как считать перемычки в кирпичной стене
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
I этап. По плану рисунок 6.5 определить несущие и ненесущие стены
По оси 1- оконный проем – 910 мм (несущая 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
Что собой представляют перемычки на кирпичную стену, каково их минимальное и максимальное опирание?
Все постройки имеют окна и двери. Возведение проемов для них связано с некоторыми особенностями, которые предусматривают использование специальных конструкций – перемычек.
Кирпичные стены, содержащие перемычки, равномерно распределяют нагрузку на несущие поверхности, выдерживают вес вышестоящих этажей (до 2 т) и препятствуют обрушению здания.
Подробнее о необходимости использования перемычек в кирпичной стене, правилах монтажа, нормативных актах и других нюансах читайте в данной статье.
Что это такое?
Специалисты называют перемычкой конструктивный элемент, участвующий в перекрытии проемов, что несет основную массу кладки и распределяет нагрузки материалов (кирпичей, цементного раствора, перекрытия).
Перемычки имеют вид железобетонных конструкций (ЖБ), относящихся к заводской серии типа 1.038.1-1 или 1.225-2.
Вместо них можно самостоятельно изготовить монолитные армированные перемычки, соответствующие габаритам проема и распределяемой нагрузке.
Разница в заводском и самостоятельном изготовлении в том, что готовое изделие может стоить дороже, чем самодельное и имеет качественный знак. Независимо от способа изготовления, принято различать такие виды перемычек:
Самыми распространенными считаются первые два вида конструкций (несущие, а также ненесущие), выполняемые по технологии, в соответствии с установленными нормативными правилами. Они, например, делятся на брусковые (ПБ) и плитные (ПП). Перемычки помогают сдерживать уложенные кирпичи от смещения, а стену – от разрушения.
Нормативы СНиП и ГОСТ
В качестве регламентации правил изготовления, использования и монтажа перемычек, используется следующая основная нормативная документация, содержащая весь перечень необходимых технических условий:
Помимо перечисленных, при возведении внутренних и наружных кирпичных стен соблюдают правила:
В соответствии с перечисленными правилами технической документации, необходимо кирпичную кладку осуществлять вручную, без ниш и полостей, а элементы располагать с соблюдением обязательной перевязки, и использованием армированных деталей в местах повышенной нагрузки и проемов.
Подбор перемычки должен осуществляться по ширине выемки, рассчитанной массы нагрузки, в соответствии с цифровым обозначением на изделии, если оно – заводского типа, а также нужной серии, к которой относят:
Используют при устройстве перемычек также СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». Данные правила особо обращают внимание на то, что перемычки из железобетона нужно обустраивать так, чтобы они учитывали нагрузку от перекрытий и свежеуложенной кладки (п. 6.47), которая будет равна 1/3 пролета летом, и целому пролету в зимней работе.
Все правила обязаны неукоснительно соблюдаться при строительстве зданий из кирпича. Их выполнение контролируется специалистами отдела регионального градостроительства.
Показатель опирания, характеристика
Понятие опирания представляет собой способы заделки. Опирание перемычек для стен из кирпича по глубине в норме соответствует 25 см (не должно быть меньше). При этом, над проемом двери она должна попадать концами на стену, не менее 20 см.
При этом опорная часть уменьшится для самонесущей стены до пределов 12 см. Представленные показатели принимают в качестве максимума и минимума глубины опирания.
Учет показателя опирания должен соответствовать техническим требованиям СНиП. Выбор нужной перемычки по глубине определяют при помощи обозначения в таблицах (пример, 2ПБ18-8), с указанием габаритных размеров:
Обозначения перемычек по сечению имеют такой вид:
Перед монтажом перемычек определение глубины опирания – это важная часть подготовки к процессу работы. Для этого смотрят показатели таблицы СНиПов и делают схематический шаблон. По схеме выполняют опалубку, а потом заливают состав сверху на уложенную конструкцию.
Примеры габаритных размеров можно посмотреть в таблице:
Установление перемычек, для их надежного удержания, требует прокладки арматуры при соприкосновении ЖБ-изделия и стены из кирпича.
Разновидности изделий
Перемычки, применяемые для обустройства стен из кирпича, бывают разными:
Железобетонные
Железобетонные изделия бывают сборные и монолитные. Сборные включают в себя такие виды, как:
Встречается также фасадный вид перемычки, но специалисты часто относят его к ПГ, но с небольшой разницей – на торцах полка сделана с выемками, и хорошо просматривается с фасада.
ПП и ПБ считаются взаимозаменяемыми. Они имеют идентичную высоту и длину, но различаются только шириной. Такой вариант используется в том случае, если в наличии на стройплощадке нет перемычек плитного типа.
Монолитные перемычки устраиваются в самой стене с помощью опалубки. Одновременно выполняют расчет высоты конструкции (1/10-1/12 от размеров проема), с обязательным выполнением армирования (металлические стержни с диаметром до 12 мм).
Арматуру заливают бетонным составом, с толщиной, не меньше 20 мм.
Металлические
Для таких перемычек используют стальной прокат. Они могут делать перекрытия на 2-5 м, и закладывать их можно как в несущие части, так и ненесущие. Для кирпичных стен, наряду с ЖБ-изделиями – это один из идеальных вариантов.
Такое изделие выдержит очень большие нагрузки, так как оно – долговечное. Поскольку длина может быть у таких перемычек любая, то здесь не возникает вопросов при обустройстве проемов нестандартной ширины.
Уголки из стали имеют номерной ряд, для возведения стеновых конструкций особенно рекомендуются номера 10-12.
Кирпичные
Обустраиваются по прямой линии или криволинейной (арка). Прямоугольный вариант укладывают на опалубку, по правилам укладки и перевязки кирпичей. Здесь можно создавать клинчатую форму по вертикальным швами кладки.
Нужно следить, чтобы швы получались наклонными, и не было сдвига кирпичей по вертикали. В работе обязательно учитывается показатель ширины проема.
Криволинейная перемычка укладывается клинчатым способом, с упором на сжатие. Арочные сегменты получаются за счет специальной укладки ребром, где швы уложенных кирпичей раскрываются.
Стрелы подъема находятся при этом в промежутке 1/6 — 1/10 от ширины проема. Криволинейные арки выкладываются на специально изготовленное кружало – дугообразное приспособление из металла или фанеры.
Металлическое кружало для арок на практике более предпочтительнее, так как его форму легко выровнять или согнуть.
Деревянные
Такой вид перемычек устраивают из досок хорошего качества, специальных пластин и бревен, имеющих окантовку и древесного бруса. Концы таких конструкций заделывают в стену, не меньше, чем на 25 см.
Перемычки из дерева легко соорудить своими руками. Они могут простоять долгие годы (более 50 лет), но должны быть обязательно изолированы от проникновения влаги.
Поэтому при их монтаже изделия обязательно оборачивают изолирующим материалом (из полипропилена, резины, рубероида, полиэтилена). В современном строительстве все реже используют такие перекрытия, несмотря на их самую доступную стоимость, так как изделия из ЖБ и металла являются более долговечными.
Ячеистые сборные
Такие изделия выполняют из ячеистых бетонов, которые бывают армированными и арочными. Высота такой перемычки 125 мм, а глубина ее опоры составляет 200-250 мм. Такой вид перемычек для кирпичных стен пока не слишком распространен.
Многие специалисты считают, что данный материал больше подходит для стены, построенной из такого же ячеистого бетона.
Армокирпичные
Делаются из кирпича и арматурных металлических составляющих – отсюда и происходит их название. Их создают по такому же принципу, как и кирпичные –прямыми или арочными.
Арматура, которую используют при их обустройстве составляет 6-10 мм. Ее укладывают в опалубке, заливая раствором бетона. Это защищает их от коррозии.
Существует еще один способ укладки данного вида – в виде свода обрушения. Такой способ способен выполнить только профессионал.
Каждый их перечисленных видов перемычки по-своему хорош. Какой из них подходит в каждом конкретном случае, зависит от времени постройки (ремонт старого, новостройка), используемых дополнительных материалов, помимо кирпичей, имеющегося плана и схемы строения (чертежа), пожеланий заказчика и материальной составляющей.
Как подобрать?
Подбор подходящей перемычки лучше предоставить профессионалам. Они оценят тип стены, особенности постройки, и характеристики составляющих элементов, которые нужно будет уложить в одном направлении, чтобы достичь нужной ширины пролета.
При выборе учитывают величину нагрузки, которую должна будет выдерживать перемычка, качество материала. Так, например, если перемычка бетонная, то учитывается марка бетона. Это же относится и к кирпичу, и арматуре (марка стали).
Обращают внимание также на грани конструкции, применение норм СНиП (глубина опирания), параметры готовых изделий, указанные производителями. Особенно, обращают внимание на изгибы материала. Например, опоры из металла должны в норме прогибаться не больше, чем 1/200 собственной указанной длины.
Пример правильного подбора перемычки (в данном случае, металлической) можно посмотреть ниже:
Пример расчета
Правильность расчета перемычки для проема производят по точному или упрощенному расчету. Чтобы не ошибиться, нужно использовать показатели из таблиц СНиП.
Упрощенный
Здесь принято сначала определять нагрузку, действующую на перемычку, затем определяют максимальный изгибающий момент, воздействующий на поперечное сечение.
Нагрузки на погонный метр определяются в зависимости от веса кладки: q1 = p х b х h, где:
Например, при предполагаемом проеме для кирпичной перегородки ширина 1 м, а толщина – ½ кирпичного изделия, то его полная расчетная нагрузка составит: q = 1,1 х 142,5 = 157 (кг/м).
При определении расчетных операций по перемычкам в стенах из кирпича, обращают внимание на кладку летом или зимой, на которые указывает СНиП «Каменные и армокаменные конструкции», в своем п. 6.47.
Материалы и инструменты для устройства
Чтобы обустроить перемычки в стенах из кирпича, потребуются следующие расходные материалы и инструменты:
Отдельно могут пригодиться перчатки, спецодежда, ветошь, щетки и «разравниватели» для бетона, чтобы заливаемый раствор хорошо утрамбовывался, при распределении, заполняя поры стены и опалубки, прикрепленной к поверхности.
Процесс
Обустройство перемычек, с образованием узла и учета опирания в стене, должно проходить по правилам, описанным в СНиПах. Поскольку чаще других в современных зданиях используют именно ЖБ-перемычки, то процесс их устройства заключается в следующих нюансах:
Перемычки из металла имеют небольшой вес. Представленные в виде швеллеров и разных форм стального проката, их достоинство состоит в том, что в процессе работы их можно отрезать по нужной длине.
Кирпичные перемычки монтируют к основной стене по верху проема, а затем соединяют друг с другом, с помощью полки, с которой свисают хомуты, закладываемые в вертикальные швы. Хомуты надежно армируют перемычку, и она получается прочной.
Опытные мастера выбирают продольный, клинчатый, лучковый или сводчатый способ укладки. Бетонный раствор для укладки замешивается в небольших порциях, чтобы быстро не застывал.
В последнее время в большинстве случаев строители подкладывают в кирпичные перемычки профессиональную систему армирования BAUT.
Простой и надежный способ монтажа кирпичной перемычки — в видео:
Последствия ошибок
Чтобы в процессе строительства не возникло проблем в виде последствий, выбор перемычек лучше доверить профессиональному строительному инженеру.
На основании обследования несущей способности стены, глубины опирания, и ряда обязательных характеристик, он проведет нужные расчеты, и точно определит из какого материала, какой формы и размеров подойдет перемычка в данном конкретном случае (длина, ширина, толщина).
Последствия ошибок – это разрушения, трещины, смещение кирпичей. Чтобы они не возникли, нужно соблюдать следующие нюансы:
Заключение
Перемычка является важной конструкцией, перекрывающей проем и принимающей на себя определенные нагрузки.
Расчет обустройства конструкции зависит от:
Для стен из кирпича подбирают перемычки, зависящие от возраста здания, схемы и плана постройки. Наиболее часто используемые и практичные виды конструкций – ЖБ, кирпичные и металлические.
Для крепления перемычек всегда применяют опалубку и армирование (прутьями из стали или строительной сетки). Часто строители пользуются современной удобной армированной системой BAUT. Бетонный раствор, заливаемый в опалубку, является обязательным условием монтажа устраиваемой конструкции.
Перемычки формируют проем, укрепляют стены и создают базу для продолжения возведения здания. Монтаж всех видов арочных перемычек желательно доверить профессионалам.
Программа подбора перемычек в кирпичных стенах
Многопролетная балка. Иногда возникает необходимость рассчитать железобетонную балку перекрытия, которая будет перекрывать сразу две или даже три комнаты, монолитное железобетонное перекрытие по нескольким балкам перекрытия или перемычку над несколькими смежными проемами в стене. В таких случаях балка рассматривается как многопролетная, если опоры шарнирные.
При жестких опорах количество пролетов значения не имеет, так как опоры жесткие, то каждая часть балки может рассматриваться и рассчитываться как отдельная балка.
Консольная балка. Балка, один или два конца которой не имеют опор, а опоры находятся на некотором расстоянии от концов балки, называется консольной. Этап 4.
Определение нагрузки на балку. Нагрузки на балку могут быть самыми разнообразными. С точки зрения строительной физики все, что неподвижно лежит на балке, прибито, приклеено или подвешено на балку — это статическая нагрузка. Все что ходит, ползает, бегает, ездит и даже падает на балку — это все динамические нагрузки. Нагрузка может быть сосредоточенной, например, человека, стоящего на балке, или колеса автомобиля, опирающиеся на балку длиной 3 и более метров, можно условно рассматривать как сосредоточенную нагрузку.
Сосредоточенная нагрузка измеряется в килограммах, точнее в килограмм-силах кгс или в Ньютонах. А вот кирпич, шлакоблок или любой другой материал лежащий на перемычке, а также плиты перекрытия, снег, дождь и даже ветер, землетрясение, цунами и много чего еще можно рассматривать как распределенные нагрузки, действующие на перемычку или балку перекрытия.
Кроме того распределенная нагрузка может быть равномерно распределенной, равномерно и неравномерно изменяющейся по длине и т. Перевести квадратные метры в погонные не сложно. Если рассчитывается балка перекрытия, то распределенная нагрузка вполне логично умножается на расстояние между осями балок перекрытия.
Если определяется нагрузка на перемычку, то можно плотность материала конструкции, лежащей на перемычке, умножить на ширину и на высоту конструкции. Чем более точно мы посчитаем нагрузки, действующие на балку, тем более точным будет наш расчет и тем надежнее будет конструкция.
Подбираем перемычку для проема шириной 1,0 м в несущей стене толщиной мм с опиранием перекрытия с одной стороны. Здесь нужно обратить внимание на то, что пакет будет состоять из разных перемычек. С той стороны, где плита не опирается можно установить перемычку, которая просто выдержит вес кладки. Еще нужно знать, в каких случаях вообще нужно учитывать нагрузку от перекрытия, покрытия, балок и прочих несущих элементов.
И если со статическими нагрузками все более-менее просто, то динамические нагрузки потому и динамические что не стоят на месте и пытаются усложнить нам и без того не простой расчет. С одной стороны конструкцию следует рассчитывать на максимально неблагоприятное сочетание нагрузок, с другой стороны теория вероятности говорит о том, что вероятность такого сочетания нагрузок крайне мала и рассчитывать конструкцию на максимально неблагоприятное сочетание нагрузок, значит неэффективно тратить строительные материалы и людские ресурсы.
Этап 5. Определение максимального изгибающего момента, действующего на поперечное сечение балки. Тут все зависит от того, какие на балку действуют нагрузки, какие у балки опоры и сколько пролетов, некоторые типы балок, рассмотренные на этапе 2, являются статически неопределимыми, и хотя все можно рассчитать самому, но не будем углубляться в теорию, проще воспользоваться готовыми формулами для наиболее характерных случаев.
Пример расчета железобетонной балки на шарнирных опорах, на которую действует распределенная нагрузка. Расчетные предпосылки: Расчет по прочности элементов железобетонных конструкций производится для нормальных и наклонных к продольной оси сечений в наиболее напряженных местах для этого мы и определяли значение момента.
Железобетон — это композитный материал, прочностные свойства которого зависят от множества факторов, точно учесть которые при расчете достаточно сложно. Кроме того бетон хорошо работает на сжатие из-за отностительно высоких прочностных характеристик по сжатию, а арматура хорошо работает на растяжение, а при сжатии возможно вспучивание арматуры. Поэтому конструирование железобетонной конструкции сводится к определению сжатых и растянутых зон. В растянутых зонах устанавливается арматура.
При этом высота сжатой и растянутой зоны зараннее неизвестна и потому применять обычные методы подбора сечения, как для деревянной или металлической балки, не получится.
Для чего нужны перемычки?
На основе накопленного опыта по расчету и работе железобетонных конструкций разработано несколько методик расчета. Дальнейший расчет мы будем производить для балки с обычной не преднапряженной арматурой, при этом рассчитывать сечение арматуры мы будем только для нижней части балки, в которой действуют растягивающие напряжения, это вовсе не означает, что в верхней части балки арматуры устанавливаемой по технологическим соображениям не будет, но позволит значительно упростить расчет.
При расчете элементов прямоугольного сечения с одиночной не преднапряженной арматурой когда расчетная арматура устанавливается только в области растяжения можно пользоваться вспомогательной таблицей 1 и формулами:.
Расчет сечения арматуры. Размеры поперечного сечения железобетонной балки и положение арматуры мы можем задавать сами, исходя из технологических требований или других соображений. Расстояние а центра поперечного сечения арматуры от низа балки обычно принимается в пределах см.
Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III согласно таблице 7. Сейчас принято использовать новые обозначения для классов арматуры, но мне удобнее старое.
Перейти к новому. Alexey Miles. Доброе время суток всем. Помогите неучу с расширением проема. Здание двухэтажное существующее.
Теперь у нас есть все данные для определения коэффициента А o. Преобразовав формулу 6. Для начала уменьшим высоту балки с 20 до 15 см. Тогда согласно формуле 6.
Таким образом для армирования нашей балки достаточно 2 стержней диаметром 12 мм. Подбор арматуры удобно производить по таблице 2 см. Коэффициент армирования нашей балки согласно формулам 6. Такой процент находится в рекомендуемых пределах. Осталось проверить соблюдение граничных условий согласно формул 6.
Кладка в зимних условиях. Так как ширина стены мм, перемычек нужно две по ширине стены. В зимних условиях на самонесущую перемычку берется нагрузка от высоты стены, равной расчетному пролету перемычки.
Отсюда деление глубины опирания на 3. Выбираем перемычку с индексом 3 3Пб. Для этих перемычек минимальная глубина опирания мм.
Подбираем перемычку длиной мм 2ПБ Пример 3. Несущая стена толщиной мм с опиранием перекрытия пролетом 3 м с одной стороны, над проемом высота стены мм, проем размером мм. 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. Но для несущей перемычки берется вся высота кладки — от верха перемычки до низа перекрытия, то есть нагрузку будем рассчитывать от высоты мм. Выбираем перемычку с индексом Для этих перемычек минимальная глубина опирания мм, ширина перемычки мм.
Подбираем перемычку длиной мм 5ПБ Выбираем перемычку с индексом 2, для нее глубина опирания мм. Максимальная длина перемычек с индексом 2 равна мм, что меньше требуемой.
Подбираем наиболее подходящую перемычку 2ПБ длиной мм или 3ПБ длиной мм. Пример 4. Несущая стена толщиной мм с опиранием перекрытия пролетом 6 м с одной стороны и 4,2 м с другой, над проемом высота стены мм, проем размером мм. В зимних условиях нагрузка берется от части стены, высота которой равна расчетному пролету перемычки.
Подберем плитную перемычку. Минимальная глубина опирания для таких перемычек мм.
Виды железобетонных перемычек.
Прежде чем приступить к расчетам, давайте немного ознакомимся с видами самих перемычек. Чтобы понимать, какие варианты вам доступны, следует открыть сайт любого производителя ЖБИ и посмотреть, какие виды перемычек железобетонных присутствуют в их номенклатуре. Перейдя по ссылке, вы увидите длинный список типоразмеров с их характеристиками. Чтобы научиться быстро ориентироваться в нем, следует научиться расшифровывать маркировку. Сделаем это на примере перемычки 2ПБ 16-2:
Теперь, зная разнообразие железобетонных перемычек, можно переходить непосредственно к расчету.
Программа подбора перемычек в кирпичных стенах
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.
Как подбирать железобетонные перемычки.
Расчет железобетонных перемычек. Итак, давайте сперва введем какие-то исходные данные. Допустим, нам надо рассчитать, какую перемычку следует брать для перекрытия пролета шириной 1350 мм в самонесущей стене толщиной 240 мм при высоте стены над проемом – 800 мм. Стройка ведется в зимних условиях.
Толщина стены 240 мм говорит о том, что нам понадобятся две брусковые перемычки шириной по 12 мм. В зимний период на самонесущую перемычку берут нагрузку от высоты стены, равной расчетному пролету. Расчетный пролет считается так:
1350 + 2*100/3 = 1420 мм
100 мм в данном случае – это минимальная глубина опирания перемычки. Так как высота кладки оказалась меньше расчетного пролета, в дальнейшем в расчетах будем использовать именно ее – 800 мм.
Далее определяем нагрузку на 1 погонный метр изделия:
0,24*0,8*1,8*1,1/2 = 0,19 т/м = 190 кг/м
В этих расчетах 1,8 т/м3 – это вес кирпича, 1,1 – коэффициент надежности, 2 – количество перемычек. Итак, нам необходимо выбирать перемычку из тех, чей индекс нагрузки не менее 2-х.
Как мы уже говорили выше, минимальная глубина опирания данных перемычек составляет 10 см, значит наименьшая возможная длина перемычки в нашем случае равна:
1350 + 100*2 = 1550 мм
Из списка типоразмеров нам могла бы подойти перемычка 2ПБ 16-2 длиной как раз 1550 мм и расчетной нагрузкой до 200 кг/м. Однако нам еще следует учесть нагрузку от собственного веса балки, которая равна 70/1,55 = 45 кг/м. То есть суммарная нагрузка будет составлять 190 + 45 = 235 кг/м, что превышает максимально допустимую для данной перемычки.
В нашем случае подойдет перемычка 2ПБ 19-3. Собственная нагрузка для нее составляет 80/1,94 = 41 кг/м. Тогда суммарная будет равна 190 + 41 = 231 кг/м, что не превышает допустимые 300 кг/м для этой балки. Длина перемычки составляет 1940 мм, и это тоже подходит для наших условий.
От вас потребуются всего четыре параметра, которые вы хорошо знаете:
– ширина перекрываемого проема;
– тип кирпича кладки стены (силикатный или керамический);
– является ли стена несущей (опираются ли на нее плиты перекрытий).
Четыре простых шага:
Наращивание конструкции
Допускается опирание перемычек на кирпичную стену СНиП за счет наращивания конструкции на месте. Для этого важно использовать опалубку, т.е. короб. Выбирать ее необходимо таким образом, чтобы нижняя часть опалубки либо дно полностью повторяли размеры проема. Прибивают опалубку к боковым частям, которые должны заходить минимально на 20-25 см в конструкцию. Сбоку подобное сооружение ограничивают кирпичной кладкой. Для точного прилегания доски к стенке опытные строители рекомендуют монтировку кирпичей таким образом, чтобы с 2 сторон они выступали на половину кирпича.
Короб имеет небольшие выступы для установок, доска прикреплена и лежит идеально ровно. Внизу конструкции выставляют несколько рядов кирпичей (для удержания дна короба). Подобная технология обеспечивает крепкую и надежную фиксацию опалубки. Затем в короб закладывают элементы, заливают раствором.
Для крепкой, надежной сцепки элементов арматуры их можно поместить в стыковой шар раствора со стороны бокового ограничителя либо между кирпичами. На завершающем этапе боковые выступающие кирпичи можно срезать с помощью болгарки либо смело использовать для подвязки деталей декора окон.
Стройка одноэтажных, небольших домиков не требует массивных железобетонных конструкций. Поэтому для них подбирают элементы из готовых металлических объектов. Чаще используют швеллер, обычные прутья арматуры, металлический уголок или полосы. Такие подпорки очень легкие, просты в эксплуатации и быстро устанавливаются.
Перед монтажом подобных конструкций важно правильно рассчитать перемычки. Существует риск прогиба конструкции, что может заклинить либо разрушить окно.
Согласно нормативам СНиП прогибаться подобные металлические опоры могут не более чем на 1/200 длины самой опоры.
Для правильного расчета таких установок потребуется помощь специалиста. Если расчет перемычки производится самостоятельно, то рекомендуется ознакомиться с методиками СНиП.
Перемычки и материалы изготовления
Перемычки – архитектурный элемент, частично перекрывающий оконные и дверные проемы, распределяет нагрузку на боковые стены.
Металлическая
Укрепить оконный или дверной проем с помощью бетона можно только при условии обязательного усиления несущей стены, некоторые дома можно оснастить более простыми металлическими конструкциями. Такие перемычки чаще всего представлены в виде уголкового профиля, они изготовляются из прочного металла, который способен выдержать давление и растяжение при огромной нагрузке на него. С помощью таких уголков очень удобно возводить усиление в кирпичной стене.
Для того чтобы установить такую деталь необходимо подогнать её под швы в кладке. По бокам стены необязательно усиливать арматурой. При этом достаточно завести уголок всего на 15-20 см вглубь стенки.
Сборные металлические перемычки могут использоваться практически для любых типов конструкций, их можно монтировать непосредственно на месте строительства, без осуществления предварительных расчетов.
Самый простой способ укрепления дверного проема — использование металлической перемычки