что это, их назначение, описания категорий
Строительство любой, даже самой небольшой постройки, невозможно без применения ряда элементов, которые при возведении зданий уже давно относят к так называемым базовым составляющим. Одним из так называемых базовых элементов можно назвать обычную балку из металла. Она является металлическим изделием с Н-образным сечением, активно применяющимся, в различного рода строительных сферах для создания мостовых сооружений, путей подвесного типа, опор, перекрытий, а также металлоконструкций различного типа.
Если говорить о функции этого элемента, то основной его задачей является выполнение функции опоры для всей конструкции. В жизни мы можем встретить его в качестве перекрытия и кровли. А если, например, использовать так называемую 2-тавровую балку, то можно довольно быстро сделать простой, но крайне эффективный реечный кран, который позволит осуществлять перемещение крупногабаритных грузов. Для таких же целей используют реечный профиль, как направляющие или рейки. Кроме того, его конфигурация дает возможность использовать его для прокладки железнодорожных соединений.
Какими они бывают
На сегодняшний день существует несколько категорий балок, которые изготовляются крупными предприятиями:
- балка двутавровая, сделанная по ГОСТу;
- сварная;
- из стали;
- тавровая;
- из металла;
- сварная двутавровая.
Они также могут отличаться по целому ряду характеристик: по толщине полок и стенки, по расположению граней, по методологии производства, и тому подобное. Если говорить об основных характеристиках, то балки бывают:
- горячекатаными из стали;
- двутавровыми из стали;
- двутавровыми, выполненными из низколегированной, и углеродистой стали.
Говоря о последних двух категориях, в зависимости от местонахождения полочных граней их делят на следующие группы:
- с гранями параллельного типа. Сюда входят балки нормальные, широкополочные и колонные;
- с гранями под уклоном. Они бывают обычными и специальными;
- специальные из стали;
- из стали горячекатаные;
- из углеродистой низколегированной стали с большой плотностью.
Следует сказать, что все балки 2-тавровой категории разделяются по методу производства на 2 категории. Первая — горячекатаные балки, создается, когда нагретые металлозаготовки пропускают через валки прокатного стана. Второй тип изделий выпускается по сварной технологии, когда металлический лист разрезается на части, после чего делается так называемая прихватка, а потом уже выполняется сварка.
Кроме того, балки из стали с гранями параллельного типа подразделяются на три группы:
- нормальные;
- с полками широкого типа;
- колонной категории.
Балки, где есть наклон граней делятся на:
- обычные с уклоном на 5-11%;
- специальные.
Последние, в свою очередь, могут относиться к категории:
- М. Это изделия из стали, предназначенные чтобы создавать пути подвесного типа. Уклон внутренних граней тут будет не менее 5 процентов;
- С. Металлические изделия, которые применяются для укрепления стволов в шахтах. В таком случае уклон будет не менее 11 процентов.
Если вас интересует качественная стальная балка в Ростове, то ее можно приобрести дешево в «Сталепромышленной компании» в короткий срок.
Где еще можно использовать такие приспособления
Продолжая тему назначения стальных балок, скажем, что они используются не только как цельные элементы в возведении промышленных, общественных и других типов сооружений. Также, они часто выступают конструкционными частями кровли, могут выступать частями перекрытий между этажей, а также быть основой для эстакад кранового типа. Для создания колонн и перекрытий часто используются и двутавровые варианты. Они используются и в фермах перекрытий из стали. Повсеместное применение именно такого типа балок объясняется тем, сделать их довольно просто, а в работе они относятся к категории очень надежных.
Также популярными считаются изделия, которые делаются из стали низколегированного типа. Химсостав при их создании должен обязательно соответствовать нормам ГОСТ. Отдельно следует сказать о том, что номер балки из металла означает ее условный размер в сантиметрах. Наименьшей цифрой является десять, а наибольшей — сто. Создание балок с иными характеристиками возможно лишь по спецзаказу. Размером же рассматриваемого изделия из стали считается величина между внешними гранями ее полок.
Обычно балка в горизонтальном положении, воспринимает поперечную вертикальную нагрузку, исходящую от веса. Но довольно часто следует учесть влияние целого ряда гипотетических горизонтальных сил поперечного типа. В качестве примера можно назвать, ветровую нагрузку при учете возможного землетрясения.
Такое изделие под нагрузкой, также оказывает воздействие на опоры, которыми могут быть колонны, стены, подвесы либо же те же самые балки. После этого нагрузка переходит дальше и в ряде случаев, она воспринимается различными конструкционными элементами, работающими на сжатие — опорами. Можно также сказать отдельно о случае ферменной конструкции, где стержни опираются на балку, находящуюся в горизонтальном положении.
Также, следует сказать, что прочностные характеристики изделия зависят от следующих физических параметров:
- материала, из которого она изготовлена;
- длины;
- площади, а также формы поперечного сечения;
- способа, которым она закреплена с другими элементами.
Где можно приобрести качественные стальные балки
Если говорить о том, где можно купить качественные стальные балки в Ростове, то это можно сделать в «Сталепромышленной компании». Здесь продаются только качественные балки, выполненные из прочных металлов с высокими характеристиками, которые прошли проверку на прочность и на наличие брака. Здесь также можно изготовить ряд балок под заказ, если вам нужны какие-то нестандартные решения в этом вопросе. Кроме того, цена балок в «Сталепромышленной компании» является довольно доступной, что объясняется отсутствием посредников при продаже балок клиенту.
Перекрытие по двутавровым металлическим балкам: виды двутавровых балок
Для устройства прочных перекрытий в возводимых зданиях строители применяют проверенные методы, предусматривающие использование различных строительных материалов. Повышенный запас прочности обеспечивают профили, изготовленные из стального проката. Сооружаемые на их основе перекрытия по металлическим балкам обеспечивают надежность возводимых конструкций и длительный ресурс эксплуатации. Они превосходят конструкции на базе деревянных брусьев по эксплуатационным показателям и способны воспринимать значительные нагрузки. Рассмотрим их детально.
Конструктивные варианты перекрытия по металлическим балкам
На основе стального профиля можно сделать прочное перекрытие, используя различные варианты:
- перекрытие монолитное по металлическим балкам. Формируется путем заливки бетона в опалубку, дополнительно усиливается арматурной решеткой. Это проверенный на практике вариант, отличающийся комплексом преимуществ. Главные плюсы, привлекающие застройщиков – повышенная прочность бесшовной поверхности и отсутствие неровностей;
- монолитно-сборную конструкцию. Для ее обустройства применяются блоки из ячеистого бетона, изготовленные на промышленных предприятиях. Они укладываются краями на поверхность стального профиля. Сооружается теплоизолированные опалубка, производится армирование и заливаются бетонным раствором стыковые участки;
- составную конструкцию из различных материалов. Могут применяться стандартные панели, деревянные доски, плиты. Элементы основы устанавливаются на несущие стальные балки. Для обеспечения комфортных условий эксплуатации важно утеплить и звукоизолировать сформированную поверхность, а также заделать зазоры между элементами.
В зависимости от финансовых возможностей и наличия материалов, застройщики в равной мере используют указанные варианты.
К качеству и прочности перекрытий в здании любой конструкции предъявляются особенно жесткие требования
Применяемые материалы и оборудование
В качестве несущих балок используют различные виды металлического проката:
- двутавр номер 16 или 20;
- швеллер высотой до 20 см;
- уголок, сваренный в силовой каркас.
Для формирования выбранного конструктивного варианта, помимо несущих элементов, потребуются следующие материалы:
- бетонная смесь для формирования цельной основы;
- стандартные блоки из ячеистого бетона для сборно-монолитного варианта;
- строганные доски или готовые бетонные панели для составной конструкции.
Для усиления применяются арматурные прутки, диаметр которых соответствует результатам выполненных расчетов.
Сооружение опалубки потребует применения следующих стройматериалов:
- деревянных щитов или влагостойкой фанеры толщиной 2 см и более;
- полиэтиленовой пленки для гидроизоляции бетонного массива;
- подпорок из металла или древесины, обеспечивающих устойчивость опалубки.
Для разных типов домов используют как перекрытия по металлическим балкам, так и по деревянным, а также железобетонным
Следует также подготовить оборудование:
- бетоносмеситель, ускоряющий процесс приготовления рабочего состава;
- сварочный аппарат, предназначенный для сварки арматурного каркаса.
Специальный инструмент для строительных мероприятий не требуется. Используется набор инструментов, имеющийся в арсенале каждого домашнего умельца.
Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам
Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:
- повышенной надежностью;
- высоким запасом прочности;
- длительным ресурсом эксплуатации;
- увеличенной несущей способностью.
Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.
Мнение эксперта: Перекрытия по металлическим балкам
В строительстве частного дома наиболее частое применение имеет монолитное перекрытие по металлическим балкам, так как сборное основание требует применения тяжелого крана, а деревянные перекрытия наименее прочные. В любом случае потребуется привлечение специалистов, так как при сборке моноперекрытия самое главное – правильно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции.
Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:
- трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
- необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.
К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.
Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны
Расчет перекрытия по металлическим балкам
Необходимо ответственно подходить к выполнению расчетов, приняв решение сделать пол или потолок на основе стальных профилей.
При этом необходимо учитывать комплекс факторов:
- общий вес;
- нагрузочную способность;
- площадь формируемой поверхности;
- расстояние между балками;
- ширину пролета.
Выбор подходящего номера металлопроката, соответствующего высоте профиля, осуществляется с учетом воспринимаемой нагрузки.
Несущая способность составляет:
- 0,075 т/м2 – для перекрытий чердачных помещений;
- 0,150 т/м2 – для цокольной основы и межэтажных оснований.
С возрастанием ширины пролета увеличивается высота стальных балок:
- прочность при шестиметровом пролете обеспечивает двутавр № 20 с высотой профиля 200 мм;
- при уменьшенном до 4 м расстоянии между стенами можно использовать двутавр № 16 с высотой 160 мм.
Зная площадь монолитной поверхности, несложно рассчитать потребность в бетоне. Для этого следует умножить площадь на высоту бетонного массива. Имея чертеж арматурной решетки можно вычислить потребность в стальных прутках для усиления основы. Все расчеты производятся на основании предварительно разработанной проектной документации или рабочего эскиза.
Однако есть у них и недостаток – они подвержены коррозии
Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы
На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:
- Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
- Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
- Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
- Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
- Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
- Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
- Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.
При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже. Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции. Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.
Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен
Монтируем перекрытие монолитное по металлическим балкам
Застройщиков привлекает цельная конструкция, изготовленная из бетона, усиленного арматурной решеткой.
После установки металлических балок, сооружения опалубки и обеспечения ее устойчивости производите работы по формированию монолитной плиты из железобетона по следующему алгоритму:
- Проверьте отсутствие щелей в деревянной опалубке и, если необходимо, загерметизируйте их.
- Соберите арматурный каркас, применяя металлические прутки с размером сечения 10–12 мм.
- Уложите каркас в опалубку, обеспечив постоянный интервал до поверхности будущей бетонной плиты 4–5 см.
- Залейте бетонную смесь в опалубку и тщательно уплотните бетонный массив с помощью вибратора.
- Не подвергайте твердеющий раствор нагрузкам на протяжении 4 недель и затем демонтируйте опалубку.
Обратите внимание на размер опорной поверхности по периметру плиты, который должен составлять более 150 мм.
Подводим итоги
Перекрытие по двутавровым металлическим балкам обеспечивает повышенный запас прочности. Важно правильно выполнить расчет перекрытия по металлическим балкам и придерживаться технологических рекомендаций. Квалифицированный совет профессионалов поможет при выполнении работ.
Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий
Расчет деревянных балок перекрытий
Деревянные балки перекрытий
Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных конструкций — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами (если они водятся в вашей местности). Поэтому, дерево перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами, например ХМ-11 или ХМББ производства фирмы Антисептик (С-Петербург). Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса (как с вертикальным расположением ламелей, так и с горизонтальным), двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные,так и комбинация OSB и дерева), дерево-металлические балки перекрытий(комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скреплены металлозубчатыми пластинами.
Балки межэтажных перекрытий могут служить опорными балками для выступающих деревянных балконов.
Как рассчитать необходимое сечение традиционной деревянной балки перекрытий?
Оптимальный пролет для деревянных конструкций — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для дерева: прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.
При выборе расчета сечения учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило, составляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.
Для расчета минимального и оптимального сечения можно воспользоваться он лайн калькулятором Романова для деревянных балок перекрытий Для деревянно-металлических балок перекрытий можно воспользоваться онлайн калькулятором ХТС балок.
Ниже приведены несколько таблиц, со значениями минимальных сечений деревянных балок для различных нагрузок и длин пролетов:
Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется расчитывать именно на эту нагрузку
Таблица. Сечения деревянных балок перекрытия
Если вы не используете утеплитель или не планируете нагружать перекрытия (например, перекрытие необитаемого чердака), то можно использовать таблицу для меньших значений нагрузок деревянных балок перекрытий:
Таблица. Минимальные сечения деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и нагрузки, при нагрузках от 150 до 350 кг/м2.
Если вы используете вместо балок прямоугольного сечения круглые бревна, можно пользоваться следующей таблицей:
Таблица. Минимальный допустимый диаметр круглых бревен, используемых в качестве балок междуэтажных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м 2
Таблица. Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи
Таблица. Максимальные пролеты балок чердачного перекрытия. Неэксплуатируемый чердак.
Таблица. Максимальные пролеты балок перекрытий. Особые случаи
Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий
Двутавровая металлическая балка перекрытий обладает рядом неоспоримых преимуществ, только при одном недостатке — высокой стоимости. Металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой, металлическая стальная балка негорюча и устойчива к биологическим воздействиям. Однако, металлическая балка может корродировать при отсутствии защитного покрытия и наличия в помещении агрессивных сред. При пожаре металлические балки «текут» и прогибаются — поэтому их необходимо закрывать теплоизоляционными еегорючими базальтовыми плитами.
Вес одного метра двутавровой балки можно посмотреть в
таблице веса двутавровых балок
В большинстве случаев в самодеятельном строительстве при расчетах в вышеуказанной программе или других ей подобных, следует считать, что металлическая балка имеет шарнирные опоры (то есть концы не фиксированы жестко — например, так как в каркасной стальной конструкции). Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует расчитвать как 350(без стяжки) -500 (со стяжкой) кг/м 2
Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным 1 метру. В случае экономии возможно увеличение шага между металлическими балками до 1200 мм.
Таблица для выбора номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов
Дата добавления: 2019-01-14 ; просмотров: 513 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Двутавровые балки перекрытия – все про «Н»-образный прокат
Двутавровые балки перекрытия с каждым годом обретают все большую популярность благодаря своим неоспоримым достоинствам. Познакомимся с их видами, производством и уделим внимание особенностям расчета элементов.
1 Первое знакомство с двутавром
Что собой представляет двутавр? Это профиль, сечение которого по форме напоминает букву «Н». Такое решение самым благоприятным образом отразилось на характеристиках изделия. Например, если сравнивать двутавр со стандартными конструкциями квадратного сечения, то его жесткость и прочность выше в 30 и 7 раз соответственно. Наиболее распространенными считаются металлические изделия, однако такие конструкции также изготавливают и из дерева.
Этот профиль очень часто используется при монтаже перекрытия и возведении мостовых сооружений. Кроме того, встретить двутавровые балки можно в автомобильной промышленности, вагоностроении, еще они незаменимы, если речь идет об армировании шахтных стволов. Основными характеристиками этого вида металлопроката считают высоту самого двутавра, ширину, среднюю толщину, а также радиус закругления полок. Еще учитывается и радиус внутреннего закругления. Все эти показатели и определяют дальнейшее применение элемента. Например, для поверхностных путей используют балки серии М с уклоном внутренних граней полок равным 12°. Если речь идет о прокате серии С, применяемом для армирования шахтных стволов, то этот параметр увеличивается и составляет 16°.
2 Особенности классификации и маркировки
Внутренние грани полок двутавра могут располагаться параллельно либо с уклоном. В зависимости от условий применения и соотношения размеров прокат делится на следующие типы. Нормальные, широкополочные и колонные элементы обозначаются символами «Б», «Ш» и «К» соответственно. Если в маркировке обнаружите букву «Д», то речь идет о профиле дополнительной серии. Еще широкополочные и нормальные двутавры могут обозначаться сочетанием символов «ДШ» и «ДБ».
Кроме того, такие конструкции делятся на сварные и горячекатаные. Первые получают путем сваривания стенки и поясов. А вот вторые изготавливают на специальных прокатных станах. Если горячекатаные изделия имеют одинаковые размеры по всей длине, а также полностью состоят из одного и того же металла, то со сварными элементами можно экспериментировать. Их пояса могут состоять из листового или профильного проката, гнутого профиля либо швеллера. При этом характеристики и свойства поясов одного и того же двутавра иногда отличаются, так как состоят из различного металла. Существуют изделия переменного сечения. Это дает возможность более рационально использовать металл и упрочнить конструкцию в местах повышенной эксплуатации.
3 Достоинства и недостатки такого металлопроката
В этом пункте суммируем все плюсы, которыми обладают двутавровые балки. Прежде всего стоит отметить их отменные прочностные характеристики, благодаря которым этот материал можно использовать даже в качестве перекрытия очень длинных пролетов. При этом монтаж элементов не составит огромного труда, да и при необходимости вы всегда сможете обработать поверхность. Такой прокат не подвержен ни деформации, ни усадке. Его по праву можно назвать универсальным, ведь такая балка встречается как в конструкции потолка, так и стен.
Еще достоинства и недостатки элементов во многом зависят от их вида. Например, горячекатаные конструкции монолитные, и нет необходимости применять дополнительную арматуру, даже если речь идет об очень сильных нагрузках. К тому же они более просты в изготовлении и экономичны. Сварной профиль имеет дополнительные ребра жесткости, благодаря которым можно снизить толщину стенок и соответственно себестоимость изделия. Плюс такие элементы изготавливают по индивидуальным заказам, и их размеры устанавливает клиент. Это позволяет минимизировать отходы во время строительства. Также по требованию заказчика конструкция может быть усеченной, равно- либо неравнополочной, иметь перфорацию, фланцевые соединения.
А вот к минусам монолитного проката стоит отнести высокую емкость металла, вызванную утолщением стенок, а также вес и размеры конструкции. Дело в том, что такие двутавровые балки изготавливаются только в соответствии с ГОСТом, а значит, их параметры, в том числе и длина, должны полностью соответствовать размерам, указанным в документации. Поэтому очень часто мы вынуждены самостоятельно резать элемент, а излишки приходится списывать в отходы, что нерационально. Недостатками сварных изделий можно назвать необходимость использования дополнительной арматуры для создания ребер жесткости, что увеличивает трудозатраты.
4 Правила калькуляции двутавров
Как видно, выбор двутавровых конструкций довольно большой, но чтобы использование этого элемента было рационально и конструкция получилась надежной, следует правильно подобрать профиль. В этом пункте мы рассмотрим, как найти подходящий двутавр. Если планируете использовать изделие для перекрытия, необходимо знать такие параметры, как расстояние между стенами и максимальную нагрузку, которая будет приходиться на будущую конструкцию. Далее провести расчет можно с помощью специальных онлайн-калькуляторов либо вычислить параметры самостоятельно.
Заглянув в ГОСТ, вы найдете таблицы, в которых указаны обозначения, размеры, площадь сечения профиля и линейная плотность материала. Также существуют таблицы, где оговаривается масса одного метра изделия. Чтобы узнать вес всего элемента, необходимо умножить массу его метра на длину. А вот для расчета несущей способности двутавровой конструкции нужно уточнить и ширину полок. Причем этот параметр должен соответствовать и сечению несущей колонны. Например, если это квадрат со стороной 510 мм, тогда необходимо подобрать профиль шириной не более 460 мм. Это обусловлено тем, что двутавр нужно будет приваривать и требуется оставить запас для сварочных швов.
Для расчета нагрузки следует сначала узнать нормативное воздействие (нагрузка, приходящаяся на 1 м профиля). Затем это значение умножаем на коэффициент прочности по нагрузке и полученный результат суммируем с массой изделия. Таким образом, мы вычисляем момент сопротивления, а там дело за малым, осталось только подобрать из сортамента нужный профиль.
При этом следует учитывать, что металлическая конструкция может использовать максимум 80% от допустимого прогиба.
Современные технологии значительно упрощают нашу жизнь и если нет никакого желания самостоятельно заниматься расчетами и подбирать нужный вариант по справочникам, то можно воспользоваться онлайн-калькулятором. С ним работать очень просто, необходимо всего-то заполнить пустые поля и программа выдаст оптимальные варианты. Нужно указать конструкцию, в которой будет использоваться двутавровая балка, например, она необходима для перекрытия. Затем уточняете максимальный пролет и шаг установки профиля. Шагом называется расстояние между двумя элементами, расположенными параллельно друг к другу. Рекомендуемая величина составляет 1 м, но в некоторых случаях можно увеличить его до 1,2 м. Также необходимо знать расчетную нагрузку, приходящуюся на квадрат и угол наклона стропил. Теперь вы знаете, какой именно элемент лучше всего подойдет для конкретного перекрытия.
5 Усиление своими руками – делаем безопасно
Безусловно, лучше всего подобрать двутавр с нужной несущей способностью и использовать его, но иногда такой возможности нет и необходимо усилить конструкцию самостоятельно. Этому вопросу мы и уделим внимание. Стоит отметить, что усиление различных узлов происходит неодинаково.
Если на элемент перекрытия приходятся нагрузки на сжатие, растяжение либо изгиб, то необходимо увеличить сечение изделия. Сделать это можно, приварив дополнительные детали к профилю. Однако действовать нужно обдуманно и руководствоваться размерами двутавра, а также направлением сварочных работ. Дело в том, что во время этой операции металл нагревается, и несущая способность элементов может, напротив, снизиться. Для продольных швов максимально возможное понижение этой характеристики не превышает 15%. А вот если речь о поперечном направлении, то несущая способность может снизиться на целых 40%. Так что накладывать швы в поперечном направлении нельзя.
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.
Калькулятор
Крепления металлических балок | Быстровозводимое строительство
Металлические конструкции очень часто используются при строительстве. С каждым годом они пользуются невероятной востребованностью. Данные конструкции считаются популярными при возведении рамных, связевых конструкций. Кроме того каждый из них соединяется специальными крепежными элементами. Крепления металлических балок — это уникальная часть конструкции, которая усиливает все сооружение, отчего построение оказывается устойчивым при любой погоде.
Соединяются балки разными способами, где также возможно использование различных удобных устройств. Основной выбор варианта для соединения будет зависеть только от расположения балок, также от возможных силовых условий, но и используемых средств для соединения.
Назначение
Любые пересекающиеся балочные конструкции могут быть находиться ряд в ряд, и только на одном уровне. Более того, все примыкающиеся балки порой находятся относительно главных балок, косо в горизонтальную, но или вертикальную сторону плоскости.
- Соединения балочных компонентов, могут передавать опорное давление, их также называют свободными или шарнирными креплениями.
- Соединительные части, передающие опорное давление, а также опорные методы, которые называются жесткими и защемленными.
При разработке соединений основных и даже второстепенных балок необходимо всегда учитывать, что во многих случаях последние варианты применяются в виде связевых соединений, которые обеспечивают общеописанную устойчивость несущих. Одним из простых и легко выполняемых креплений являются те, которые идут для одноэтажных зданий. Их устройство не требует особого знания, да и в данном случае не последует дополнительного изгиба от усиления всего веса конструкции.
Участки, производящие крепежные стропила, обычно называют узлом опорной конструкции. Они подразделяются на несколько основных вариантов:
- Узелок шарнирного крепежа, у которого имеется один уровень свободного проема. При подобном соединении есть множество возможных круговых вращательных балочных опор.
- Узелок крепежа шарнирного соединения, где есть сразу несколько уровней пространства. Эта же соединительная часть подарит возможность балочной опоре, помимо круговых вращательных действий дополнительно и возможность по горизонтальному смещению. Крепеж может осуществляться при помощи определенных салазок, а также ползунов.
- Узелок из шарнирных соединений, имеет три уровня свободы, готов подарить балочной опоре возможность для горизонтального, в том числе вертикальному перемещению. Здесь же имеется основная возможность по круговому вращению, но при этом придется приготовить определенный шарнирное крепление. Устанавливается обычно на такой элемент, как мауэрлат.
- Высочайшую популярность и прямое распространение все же получают узлы, идущие с нулевым уровнем свободы. При подобном методе крепежные соединения для стропил осуществляется только жесткое крепежное соединение с обоих участков. Подобный метод полностью исключает возможное появление смещение балочных опорных конструкций.
Виды балок
Металлические балочные опоры по своей сути делятся на несколько видов:
- Металлические балочные опоры, которые относятся к различным изгибающимся элементам, а также используются для различных перекрытий многоэтажных пролетов, особенно в производственных и даже гражданских построений, идущие от 6 и до 18 метров. Их же можно использовать при строении одноэтажного здания с параметрами от 18 и до 24 метров.
- Сварные составные балочные опоры могут в дальнейшем стать сплошностенчатыми, особенно со стенами, где имеются круглые, овальные, многоугольные отверстия, используемые для прокладывания основных инженерных коммуникативных устройств. В основных промежутках промеж отверстий обычно устанавливаются поперечные виды ребра жесткости.
- Перфорированные опорные балки наделены той же массой, что и сами прокатные профильные конструкции.
Виды креплений
- Под самими гайками болтов в качестве примыкающих к полочкам двутавров, а также швеллеров идут проложенные с внутренней части косые шайбы, необходимые для полного устранения изгибов болтов, особенно в нарезанном участке. В тех местах, где основание, то есть опорные балки сильно нагружаются, но для этого в помощь к ним устанавливаются специальные ребра жесткости, которые плотно прикладываются к верхней части пояса, необходимо все это для полноценного устранения местного перенапряжения поясного шва, а также определенных стенок. Балки прокатного типа в подобных случаях следует особенно тщательно проверять на сжатость стенок под выкружками, которые идут, как соединительная деталь. Если перенапряжение все же имеется, тогда придется монтировать ребра.
- Соединительные опорные балки, находящиеся на одном уровне, а также пониженными разделяются на несколько крепежных конструкций, которые вообще не требуют точной обрезной балки, в том числе требуют более точную резку. Все данные оборудования являются очень сложными и даже трудоемкими, отчего их установка здесь нежелательна. Практически все вспомогательные балочные опоры, находящиеся только на одном уровне, возможно, и более сниженный вариант, который также может закрепляться к любым поперечным ребрам основания при помощи специальных болтов.
К тому же одну или же обе сразу полок вспомогательных опорных балок и основная часть стенок придется отрезать. Данные участки среза вертикального, а также горизонтального расположения обычно сопрягают округлым радиусом, составляющий примерно 20 мм. Подобное крепежное сооружение не особо требует основного обреза всех указанных вспомогательных балочных опор, а после он считается удобным вариантом для монтирования, к тому же крепежное соединение опорных балок с помощью специального столика, принимающий на себя основное опорное давление.
Металлические балки
Вернуться в раздел «Металлические конструкции»
Стальные балки
Балка – это элемент строительной конструкции, работающий на изгиб. Применяются балки для перекрытия пролетов промышленных и гражданских зданий. Рационально использовать балки для перекрытия пролетов не более 8-12 метров, т.к. дальнейшее использование балок экономически не целесообразно и следует использовать фермы и другие стержневые конструкции.
РАСЧЕТЫ
Балки считают как изгибаемые элементы.
Расчет изгибаемых элементов
Расчет балок на момент и прогиб
ЧЕРТЕЖИ
Начинаем чертить со схемы расположения балок. Это может быть раздел КМ, КМД или АС.
СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖ: СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ БАЛОК
Чертежи балок мы будем рассматривать совместно с опорным узлом балки. Второстепенные балки опираются, как правило, на главные балки. Главные балки опираются на колонны. Опорные узлы могут быть шарнирные и жесткие.
СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ПРИМЫКАНИЕ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ К ГЛАВНОЙ БАЛКЕ.
СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ШАРНИРНЫХ УЗЛОВ ПРИМЫКАНИЯ БАЛОК К КОЛОННЕ.
СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: ЖЕСТКИХ УЗЛОВ ПРИМЫКАНИЯ БАЛОК К КОЛОННЕ.
СМОТРЕТЬ ЧЕРТЕЖИ: БАЛОК
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Типы балок по статической схеме.
Разрезные балки – это балки, которые опираются на двух шарнирных опорах и перекрывает один пролет. Разрезные балки наиболее металлоемкие, но отличаются простотой монтажа и нечувствительностью к неравномерной осадке опор.
Неразрезные балки – это балки, которые опираются на нескольких опорах и перекрывают несколько пролетов. Неразрезные балки менее металлоемкие по сравнению с разрезными балками, но более сложные при монтаже и чувствительны к неравномерной осадке опор.
Консольные балки – это балки, которые имеют консольный участок.
Типы балок по форме сечения.
Цельные балки – это балки, выполненные из одного профиля. Как правило, используются балки двутаврового сечения.
Сварные балки – это балки, сваренные из стальных листов. Используются при больших нагрузках, когда несущей способности цельных балок недостаточно.
Составные балки – это балки, выполненные из стальных листов с поясными уголками и т.п.
Специальные балки.
В целях уменьшения металлоемкости балок больших пролетов, разработаны специальные типы балок. Металлоемкость этих балок снижается за счет металлоемкости стенки балок. К таким балкам относятся перфорированные балки и гофрированные балки.
Перфорированные балки – это балки, полученные в результате продольного разрезания двутаврового горячекатаного профиля ломаной линией с последующим сдвигом до стыка гребней и сваркой. За счет этого достигается значительное увеличение несущей способности балки. Снижение металлоемкости достигает 20-30%.
Гофрированные балки – это балки, полученные путем сварки поясов произвольного сечения и тонкой гофрированной стенкой.
При проектировании прогонов и балок могут быть полезны следующие типовые серии:
№ п/п | Номер | Наименование | Примечания |
1 | Серия 1.462.3-17/85 | Стальные решетчатые прогоны производственных зданий пролетом 12 м с применением профилей по сокращенному сортаменту металлопроката. Чертежи КМ. | Смотреть |
2 | Серия 1.462.3-22 | Прогоны стальные производственных зданий. | Смотреть |
Узлы металлических балок: основные способы соединения | Быстровозводимое строительство
Узлы металлических балок — это соединение нескольких металлических каркасов. Все основные стыковые создаются только в промышленности, то есть идут только в виде заводских вариантов. Благодаря этому удается заметно увеличивать всю длину изготавливаемой продукции. К тому же узлы могут оказаться различного типа, в том числе их делают с удобством для монтажа. Но они обычно изготавливаются в основной строительной площади.
При помощи них можно выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, создавая одну единственную общую конструкцию. Кроме того, подобные соединительные части обходятся намного дороже, нежели заводские. Обуславливается все это в потребности дополнительных соединительных материалов, то есть монтажных болтов.
Все основные соединения между ними можно использовать и заводские, а также их выполняют при разработке самого изделия в промышленности. Благодаря этому удастся заметно увеличить общую длину всей продукции. Более того, подобные узлы из металлических балок могут быть изготовлены в монтажном варианте. Тогда производство будет осуществляться на самой площади строительных работ. При помощи них можно будет выполнить соединение отдельно стоящих компонентов, объединив их в одну целую конструкцию. Подобные соединительные работы будут стоить немного дороже общей стоимости заводских. В данном же случае требуются такие же монтажные болты, а делаются они по специальному заказу и только в соответствии с балками.
Подобные соединительные части делятся на несколько основных частей. Отличаются они обычно по своей конструкции и могут использоваться при строительстве различных зданий. Изготовление может производиться как в заводском варианте, так и отдельно в строительстве.
Сопряжения со специальными колоннами из стального материала
Опирающаяся конструкция из балок на колонны может быть сделана в виде шарнирного, а также жесткого крепления. Но все же, по возможности следует опирать балки поверх и подавать всю нагрузку только в центральной части профильного каркаса колонны.
Крепеж с боковой стороны
При крепеже с боковой стороны, кроме сжимающего нагружения во всем каркасе возникает основной момент, когда из-за действия данной силой появляется так называемый эксцентриситет, отчего каркас получает большую нагрузку, таким образом, приводит к излишнему расходу металлического каркаса колонны.
Для того чтобы эта нагрузка могла передаваться правильно и только через каждое ребро, тогда необходимо сделать так, чтобы ребра немного выступали от своего уровня, обычно это может составлять от 15 и до 20 миллиметров. Это же ребро же придется немного отстрогать, чтобы после общая нагрузка могла передаться на всю площадь ребра.
Процесс опирания двух балок с верхней части колонн
Таким же образом, как и в предыдущем необходимо:
- опереть их через ребро и довести до головки колонн;
- тут их нужно соединить, совместив между собой и закрепить болтами;
- с верхней части лучше болты не закреплять, если при этом вам не потребуется сделать узел в жестком варианте;
- между ними придется установить соответствующие пластины, чтобы потом лишний раз не пришлось стягивать их вместе.
Помимо этого можно опереть сразу две балки на один оголовок колонны с помощью следующей конструкции
В данной соединительной части главную роль играет балка, расположенная на нижней полкой на самом оголовке каждой колонны.
- Чтобы передавать всю поперечную силу ее придется усилить ребром.
- Ребро дальше крепим так, чтобы при процессе монтажных работ оно оказалось над самой полкой колонны.
- Дальше их необходимо соединить болтами, а также с помощью специальных накладных пластинок (проследите, что вся нагрузка располагалась симметрично).
- Здесь тоже не нужно соединять все балки с верхней части, чтобы не образовался узел.
- Ребра же на колоннах в данном случае не потребуются.
- Между ними лучше всего оставить небольшой проем, размером в 10 или 20 мм.
Шарнирные крепления на колонны с боковой части
При любом креплении с боковой стороны нужно рассчитать все колонны и создать так называемый эксцентриситет. При опирании при помощи шарнирного крепежа нагрузка будет передаваться только через опорное ребро и только на опорный стол. Небольшой столик обычно производят из прочного листового стального материала, но или используют не равнополочного угла. Высота столика может быть определено при условии прочной установки каждого сварного шва. Тут необходимо столик приварить с трех основных сторон. Общую ширину этого столика придется делать с учетом на 20 — 40 мм, немного больше размера балочного ребра.
Общий диаметр всех отверстий создаются на 3 или 4 мм больше диаметральных параметров каждого болта, но только, чтобы она не могла повиснуть на болтах, а наоборот успела прекрасно лечь на данный столик.
При использовании шарнирного опирание ребер в колонну каркаса не потребуется. Между данным ребром, служащим в качестве опоры, а также колонны монтируется металлическая прокладка, толщина, которой не должна превышать 5 мм.
Сопряжение с колоннами в жестком варианте (сварка)
Изготовить жесткую соединительную деталь можно будет только при помощи болтов, но или прибегнуть помощи сварки. Все же болтовой вариант соединения считается более технологичным. Так как в данном случае практически все детали разрабатываются, а также окрашиваются на производстве. При построении каркаса придется их просто установить, а болты потуже затянуть.
Между опорными ребрами, а также колонны придется установить несколько стальных прокладок, чтобы балки и колонны плотно прилегали друг к другу. То есть в данном случае зазора между ними не должно быть.
Максимальное количество необходимых болтов придется рассчитывать только согласно возникающему моменту.
Балка металлическая в строительстве
Балка металлическая относится к особому виду сортового металлопроката и применяется в основном для создания большепролетных конструкций промышленных зданий, что позволяет значительно снизить общую нагрузку на основание строения. Сегодня это одна из важнейших составляющих любых рабочих площадок, подкрановых балок, мостов, перекрытий и других видов металлоконструкций.
Каждый вид этого изделия имеет свои индивидуальные характеристики, что позволяет сделать правильный выбор. Он должен соответствовать требованиям, предъявляемым к техническим характеристикам для возможности создания необходимой конструкции. В современном строительстве балка металлическая широко применяется. Ее выбор осуществляется по таким критериям, как размер стенок, полок и вид.Изготавливается балка металлическая в двух основных видах. Главное отличие заключается в различной форме ее сечения – это тавровая балка и двутавра. Тавровая балка, если посмотреть с торца, напоминает букву «Т», в то время как двутавровая — букву «Н» или сдвоенные перевернутые буквы «Т», за что впрочем, она и получила свое название. Основная область применения обеих — в качестве несущих перекрытий зданий и сооружений различного предназначения.
В строительстве балка металлическая помогает перераспределить нагрузку на несущие конструкции. Они затем равномерно передают ее на фундамент. Балка металлическая представляет собой своеобразный скелет здания, который постепенно наполняется другими конструктивными строительными материалами. Именно поэтому к качеству изготовления этого элемента предъявляются особые требования. Классификация данного вида металлопроката производится на основании технических характеристик:по форме, которую она имеет;
по толщине полок и стенок;
в зависимости от расположения граней полок;
по материалу, который был использован для ее производства.
Кроме этого, металлическая балка различается по назначению и способу изготовления.
Балку можно назвать своеобразным брусом, который имеет самые различные размеры и сечение. Создавалась она специально для возможности распределения нагрузки на несущие конструкции равномерно по всему периметру строящегося здания. В последнее время большое распространение получила металлическая двутавровая балка, которая широко применяется при строительстве путепроводов, мостов, ангаров, складов, не говоря уже об объектах промышленного и гражданского назначения.Немаловажным моментом при осуществлении выбора для проведения строительства является правильный расчет металлической балки. Независимо от материала, типа сечения и вида конструкции ее расчет производится по одному алгоритму. Вначале составляется расчетная схема, затем определяются внутренние усилия. Следующий шаг – по внутренним усилиям подбирается сечение балки и на конечном этапе производится проверка всех полученных результатов. Поверка позволяет увеличить или уменьшить сечение, чтобы достичь оптимальной степени прочности.
Производство сварных металлических балок перекрытия в РБ
Классификация стальных балок
Можно выделить два варианта классификации металлических балок: по статической схеме и по типу сечения.
Балочная клетка
Варианты статической схемы балок
Статическая схема характеризует способ опирания балки на конструкции, воспринимающие нагрузку. От схемы закрепления зависит распределение внутренних усилий в балке, что дает проектировщику возможность корректировать нагрузки в пролетах и на опорах.
Классификация строительных металлических балок по статической схеме разделяет их на однопролетные, т.е. разрезные, многопролетные или неразрезные, и консольные балки.
- Разрезные балки легче изготовить и удобно монтировать. В эксплуатации они отличаются большой надежностью. Минусом однопролетных балок является больший расход стали в сравнении с неразрезными.
- Многопролетные балки используют при прочных основаниях т.к. неравномерные осадки опор повлияют на распределение нагрузок, действующих на балку. Увеличение длины делает неразрезные балки восприимчивыми к изменению температур.
- Консольные балки подразделяют на: разрезные и неразрезные. Выгода консоли в том, что она позволяет снизить нагрузку в пролетах. Применение консольных балок перекрытия для строительства зданий позволяет уменьшить расход материал стали.
Статические схемы балок
Типы сечений стальных балок
По типу сечения выделяют прокатные и составные балки. Основными критериями, влияющими на выбор разновидности сечения, являются длина пролета и величина нагрузки. Составные балки бывают сварными, клепанными и болтовыми. При строительстве быстровозводимых зданий прокатные балки позволяют экономить время и ресурсы. Но ограниченный перечень сортамента не дает возможности применять их при больших нагрузках. В строительных проектах, когда необходимы несущие элементы, обладающие жесткостью и повышенной несущей способностью большей, чем у прокатных профилей, задействуют составные балки.
Сечения металлических балок
Балка с перфорированной стенкой
Также, в строительстве применяются тонкостенные балки, балки из гнутых профилей, прессованные и бистальные балки (балки, сваренные из двух разных марок стали).
Сварные и составные сечения балок
Получить консультацию по технологическим вопросам, узнать сроки изготовления и стоимость производства за тонну опор и колон из металлопроката для навесов, одно- и многоэтажных каркасных зданий из металлоконструкций по чертежам строительных проектов и размерам типовых серий вы можете по телефону: