно-сухой, составляет 2-3 см на 5 м. Естественно, любой пол, приколоченный прямо к такой балке, выгнется. Из-за этого он начнет скрипеть, расходиться. Кроме того, под лаги кладут демпфирующие прокладки, которые гасят вибрацию от шагов.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Металлические перфорированные пластины для деревянных конструкций были разработаны в Швеции. Крепление с их помощью деревянных балок достаточно простое, не требует точной подгонки. Кроме того, они способны сгладить изменения геометрии древесины вследствие набухания.

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Балка перекрытия крепится в каркасном домостроении поверх продольной балки стенового каркаса. Она кладётся сверху на пролёт и закрепляется при помощи двух перфорированных уголков сбоку. Это позволяет устойчиво закрепить даже балку в виде лафетной доски, достаточно узкой, установленной на ребро. Если же балка — брус, и обеспечивать её устойчивость не так важно, можно крепить её уголками снизу. Брус применять лучше, так как лафетная доска склонна к кручению при высыхании и сезонном увлажнении, и перекрытие будет деформироваться.

Как-то закреплять балки перекрытия к стойкам нежелательно, если это заранее не предусмотрено в конструкции каркаса дома. Лучше чтобы они также никак не касались стоек и не упирались в них, а также в их крепёжные элементы. При монтаже от них нужно отступить.

Болтовое

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Достаточно простое крепление балки — при помощи болтов-глухарей. С их помощью ставят только балку-брус, у которой размер поперёк сечения не меньше, чем половина сечения по высоте. Глухарь закручивается через балку в верхнюю часть стены и затягивается при помощи ключа-трещотки. Или же применяется стяжка из шпильки с гайками и шайбами через отверстие. Такое крепление позволит балке работать в качестве ригеля каркаса, в то же время оставаясь подобием шарнира в плоскости перекрытия.

Достаточно часто балки изготавливают из металла, особенно если длина пролёта превышает 3-4 метра. Подбирают крепёж к таким металлическим балкам, исходя из их несущей способности. Обычно используют двутавр и швеллер. В них делают аккуратные отверстия по разметке, под 25 мм болты примерно 28-30 мм. Затем балку ставят на место и закрепляют шпильками или глухарями. К каменным стенам балки никогда не прикручивают, если это не мауэрлат.

Соединение врезкой

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Врезка — рубленое соединение балки со стеной, когда торец не выходит за наружную стену. Тем самым обеспечивается защита торца балки от попадания атмосферной влаги. Обычно так делают балки первого этажа рубленых домов и бань. Осуществляется оно по типу соединения «ласточкин хвост». Именуется врубка сковороднем и полусковороднем.

Врезка сковороднем более прочная и подразумевает симметричный ласточкин хвост. Но чаще встречается врезка полусковороднем. С одной стороны ласточкин хвост прямой, и закрепление его в гнезде внешней стены делается при помощи двойного клина. Врезка полусковороднем менее прочная, но проще в выполнении.

Соединение врубкой

Способы соединения балки перекрытия со стеной

Отличается от врезки тем, что врубка проходит на полную толщину стены, балка выходит наружу. Выполняется в лапу, полулапу или в полдерева, иногда — в хлуп или в обло. Используется в том случае, когда балкой надо перекрыть большой пролёт. Оно более прочное, чем врезка. Однако торец балки необходимо защитить от атмосферных воздействий.

Расчет перекрытия ↑

  • Технология перекрытия по профлисту сводится к монтажу опалубка из металлопрофиля, поверх которого сооружен арматурный каркас.
  • Нагрузка, воздействующую на бетонную плиту, через монолитное перекрытие по металлическим балкам передается на опорные балки и фундамент.
  • Вид и марка профнастила для перекрытий, сечение металлических элементов арматуры и габариты бетонной полки зависят от длины  пролета между опорами и от эксплуатационной нагрузки. Для расчета толщины плиты чаще всего пользуются его отношением к величине пролета, равным один к тридцати. То есть, при длине пролета в 6 метров толщина бетонного слоя должна как минимум равняться 20 см.
  • Расчет монолитного перекрытия по профнастилу основывается на испытываемых им расчетных нагрузках, а также весе имеющихся конструкций и размерах сооружаемого здания. От этих параметров зависит, каким должен быть профиль и сечение металлических опорных балок каркаса, колонн, характеристики фундамента.
  • Системы данного типа относят к разряду конструктивно ответственных строй объектов, поэтому монтажные работы начинают только после подготовки соответствующей проектной документации. Последнюю, как и расчет прочностных характеристик  выполняют на основе соответствующих СниП, в частности касающихся стальных или ж/б (бетонных) конструкций.
  • Такой расчет достаточно сложен и трудоемок, поэтому проектировщики, как правило, прибегают к помощи специальных программ. Рабочая документация монолитного бетонного перекрытия по профнастилу включает план, чертежи опалубки, армирования (в основном в формате dwg), а также спецификацию материалов.

Подготовка к строительству

Для полного представления всех этапов проведения дальнейших работ необходимо создать очень точный чертеж. Внешняя сторона стены будет играть роль периметра в чертеже в связи с тем, что именно она будет выполнять функцию опоры.

Понадобятся такие материалы, как:

Схема монтажа плиты перекрытия.

  • аппарат для сварки;
  • лист бумаги формата а3;
  • гвозди и молоток;
  • ластик и простой карандаш;
  • перфоратор;
  • строительный уровень;
  • один из многочисленных видов гидроизолятора;
  • вспомогательные балки;
  • металлические распорки, балочные подпорки, которые необходимо будет чередовать в качестве дополнительной поддерживающей системы;
  • ламинированная фанера;
  • строительная рулетка.

В первую очередь необходим монтаж железобетонных перекрытий для того, чтобы в дальнейшем не возникло проблем с опалубкой. Временами придется использовать сварочный аппарат для их сращивания. В случае если ЖБ балки будут монтироваться только над одним определенным помещением, балки перекрытия нужно сращивать с уже имеющейся стеной с использованием сварочного аппарата и перфоратора. Размер шага будет зависеть от общего бюджетного проекта и составлять от 1 до 2,5 м, ведь чем больше ЖБ балок, тем прочнее и надежнее будет конструкция.

Фанера устанавливается параллельно двутавру, она будет выполнять функцию опалубки. Все крепления должны соответствовать определенным стандартам, быть прочными и оставаться съемными. Так как монолит не относится к категории стандартных, без каких-либо потерь его можно сократить в два раза, при этом он все равно останется усиленным. После чего можно начинать монтировать поддерживающую систему, подразумевающую использование либо металлических распорок, либо деревянных балок. Нелишним по окончании установки будет проверить каждую балку в отдельности на прочность. Любые металлические изделия рано или поздно будут подвержены деформации, а деревянные элементы будут сохранять свой внешний вид до последнего. Пройдитесь по опалубке и проверьте полное отсутствие даже малейшего колебания.

Монтажные работы

Главный этап — это, конечно же, монтаж балок. Он подразумевает грамотную подготовку еще на стадии строительства первого этажа.

Сначала дерево следует предварительно обработать противопожарным составом, а также жидкостью от гниения (это нужно сделать со всей перекладиной). Сделать это нужно сразу после покупки. Если материал будет лежать некоторое время до укладки, его нужно переложить: ряд балок, затем 3-4 бруска поперек, затем следующий ряд. Так доска будет вентилироваться и просохнет. Это исключит появление плесени.

Часть балки, заделываемую в стену, следует также покрыть:

Монтажные работы
  1. Битумом или праймером.
  2. Рубероидом, толью или пергамином.
  3. Жидким гидроизолом, состоящим из битума.
  4. Линокромом.

Это делается в связи с тем, что дерево при соприкосновении с бетоном и блоками может впитывать влагу и со временем начать загнивать.

СправкаДля газобетона считается нормальным содержание эксплуатационной влажности 3-5%. Какими бы сухими не казались блоки, недопустимо прямое соприсковение дерева с этим материалом.

Балку необходимо заделать в несущую стену минимум на 12 см. Торцы обрезаются под углом 70 градусов в целях обеспечения удаления влаги.

Внимание!Торец балки отсекать гидроизоляционным материалом не нужно. Иначе будет закрыт доступ для испарения влаги. Требуется оставить небольшой воздушный зазор между концом балки и стеной. Производится укладка балок на армированную поверхность (для усиления прочности конструкции). Вместо армопояса некоторые производители в небольших домах допускают опирание на газобетон с подкладкой металлической полосы 6х60 мм.

Крепление балок к армопоясу в домах из газосиликата осуществляется анкерными болтами.

Монтажные работы

Для утепления со стороны улицы перед балкой можно положить утеплитель. Как правило, внешние торцы балок с наружной стороны утепляются пенополистиролом.

Заполнение пустот между уложенными балками делают газоблоками. Между газосиликатом и брусом оставляют зазоры 2–3 см. Их плотно забивают минеральной ватой, предотвращая таким образом образование конденсата и отсыревание балок.

Ну вот и все, перекрытия готовы. Теперь можно приступать к последующей отделке.

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

Замена перекрытий из крупноразмерных плит является наиболее индустриальным и высокопроизводительным методом ведения реконструктивных работ. При этом используют технологические схемы с опиранием консольных выпусков плит на стены, металлические балки или железобетонные ригели. В связи со значительным увеличением массы перекрытия такое решение допустимо при достаточной несущей способности стен и фундаментов.

Обязательным условием технологии и организации работ является наличие подъемно-транспортных механизмов — башенных, стрелковых или кранов на пневмоходу.

До начала монтажа перекрытий из многопустотных плит с консольными выпусками выполняется комплекс работ, включающий: разборку конструкций на захватке; монтаж перекрытий нижележащих этажей; ремонт и перекладку отдельных участков стен; пробивку и заделку проемов в перекрываемом этаже; подачу на смонтированное перекрытие материалов и изделий для послемонтажных работ.

Для укладки плит при двухпролетной схеме здания (рис. 7.5) пробиваются гнезда во внутренней продольной стене и борозды (штрабы) глубиной 0,5 кирпича в наружной или противоположной стене. Пробивку борозд и гнезд осуществляют с подмостей по предварительной разметке. На нижнюю поверхность гнезд и борозд укладывается цементно-песчаная подготовка, обеспечивающая единую отметку монтажного горизонта. В целях обеспечения устойчивости стен пробивку гнезд и борозд производят участками длиной, равной ширине 5-6 плит.

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

Рис. 7.5. Технология замены перекрытий из крупноразмерных железобетонных плит а — план участка перекрытий из железобетонного пустотного настила; б — монтаж с подачей настила в наклонном положении; в — монтаж с поворотом настила в горизонтальной плоскости; I, II,III — этапы монтажа

Работы по монтажу плит перекрытий производят снизу вверх на участках, ограниченных капитальными стенами. Железобетонные плиты подают в наклонном положении, для чего используют четырехветвевой строп с различной длиной ветвей, обеспечивающий наклон в пределах 20-30°. Монтаж элементов осуществляется с инвентарных подмостей. Последние 2-3 плиты захватки монтируют с установленных плит.

После установки 4-5 плит производят их анкеровку, заделку гнезд и борозд кирпичной кладкой или цементно-песчаным раствором. Должное внимание уделяется устройству теплоизоляции торцов плит, опирающихся на наружные стены, с целью исключения мостиков холода. Швы между плитами заделываются цементно-песчаным раствором с уплотнением вибратором, оснащенным штырьевой насадкой.

На участках недоборов в промежутках между выпусками консолей плит производится омоноличивание. Для этой цели используют подвесную инвентарную опалубку, армирование сетками или каркасами и бетонирование подвижными смесями. Разборка опалубки производится после достижения 70 %-ной прочности бетона.

Основные требования к качеству работ включают: обеспечение плотного примыкания плит перекрытий; обязательное замоноличивание швов; разница в отметках опорных частей плит не должна превышать 4 мм, а в отметке верхней поверхности — 8 мм; отклонение от горизонтали (разность отметок опирания плит) не должно превышать 8 мм.

Особое внимание в производстве работ должно уделяться вопросам техники безопасности при пробивке гнезд и борозд, своевременному обнаружению деформаций стен, предотвращению потери их устойчивости. При подаче в монтажную зону плит перекрытия должны быть исключены раскачивание и удары о стены.

Замена перекрытий из крупноразмерных плит выполняется звеном в составе 5 человек, из них: монтажники конструкций 4-го разряда — 1, 2-го разряда — 1, каменщики 3-го разряда — 1, 2-го разряда — 1. В звено входит также такелажник 3-го разряда.

При частом расположении внутренних несущих стен используется технология замены перекрытий большеразмерными плитами по металлическим балкам.

§ Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

На рис. 7.6 приведена организационно-технологическая схема производства работ по замене перекрытий. Из-за частого расположения поперечных стен, различного пролета требуется большое число типоразмеров плит и балок. Это требует использования башенного крана грузоподъемностью до 8 т для обеспечения монтажного процесса наиболее тяжелых и удаленных плит.

Рис. 7.6. Технологическая схема и план площадки по замене перекрытий многопустотным настилом по металлическим балкам 1 — металлическая балка; 2 — многопустотный настил; 3 — бетонная опорная площадка; 4 — штраба омоноличенная

Снижение себестоимости работ из-за большой номенклатуры изделий достигается путем использования преднапряженных плит перекрытий, изготовляемых по экструзионной технологии безопалубочного формирования. Резательная технология позволяет получать практически любую номенклатуру изделий в соответствии с принятым планом перекрытия. При этом используются специальные захваты для беспетлевого монтажа плит.

Читайте также:  Какой нужен брус для перекрытия?