Опирание деревянной балки на кирпичную стену. Заделка балок перекрытия в стены

В зависимости от типа дома следует выбирать и конкретный вид перекрытия. К примеру, в одноэтажных домах с полами по грунту устраиваются только чердачные перекрытия. В домах со вторым этажом или, мансардой, а также при наличии подвала, устраивают междуэтажные перекрытия, которые несут более высокую полезную нагрузку. В садовых домиках для цокольных и чердачных перекрытий часто применяют деревянные балки и настилы. Этот тип перекрытий иногда используют и при строительстве небольших одноэтажных жилых домов. В более капитальных домах перекрытия устраивают из сборного или монолитного железобетона. Нагрузки на перекрытия жилых домов складываются из расчетной временной нагрузки, то есть, от массы мебели, оборудования, находящихся в помещении людей и т.д. и расчетной постоянной. При этом особое внимание следует уделить нагрузкам от устанавливаемого сантехнического оборудования (котлы, ванны и т.д.), нагрузку под которые считают отдельно. Под расчетной постоянной нагрузкой понимают собственный вес конструкции, и зависит она от типа перекрытия, утеплителя и т.д. Для чердачных перекрытий за расчетную временную нагрузку обычно принимают 1050 Н/м 2 , а для цокольного междуэтажного перекрытия — 2100 Н/м 2 .

Привлекательность деревянного перекрытия в том, что оно отличается простотой устройства, имеет хорошие теплоизоляционные характеристики.

Установка балок перекрытия. Основа любого деревянного перекрытия - балки, опирающиеся на несущие стены (рис. 1). При этом балки должны отвечать предъявляемым им требованиям в части несущей способности. Изготавливают балки из кругляка, обработанного на четыре канта, бруса или досок толщиной 60-80 мм и установленных на ребро. Допускается установка спаренных досок толщиной 50 мм, которые «сшивают» между собой гвоздями или металлическими скобами. При больших пролетах среднюю часть балок опирают на внутренние стены, снижающие вероятность прогиба.

Рисунок 1. : А - при глухой заделке в наружные стены; Б - при открытой заделке в наружные стены; В - то же, во внутренние стены; 1 - деревянная балка; 2 - изоляция толем на мастике; 3 - анкер; 4 - накладка; 5 - заделка раствором

Укладку балок ведут «маячным» способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные Правильность положения крайних балок выверяют уровнем или ватерпасом, а промежуточных - рейкой и шаблоном. Балки выравнивают, подкладывая под их концы, просмоленные обрезки досок разной толщины. Не следует подтесывать концы балок или подкладывать под них случайные щепки.

В бревенчатых или брусчатых стенах балки перекрытия врубают в верхние венцы, а в каркасных устанавливают на горизонтальные обвязки и прибивают гвоздями. В каменные стены деревянные балки заделывают торцами, обрезанными под углом 60-80° и концы их (за исключением торцов) осмаливают или обивают толем. При толщине кирпичных стен до 2-х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливают цементным раствором. Иногда вместо этого концы балок утепляют деревянными коробами, предварительно просмолив их. В толстых стенах (2,5 кирпича и более) концы балок не прикрывают, оставляя вентиляционные продушины. Это предохранит концы балок от конденсации влаги. Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляют анкером. Анкеры крепят к балкам с боков или снизу и заделывают в кирпичную кладку. Варианты опирания концов балок перекрытия показаны на рис. 2. Допустимые сечения балок перекрытия в зависимости от длины пролета представлены в табл. 1.

Рисунок 2. : 1 - балка; 2 - щит перекрытия; 3 - отверстие диаметром 6 мм; 4 - металлический анкер; 5 - гвозди; 6 - два слоя толя (рубероида); 7 - подшивка потолка; А - заделка при помощи металлического анкера

Таблица 1. Допустимые значения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м 2

Балки и ригели в районе дымовых труб должны располагаться на расстоянии не менее 38 см от дыма. Это расстояние иногда уменьшают до 25 см, но при этом между деревянными конструкциями и кирпичной кладкой дымовой трубы устанавливают теплоизоляционную прокладку из листового асбеста. Допускается вместо асбестовой прокладки применять войлок, пропитанный глиной.

Простое балочное перекрытие устраивают для нежилых помещений, так как шумопоглощающие и теплоизоляционные свойства такого перекрытия довольно низкие. Суть перекрытия состоит в том, что между отдельными балками нашивают настил из досок, служащий полом чердака. Расстояние между балками обычно лежит в пределах 80-90 см. При больших пролетах под балки устанавливают дополнительные стойки (рис. 3).

Рисунок 3. : 1 - прогон; 2 - подушка; 3 - болт; 4 - шип; 5 - подкосы; 6 - столб

Перекрытие из брусьев или бревен коротышей устраивают на небольших (до 4 м) пролетах (рис. 4). Для этого в стенах оставляют гнезда шириной 8-15 см, в которые вставляют брусья одинакового сечения и плотно подгоняют их друг к Другу. Между собой брусья скрепляют длинными гвоздями, которые забивают с боковых сторон. При подборе брусьев, следует следить за тем, чтобы их боковые стороны плотно прилегали друг к другу без щелей и зазоров. На рис. 5 показана конструкция перекрытия на лагах. Потолок можно подшивать одним из видов листовых материалов, которые в большом ассортименте выпускает современная промышленность.

Рисунок 4.: 1 - пароизоляция; 2 - термоизоляция; 3 - ходовая доска; 4 - облицовка балок; 5 - подшивка потолка; 6 - накат облицовка

Рисунок 5.: 1 - пароизоляция (толь, бумага, смазка); 2 - термоизоляция; 3 - накат; 4 - ходовая доска; 5 - подшивка потолка; 6 - балка; 7 - лага

Перекрытия с засыпкой устраивают для жилых домов. Этот тип перекрытий более полно отвечает звукоизоляционным и теплосберегающим требованиям (рис. 6). Начинают его делать с укладки балок, пространство между которыми заполняют накатом в виде сплошного настила из досок или щитов. По накату настилают слой толя или пергамина, по которому укладывают теплоизоляционный материал. В качестве теплоизоляционного материала может применяться минеральная вата, гранулированный шлак, перлит, керамзит или другой вид утеплителя, свойства, которых мы уже рассматривали. Подшивной потолок делают из древесноволокнистых или древесностружечных плит, отделочной доски или гипсокартонных плит.

Рисунок 6. : 1 - внутренние доски; 2 - пароизоляция; 3 - обшивка; 4 - засыпка

Перекрытия, как известно, могут быть плитными, а могут быть балочными. Первый вариант, конечно, очень надёжен, только вот требует немалых вложений, в том числе и для найма грузоподъёмной техники.

При возведении одно- или двухэтажного частного дома – в том числе и кирпичного, такой прочности вовсе не требуется. К тому же, это лишняя нагрузка на стены и фундамент, поэтому в малоэтажном строительстве в основном устраивают балочные перекрытия.

У тех, кто строит дом своими руками, возникает при этом логичный вопрос: «Как осуществляется опирание деревянной балки на кирпичную стену?». Разбираться в данной теме, мы будем с помощью видео в этой статье.

Деревянные балки и требования к ним

В принципе, балочные перекрытия тоже могут быть разными: железобетонными, металлическими, либо деревянными. Первые два варианта не уступают по техническим характеристикам плитным перекрытиям, но они достаточно сложны для исполнения, и поэтому в частном строительстве практически не используются. А вот деревянные балки — совсем другое дело!

Итак:

• Несмотря на кажущуюся простоту, здесь тоже есть масса нюансов, которые необходимо соблюсти. Прежде всего, следует правильно выбирать пиломатериал. Чаще всего для этой цели используют твёрдую древесину хвойных пород: лиственницу, сосну, ель, кедр. Цена здесь не имеет никакого значения – просто балки из хвойных пород лучше всего работают на изгиб.

• Есть, конечно, поборники лиственной древесины, которые утверждают, что и осина с берёзой прекрасно справляются с такой задачей. Только вот строительные нормы рекомендуют вообще все несущие деревянные конструкции — а не только балки перекрытия, изготавливать из хвойного пиломатериала. Твёрдые породы лиственной древесины, годятся лишь для соединительных деталей (нагелей, шкантов, и т.д.).
• Брус для перекрытия можно, и даже предпочтительно, использовать строганый, а не клееный. Он должен быть хорошо просушен и обработан перед монтажом огнебиозащитным составом. В отапливаемых зданиях, цельные балки должны монтироваться без пересечения со стенами и перегородками, а конструкция перекрытия, как таковая, должна гарантировать им хорошую вентиляцию.

• Глухая (монолитная) заделка балок в стены не допускается – их укладывают в гнёзда, и обязательно на амортизирующие прокладки из лиственной древесины. Концы балок, монтируемых с помощью металлического крепежа, должны быть защищены влагонепроницаемым слоем, так как при образовании конденсата, коррозия металла может повлечь за собой и коррозию древесины.

Но прежде, чем приступить к монтажным работам, несущие элементы перекрытия нужно рассчитать. Поэтому далее вашему вниманию будет предложена инструкция по подбору сечения балок и определению шага их установки.

Размеры балок и способы их монтажа

Итак, вам необходимо определить, сколько всего балок требуется установить, и какого размера в сечении они должны быть. Прежде всего, необходимо замерить величину пролёта перекрытия, и, определившись с глубиной их закладки в стены, рассчитать эксплуатационные нагрузки.

Итак:

• Длина балок зависит от варианта их крепления . Если концы будут закладываться в стену, то получить их длину можно путём сложения величины пролёта, и удвоенной глубины заложения балки (на два торца). В блочных и кирпичных домах, глубина гнёзд для закладки балок составляет не менее 10-15 см, что зависит от их размера.

• Если балки будут крепиться к стенам с использованием металлических хомутов или консолей, то их длина соответствует расстоянию между параллельными стенами . Тут многое зависит от того, где именно обустраивается перекрытие: над подвалом, между этажами, или на чердаке. Иногда, при обустройстве чердачных перекрытий, балки выпускают наружу, за пределы стен, монтируя к ним стропильные ноги.
• Это один из способов формирования свеса кровли . В другом варианте, балки бесчердачного перекрытия могут монтироваться непосредственно к мауэрлатному брусу – что мы и видим на фото снизу. Естественно, длина балок при одинаковом пролёте, в таких ситуациях будет разной, и при расчёте составляющих элементов перекрытия, все эти нюансы должны быть учтены.

Обратите внимание! Максимальная длина балок из бруса или обрезной доски, составляет 6м. Если нужно перекрыть пролёт большего размера, лучше отдать предпочтение металлическим двутавровым балкам, или уже вместо балок придётся использовать деревянные фермы. Но вообще, для деревянного перекрытия и шесть метров многовато – самый оптимальный вариант – пролёт в пределах 3-4м.

Нагрузки

Нагрузка, которую воспринимает перекрытие, складывается из двух составляющих: собственный вес конструкции, и эксплуатационная нагрузка (люди, мебель, оборудование). Подсчитать её можно по упрощённой схеме.

Например, собственный вес чердачного перекрытия с лёгким минераловатным утеплителем, традиционно составляет 50 кг/м2.

Итак:

• По нормам, эксплуатационная нагрузка для нежилого чердака, в котором не складируются вещи, составляет не более 70 кг/м2. Она умножается на коэффициент запаса, принимаемый как 1,3, и суммируется с постоянной нагрузкой. После всех манипуляций, в итоге получается 130 кг/м2. Эту цифру требуется округлить в большую сторону — то есть, до 150 кг/м2.

• Но для утепления чердака может использоваться и более тяжёлый материал, например, керамзит – и естественно, его вес нужно тоже учитывать. Картина резко меняется, если чердак превращается в жилую мансарду. В этом случае, нормативная эксплуатационная нагрузка составляет уже не 70, а 150 кг/м2.
• Сюда нужно прибавить ещё и вес монтируемого в нижнем помещении подвесного потолка, и закладываемых в него инженерных коммуникаций — а это ещё, как минимум, 15-25 кг. Учитывать следует и вес напольного покрытия, и вес зонирующих перегородок, если таковые будут возводиться в верхнем помещении.

Все дополнительные нагрузки, должны быть приплюсованы к нагрузке нормативной, а вот собственный вес перекрытия, и коэффициент запаса принимаются те же. Расчёт нагрузок производится аналогично, по той же формуле, о которой было сказано выше.

Идеальный вариант, если цокольное и междуэтажное перекрытие будет рассчитано на 400кг/м2 – тогда оно с лёгкостью выдержит и массивную мебель, и фортепиано, и наплыв гостей.

Сечения

После того, как вы рассчитали длину балок и воспринимаемые ими нагрузки, можно приступать к подбору сечения. Удобнее всего для этой цели использовать брус прямоугольного сечения – при этом оптимальным считается соотношение сторон 1,35:1.

Так как в конструкцию перекрытия закладывается плитный утеплитель, то ориентироваться нужно по его толщине, плюс небольшой вентиляционный зазор.

• Шаг между балками, опять же должен быть соотнесён с размером теплоизоляционных плит, только теперь с их шириной. Но если быть более точными, то скорее наоборот, утеплитель подбирается под конструкцию перекрытия. Расстояние между балками и их сечение, можно подобрать по такой вот таблице, которую мы приводим далее.

Это упрощённый способ подбора, поэтому не стоит забывать, что страховка никогда не мешает. Поэтому всегда лучше увеличить запас, и все значения округлять в большую сторону.

Шаг между балками определяется с таким расчётом, чтобы крайний брус оказался не вплотную к стенам или мауэрлату, а между ними оставалось расстояние не менее 20 см.

Нюансы установки

Мы уже говорили о том, что монтаж балок может производиться двумя способами: путём закладки в специально предусмотренные в кладке гнёзда, и креплением хомутами, либо другими металлическими приспособлениями.

Итак:

• Рассмотрим первый способ. Для этого концы потолочного бруса нужно подрезать под углом 60 градусов, и обработать их битумной мастикой или любым другим гидрофобным составом, а затем ещё и обернуть их рулонным материалом: пергамином или рубероидом.

• Перед установкой балки, около задней стенки монтажного гнезда, укладывают кусок пенопласта или другого утеплителя — под балкой обязательно должна быть деревянная прокладка. Потолочный брус закладывают в гнёзда так, чтобы между его торцом и задней стенкой гнезда, оставалось ещё несколько миллиметров зазора.
• Очень удобен способ монтажа балок перекрытия на металлическую консоль, и на схеме, приведённой выше, показан узел её опирания. И ещё, обратите внимание, что для надёжности между балками монтируются поперечины, соединяемые с ними посредством металлических уголков.

Получается своеобразный каркас, который снизу подшивается доской или гипсокартоном. Затем, со стороны верхнего помещения, в него закладывается «начинка»: пароизоляция и утеплитель, после чего сверху балок монтируют жёсткий листовой материал: плиты OSP, ЦСП, фанеру, ДСП. Далее обустраивается напольное покрытие верхнего этажа – но это уже совсем другая тема.

6.2.1 Каркас перекрытия состоит из прогонов (главные балки), балок перекрытия (второстепенные балки), обвязочных балок (балки, встраиваемые в несущие стены и располагаемые между обвязками каркаса стен или на фундаментной стене).

Прогоны при двухпролетной схеме опираются одним концом на стеновой каркас или фундаментную стену, другим - на колонну (в подвале), на деревянную стойку или на несущую внутреннюю стену. Возможно применение неразрезных прогонов (на два или более пролетов между опорами).

Балки перекрытия опираются на прогоны (сверху или сбоку - на черепные бруски или полки) или на внутренние стены. Крайние балки прикрепляются к обвязочным балкам, через которые нагрузка передается на каркас стен. При опирании балок перекрытия на внутренние стены прогоны не предусматриваются.

Жесткость балочного перекрытия обеспечивается путем подшивки потолка и устройства черного пола из жестких листовых или плитных материалов, а также путем раскрепления балок жесткими связями.

Балки и прогоны разделяют внутреннее пространство перекрытия на замкнутые ячейки и выполняют функции противопожарных диафрагм.

6.2.2 Предусматривается применение балок из цельных пиломатериалов и прогонов составного сечения из сбитых гвоздями досок. В перекрытии, опирающемся на фундаментные стены, в домах высотой не более двух этажей могут применяться также стальные прогоны.

6.2.3 Стальные прогоны должны изготовляться из стального проката двутаврового сечения, соответствующего техническим требованиям ГОСТ 27772.

Минимальные размеры сечения и максимальные пролеты прогонов из двутавровой стали должны определяться на основе расчета. Также на основе расчетов должны устанавливаться минимальные размеры сечения и максимальные пролеты балок, конструкция которых отличается от установленной в данном Своде правил (например, балок комбинированного двутаврового сечения с полками из пиломатериалов и стенкой из древесноволокнистой плиты).

6.2.6 Деревянные прогоны составного сечения

6.2.6.1 Деревянные прогоны составного сечения должны изготовляться из отдельных деревянных элементов (досок) толщиной не менее 38 мм, установленных на ребро и сбитых гвоздями в соответствии с . Соединения элементов прогонов (отдельных досок) не должны совпадать с соединениями в смежных элементах (устраиваться "вразбежку"). При этом в одном сечении прогона допускаются соединения не более половины элементов.

"Рисунок 6-1 - Деревянные прогоны составного сечения"

6.2.6.2 Соединение прогонов составного сечения встык должно располагаться над опорой. Допускается использовать неразрезные прогоны (на 2 или более пролетов). Элементы таких прогонов (отдельные доски) должны соединяться встык на расстоянии четверти пролета от опоры +-150 мм в соответствии с . Элементы прогона, соединяемые на расстоянии четверти пролета от одной опоры, должны быть непрерывными над соседней опорой.

"Рисунок 6-2 - Стыки досок в неразрезных прогонах составного сечения"

6.2.6.3 В пределах любого пролета в любом элементе прогона составного сечения не должно быть более одного стыкового соединения.

6.2.7 Стальные прогоны

6.2.7.2 Стальные прогоны должны быть предварительно загрунтованы антикоррозионными составами.

6.2.8 Опирание прогонов и балок перекрытия

6.2.8.1 При опирании прогонов и балок перекрытия на каменную кладку опорные площадки под прогонами и балками должны быть достаточного размера для восприятия передаваемой нагрузки. Длина площадки опирания прогонов на каменную кладку или бетон должна быть не менее 89 мм, балок перекрытия - не менее 38 мм. Длина площадки опирания прогонов и балок, прибиваемых по торцам к обвязочным балкам, на деревянные элементы каркаса стен должна быть не менее 38 мм.

6.2.8.2 Концы прогонов и балок нижнего перекрытия (перекрытия над подвалом) должны либо заделываться в бетонную или каменную фундаментную стену в соответствии с , либо прикрепляться к нижним обвязочным балкам, установленным на опорную доску, уложенную на фундаментную стену (). Второй вариант предусматривается в случаях, если расчет ветровой нагрузки приводит к выводу о необходимости анкерного закрепления каркаса дома на фундаменте. Возможны другие варианты закрепления элементов каркаса нижнего перекрытия на фундаментных стенах (см. примеры на ).

6.2.8.3 Элементы деревянного каркаса перекрытий, опирающиеся на бетон или кладку, рекомендуется изготовлять из обработанных антисептиками пиломатериалов. Допускается применять не обработанные антисептиками пиломатериалы при соблюдении указанных на , а требований к заделке концов всех прогонов и балок, низ которых расположен выше уровня земли. В тех случаях, когда низ прогонов и балок из не обработанных антисептиками пиломатериалов находится на уровне или ниже уровня грунта, у их торцов, заделываемых в каменную кладку или бетон, должны оставляться незаполненные воздушные зазоры шириной не менее 10 мм, а опорная поверхность балок и прогонов должна быть отделена от бетона или кладки гидроизоляционным материалом (). Во всех случаях использования не обработанных антисептиками пиломатериалов наружные поверхности стен из бетона или кладки должны быть изолированы от проникновения влаги.

6.2.8.4 Нижняя опорная доска сечением не менее 38 х 88 мм должна укладываться на фундаментную стену по уровню на слой строительного раствора или на уплотняющую прокладку из герметизирующего материала. Опорная доска должна крепиться к фундаментной стене анкерными стальными болтами диаметром не менее 12 мм по ГОСТ 1759.0. Анкерные болты должны размещаться с шагом, определяемым по расчету, но не более 2,4 м, закрепляться на нижней обвязке каркаса с помощью гаек и шайб и заделываться в фундамент на глубину не менее 100 мм ().

6.2.8.5 Балки и прогоны междуэтажных перекрытий опираются на верхние обвязки каркаса несущих стен. К их торцам прибивают обвязочные балки таким образом, чтобы наружная грань обвязочной балки находилась в одной плоскости с наружной стороной каркаса стены (см. пример на ).

6.2.8.6 Опирание балок перекрытий на прогоны может осуществляться либо по верху прогонов (), либо путем их прикрепления к боковым граням прогонов. Первый из этих вариантов применяется в основном в перекрытии над подвалом, когда концы прогонов заделываются в каменную или бетонную фундаментную стену. При этом стыки балок перекрытия устраиваются внахлест. Для междуэтажных и чердачных перекрытий предпочтителен второй вариант опирания балок.

6.2.8.7 При креплении балок к боковой поверхности деревянных прогонов описание осуществляется либо на металлические угловые накладки, либо на деревянные опорные бруски, прибитые гвоздями к боковой поверхности прогонов. Варианты крепления балок к боковой поверхности прогонов указаны на .

6.2.8.8 При креплении деревянных балок к стальным прогонам они должны опираться на нижнюю полку прогона или на подкладной брусок сечением не менее 38 х 38 мм, прикрепляемый к стенке прогона болтами диаметром 6 мм с шагом 600 мм ().

Балки должны соединяться над прогоном с помощью соединительного бруска сечением не менее 38 х 38 мм и длиной не менее 600 мм для описания черного пола над прогоном. Между этим бруском и верхней поверхностью прогона должен оставляться зазор не менее 10 мм (на случай усадки деревянных балок).

6.2.8.9 Балки перекрытия, опирающиеся на стальные прогоны, должны удерживаться от скручивания и коробления забивкой у каждого конца балки гвоздей под углом, загибаемых за полку прогона, либо устройством непрерывной обвязки из досок по низу балок у опор, либо созданием системы вертикальных перекрестных связей между балками в соответствии с .

6.2.9 Связи между балками

В остальных случаях между балками перекрытия должны устраиваться либо горизонтальные связи, либо вертикальные связи, либо одновременно горизонтальные связи у опор и вертикальные связи в пролете балок. Способы раскрепления балок указаны на .

6.2.9.2 Требования к пролетам и размерам сечения балок для случая, когда подшивка потолка не предусматривается, указаны в приложения Б, а когда подшивка потолка предусматривается по деревянной обрешетке из досок - в приложения Б. составлена с учетом того, что обрешетка устроена из досок сечением не менее 19х89 мм с шагом не более 600 мм (по осям) или сечением не менее 19х64 мм с шагом не более 400 мм (по осям), а подшивка выполнена из материалов, указанных в .

1. иметь сечение не менее 19 х 64 мм и прибиваться гвоздями к низу балок;
2. располагаться на расстоянии не более 2100 мм от каждой опоры балок и от других рядов связей;
3. прибиваться концами к крайним балкам в ряду или к опорным доскам по верху фундаментных стен.

6.2.9.5 При одновременном применении для раскрепления балок горизонтальных и вертикальных связей (наиболее надежный вариант) это раскрепление должно включать связи по , располагаемые вблизи опор, и по , располагаемые в пролете балок.

6.2.10 Консольные балки перекрытия

6.2.10.1 В случаях, когда консольная часть балок перекрытия, несущих нагрузку от крыши, не превышает 400 мм, при вылете консоли до 600 мм включительно сечение балок должно быть не менее 38 х 235 мм; при вылете консоли более 600 мм сечение балок должно определяться расчетом.

6.2.10.2 Сечение балок, консольные части которых несут нагрузку не только от крыши, но и от других этажей, должно определяться расчетом.

6.2.10.3 Консольные балки, перпендикулярные балкам перекрытия, должны заводиться внутрь перекрытия на расстояние не менее шести длин консоли и прибиваться гвоздями к внутренней сдвоенной балке перекрытия ().

6.2.11 Устройство проемов в перекрытии

6.2.11.1 При наличии в перекрытии проема длиной (перпендикулярно балкам перекрытия) более 1,2 м балки, ограничивающие проем в этом направлении, должны быть двойными. При длине проема более 3,2 м требуемое сечение этих балок должно определяться расчетом ( .

Таблица 6-1

Представлены шесть схем классических конструктивных решений в вопросе опирания несущих металлических балок перекрытий на кирпичные стены строений. ● Проект зданий включает в себя процесс конструирования балочных перекрытий, связанный со множеством математических вычислений – расчёт монтажных соединений, компоновка опорных узлов балок, подбор сечений отдельных элементов, которые призваны обеспечивать работоспособность узлов.

● Выбор одного из представленных вариантов должен исходить из величины опорного давления под концом балки – т. е.

опорная реакция являетсяосновополагающим фактором при выборе решения. Стальные балки перекрытия должны не просто быть уложены на несущие кирпичные стены, а должны опираться через железобетонныеили стальные распределительные подушки. В число основных задач этих подушек входят:

– выравнивание давления под концами балок; – предотвращение местного разрушения кирпичной кладки под опорными участками балок.

● Первые четыре узла (из шести) предполагают шарнирный способ опирания балок непосредственно на кирпичную стену через слой раствора толщиной в 15 мм. Опорное давление передаётся на кирпичную кладкучерез опорные металлические плиты толщиной 20 мм. Размеры опорных плит выбираются с таким расчётом, чтоб среднее давление под ними – т.

е. на площади сжатия – не было больше величины расчётного сопротивления кирпичной кладки на жёстком цементном растворе. Несущая кирпичная стена должна быть выполнена из полнотелого кирпича с хорошими характеристикамипо прочности.

Если величина опорного давления превышает 10 тонн, то необходимая толщина железобетонной распределительной подушки уже должна составлять не менее 100 мм., причём сама подушка должна быть снабжена двумя армирующими сетками. В этом случае опорные узлы металлических балок должны быть обязательно жёсткими и категорически не допускается опирание балки перекрытийсразу на кирпичную стену. Руководством в этом вопросе являются требования СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции.

● Узел опирания №1 шарнирный . Толщина кирпичной стены b=380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,6 т.

● Узел опирания №2 шарнирный. Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,7-3,0 т.

● Узел опирания №3 шарнирный. Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=3,1-5,0 т.

● Узел опирания №4 шарнирный. Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=5,1-7,0 т.

● Узел опирания №5 жёсткий. Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=10,1-18,0 т.

● Узел опирания №6 жёсткий. Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=18,1-20,0 т.

Во всех узлах все фрикционные соединенияэлементов выполняются на анкерных болтах класса точности В, с классами прочности 5.8 и 8.8.Во всех узлах катеты всех угловых швовследует принимать по наименьшей толщине свариваемых элементов. Минимальны значения указаны в таблице 38 СНиП II-23-81* Стальные конструкции.●Если в процессе эксплуатации строения будут иметь место какие-либо динамические нагрузки, то все элементы и детали узлов опиранияв обязательном порядке должны быть проверены расчётом на выносливость.В настоящей статье рассмотрены схемы классических конструктивных решений узлов опирания несущих металлических балок перекрытий (покрытий) на кирпичные стены зданий. Использование данных схем при конструировании балочных перекрытий избавит проектировщика от множества рутинных вычислений, связанных с компоновкой опорных узлов балок, подбором сечений отдельных элементов (обеспечивающих работоспособность узлов) и расчетом их монтажных соединений.Принятие решения о выборе одного из предложенных ниже вариантов конструктивного исполнения узлов опирания балок на стены производится исходя из величины опорной реакции (опорного давления под концом балки).Согласно требованиям действующих норм, стальные балки должны опираться на несущие каменные стены через стальные или железобетонные распределительные подушки, основной функцией которых является выравнивание давления под концами балок и предотвращение местного смятия кладки (локального разрушения кладки под опорными участками балок от смятия).Узлы №№1, 2, 3, 4предусматривают шарнирноеопирание балок непосредственно на кирпичную кладку стен через слой цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм.

Опорное давление под заделанным в стену концом балки передается на кладку через опорные металлические плиты толщиной 20 мм, размеры которых назначены таким образом, чтобы среднее давление под плитой (в пределах площади сжатия) не превосходило минимально допустимую нормами величину расчетного сопротивления кладки при условии, что кладка выполнена из полнотелого керамического кирпича нормальной прочности на жестком цементном растворе.В случае, если величина опорного давления превышает 100 кН (≈10 тонн), то тогда, в соответствии с требованиями СНиП ll-22-81*, необходимо устройство железобетонной распределительной подушки толщиной не менее 100 мм, армированной двумя сетками по расчету (опирание несущей стальной балки перекрытий непосредственно на кирпичную кладку стен в этом случае не допускается). При этом опорные узлы балок выполняются жесткими– см. Узлы №№4, 5.

Узел №1 (шарнирный)Толщина кирпичной стены b=380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,6 т.

Узел №2 (шарнирный)Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,7 - 3,0 т.

Узел №3 (шарнирный)Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=3,1 - 5,0 т.

Узел №4 (шарнирный)Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=5,1 - 7,0 т.

Узел №5 (жесткий)Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=10,1 - 18,0 т.

Узел №6 (жесткий)Толщина кирпичной стены b>380 мм.

Предельное значение опорной реакции R=18,1 - 20,0 т.Примечания (важно!!!):Все фрикционные соединения элементов (во всех узлах) выполняется на анкерных болтах класса точности В, классов прочности 5.8 и 8.8. Допускается также использование высокопрочных болтов.Катеты всех угловых швов (во всех узлах) принимать по наименьшей толщине свариваемых элементов, но не менее значений, указанных в таблице 38 СНиП II-23-81*.В случае, если режим эксплуатации здания характеризуется наличием динамических нагрузок, - все элементы и детали узлов должны быть проверены расчетом на выносливость.Марка стали всех металлических элементов и деталей узлов принимаются по таблице 50х СНиП II-23-81*, как для конструкций 2-ой группы (при отсутствии динамических, вибрационных и подвижных нагрузок).Опирание кирпичных столбов - важный элемент в технологии кирпичного строительства небольших зданий с несущими наружными стенами. Столбы опираются на узлы в фундаменте и выкладываются из качественного полнотелого кирпича с использованием раствора высокой прочности. Самая малая площадь сечения несущего кирпичного столба должна составлять 510 х 380 мм.Виды кирпичей для кладки столбов.Если здание небольшое и высота столбов до 5 м, допускается площадь сечения 380х380 мм.

Для возведения более высокой кирпичной кладки обязательно ее армирование, которое увеличит ее несущие качества и обеспечит надежное крепление к стенам. Чтобы равномерно распределить давление конструкции, используется узел опирания - железобетонная плита, уложенная под основание столба.Опирание кирпичных столбов требует точного расчета, так как столбы под сильным давлением способны разрушаться, особенно от боковых нагрузок. В технологии современного строительства предлагаются следующие подходы, усиливающие изготавливаемую конструкцию:внутреннее усиление наружных столбов;внешнее (наружное) усиление.

Кладка столбов из кирпича

Кирпичные столбы.

Стандартные столбы из кирпича при малоэтажном строительстве имеют в сечении квадрат или прямоугольник. Выкладываются они по трехрядной системе с перевязкой швов.

Крепление других видов обычно не используются: перевязка через несколько рядов (более трех) не гарантирует того, что кладка будет монолитной и прочной, а кладка с перевязкой через один ряд требует больших трудовых затрат. Точность заложенных углов будущего столба проверяют с помощью угольника из дерева, правильность расположения горизонтальных рядов с помощью правила или уровня два раза или чаще на каждом уровне (через 100-120 см). При отклонении поверхности кладки от горизонтали на допустимую величину, такой недостаток устраняется при выкладывании следующих рядов.

Соответствие поверхностей угловых стен вертикали проверяют с помощью уровня и отвеса два раза или чаще (через каждый метр). Все допустимые несоответствия поверхностей вертикали устраняют в дальнейшем, при выкладывании яруса или этажа. Обязательной является проверка толщины швов.

Внутреннее усиление наружных столбов из кирпича

Прочность столба из кирпича достигается комплексным использованием технологий установки арматуры из металла и заливки бетоном. В строительстве обязательно внутри конструкции из кирпича закладывается профильная труба или швеллер, арматурные материалы. По современным технологиям строительства столбов из кирпича, арматура из металла, устанавливается в одно и то же время с заливкой и бетонированием фундамента.

Установленная одновременно с фундаментом металлическая арматура впоследствии скроется кладкой из кирпича, а в полое пространство внутри столба будет заливаться раствор из бетона. Важными требованиями к этому раствору являются его пластичность и жидкость, которые позволяют затем уплотнить его с помощью вибратора. Описанный способ считается самым надежным и технологичным в процессе внутреннего усиления кирпичных столбов.

Наружное усиление кирпичных столбов

Решение усилить столб из кирпича снаружи не всегда оказывается правильным.

Иногда быстрее, проще и выгоднее выложить кирпичную конструкцию заново. Тогда столб можно выложить на качественном растворе, надежно усилить изнутри. Единственная сложность при возведении столба заново - необходимость для этого снять давящую на него нагрузку.

Если подобный способ усиления нельзя реализовать, устраивается так называемая обойма, которая выполняется и монтируется из 4 металлических уголков, надевающихся на угловые поверхности столба в форме стоек. Эти приспособления нужно стянуть прутом круглой формы, уголком или арматурой, что значительно увеличивает ее прочность.

Вместо обоймы из металла можно использовать обойму из железобетона. Чтобы ее установить, вокруг столба необходимо сварить каркас из арматуры или арматурных сеток. При наружном усилении толщина каркаса из железобетона составляет 4-5 см и более.

При опирании деревянной балки на кирпичные столбы нужно защищать стык балки и кладки от проникновения в него сырости.

Частички воды, содержащиеся в теплом сыром воздухе, при попадании внутрь холодной стены в гнездо балки образуют конденсат, увлажняющий балочную древесину и вызывающий ее постепенное гниение. По этой причине края деревянных балок, примыкающие к стене, необходимо обрабатывать антисептиком и герметизировать двухслойным рубероидным покрытием (без оклейки рубероидным покрытием торцовой части балок).

Опирание балки выполняется с соблюдением следующих правил: глубина полости для установки балки на кирпичную стену должна на 2-3 см быть больше площади балочного конца. Глубина обычно балочного гнезда составляет 18 см, балку вводят в балочное гнездо на 12-15 см, благодаря трехсантиметровому пустому промежутку дерево балки не касается стены, а водяные пары выводятся наружу через торцовую часть балки, не оклеенную рубероидным покрытием.

Когда все балочные перекрытия установлены, все пустоты в гнездах заливают раствором, что защищает стык от проникновения воздушных масс и воздействия сырости и делает деревянное перекрытие надежным.

Армирование кирпичных столбов

Кладку кирпичных столбов следует выполнять с перевязкой по системе профессора Л.И.Онищика. Эта технология перевязки включает возможность совпадения швов по вертикали в 3 соседних рядах кладки, но абсолютно не допускает применения обрубленного кирпича (3/4).

Установка арматуры поперек, то есть в швы кладки, проходящие горизонтально, обеспечивает увеличение несущих характеристик кирпичных столбов. При таком методе используется сетчатая арматура от 3 до 8 мм в диаметре.

Важнейшим элементом при строительстве любого дома является перекрытие.

Конструкция перекрытия может быть основана на применении балки и плиты, которые, в свою очередь, могут быть деревянными, металлическими, бетонными. Особый интерес представляет специфика установки перекрытий на кирпичную стену, так как строительство именно кирпичных домов очень распространено. Опирание балки на кирпичную стену или, соответственно, опирание плиты на кирпичную стену является важнейшим фактором надежности и безопасности всего перекрытия.

Выбор конструкции опоры зависит от материала, глубины заделки, крепления (анкеровки) в стене.

Основным характерным признаком опирания конструкции на кирпичную стену является возможность достаточно свободного деформирования концов балки при ее прогибе. Безопасность и надежность конструкции могут быть достигнуты только при обеспечении правильной связи балки со стеной, исключающей опасные напряжения в материале даже при воздействии экстремальных температурных режимов. При выборе конструкции опоры в полной мере учитываются материал, глубина заделки, крепление (анкеровка) в стене.

Материал и конструкция перекрытия

Таблица расчета сечения балок перекрытий.

В общем случае перекрытие - это несущая строительная конструкция, подразделяемая по назначению: междуэтажная, чердачная, мансардная. Конструктивно перекрытие можно подразделить на два вида: сборное (продольная балка и поперечный настил) и монолитное (плита).

При строительстве частных домов наибольшее применение находят сборные перекрытия с использованием деревянных балок. Такой материал изготавливается из прочных пород лиственной и хвойной древесины. Размер стандартного экземпляра, в зависимости от назначения перекрытия и нагрузок, колеблется в пределах:

высота - 150-300 мм;ширина - 100-250 мм.

Для увеличения долговечности брус пропитывается антисептиком и промасливается.

Усиленные несущие конструкции иногда выполняются с использованием металлических балок. Для этих целей предлагаются стандартные стальные балки. Нормы безопасности устанавливают, что в случае применения таких балок их концы должны опираться на кирпичную кладку через распределительные подушки.

Монолитные перекрытия изготавливаются из железобетонных плит. Используются заводские плиты, состоящие из арматуры и бетонной массы со стандартными размерами. Для уменьшения веса плиты, как правило, выполнены пустотелыми.

Важность этого этапа строительства трудно переоценить. Надежность конструкции перекрытия - это, в конечном счете, гарантия жизни проживающих в доме. Поэтому в максимально наглядной форме будет освещен вариант заделки балок перекрытия в стену. Первое действие - концы балок отесываются под углом 60њ, антисептируются, просмаливаются, оборачиваются толем и укладываются так, чтобы они не доходили до задней стенки гнезда на 30-50 мм. После укладки балки ее боковые и верхнюю стороны заделывают раствором с щебенкой "Заделка концов деревянных балок раствором с щебенкой", 1 - толь в один-два слоя; 2 - балка; 3 - пол; 4 - лага ) , торцы не смолят.

Если толщина каменных стен 2 1 / 2 кирпича (640 мм) или больше, концы балок можно не замазывать раствором. В этом случае их заделывают так. Поскольку балка своими концами опирается на стены только на 150 мм, то между ее торцом и задней стенкой гнезда глубиной 250 мм остается пространство в 100 мм. Этого вполне достаточно для воздушной прослойки и укладки теплоизоляционного материала. Низ гнезда выравнивают бетоном, покрывают битумом, кладут на него два слоя толя, верх и боковые стенки гнезда закрывают слоем толя, а заднюю - слоем просмоленного войлока, который прижимают антисептированной доской толщиной 25 мм. Конец балки укладывают так, чтобы между ним и антисептированной доской был зазор в 40 мм "Заделка концов деревянных балок междуэтажных перекрытий в стену толщиной 2 1 / 2 кирпича", 1 - толь в один-два слоя; 2 - балка; 3 - пол; 4 - лага; 5 - конец балки; 6 - зазор 4 см; 7 - доска толщиной 2,5 см; 8 - толь; 9 - войлок в один слой ) .

В стены толщиной в два кирпича (510 мм) концы балок заделывают так. Заднюю стенку гнезда закрывают двумя слоями просмоленного войлока, делают ящик из трех стенок, просмаливают его и вставляют в гнездо, прижав им просмоленный войлок "Заделка концов деревянных балок междуэтажных перекрытий в стену толщиной в 2 кирпича", 1 - толь; 2 - лага; 3 - пол; 4 - доски толщиной 25 мм; 5 - войлок в два слоя ) .

При заделке концов балок чердачного перекрытия в стенах толщиной в 2 кирпича особое внимание уделяют защите гнезд. Прежде всего в них устанавливают ящик из трех стенок, которые просмаливают и обивают войлоком "Заделка концов деревянных балок в чердачном перекрытии в стену толщиной в 2 кирпича", 1 - толь; 2 - засыпка; 3 - доска толщиной 25 мм; 4 - войлок в три слоя ) .

Балки около дымоходов необходимо располагать не ближе 400 мм от внутренней поверхности ближайшего дымохода. Бывает, что нельзя отдалить балку от дымохода. В этом случае балку врубают в ригель, который, в свою очередь, врубают в две балки, что немного ослабляет их. Чтобы уменьшить ослабление, такие балки лучше укладывать более толстыми концами в сторону дымохода "Устройство ригеля около труб", а - общий вид стены и ригеля; б - способы крепления ригеля в балку; 1 - ригель; 2 - балки; 3 - ригели; 4 - балки ) .

В кирпичных, каменных и подобных им зданиях между крайними балками и стеной должен быть зазор не менее чем в 50 мм, который заделывают рейкой. Между рейкой и балкой желательно проложить полоску толя или рубероида. Для обеспечения жесткости балки через одну укрепляют. Для этого в кладке устанавливают стальной анкер. Его конец должен не доходить до наружной поверхности стены на 12 см (во избежание образования мостиков холода), другой конец должен выступать внутрь помещения на 20 см. Анкер прикрепляют к деревянной балке с помощью стальной накладки сечением 50х6 мм и гвоздей диаметром 5-6 мм. Иногда делают открытую заделку концов балки, однако это возможно в помещениях с нормальной влажностью (меньше 60%) при хорошей вентиляции перекрытия (при щелевых плинтусах) и достаточной теплоизоляционной способности задней стенки гнезда. При кирпичной стене толщина стенки гнезда должна быть не менее 46 см. При меньшей толщине необходимо делать утепление гнезда, обеспечивая при этом в средней полосе сопротивление теплопередаче.

При толщине стены в два кирпича (0,51 м) узел опирания деревянной балки на стену решают следующим способом. В стене делают гнездо глубиной 25 см (1 кирпич). У вертикальной стенки гнезда устраивают слой теплоизоляционного материала антисептированного или минерального войлока. На нижнюю поверхность гнезда укладывают два слоя толя, а затем в гнездо устанавливают деревянный короб из антисептированной (например, просмоленной) древесины, прижав им минеральный войлок. Балку перекрытия опирают на нижнюю поверхность короба на глубину 15 см таким образом, чтобы между его поверхностями и балкой образовалась воздушная прослойка. Одним из вариантов этого узла является установка деревянного короба, имеющего три вертикальных стороны и одну горизонтальную верхнюю поверхность, но без нижней горизонтальной. В этом случае антисептированный конец балки будет опираться в гнезде на два-три слоя рубероида. По бокам, сверху и с торца балки будут находиться деревянные доски.

При толщине стен в 2 1 / 2 кирпича и больше балку опирают в гнездо глубиной 25 см. В нижней части его покрывают битумом, по которому кладут два слоя толя или рубероида, верхние и боковые поверхности также покрывают толем. Затем около задней поверхности гнезда устраивают теплоизоляционный слой из минерального войлока, который прижимают к стенке деревянной доской толщиной 2,5 см. Балку перекрытия укладывают в гнезде так, чтобы между ней и стенками была воздушная прослойка толщиной около 4 см "Заделка концов балки в стену толщиной 0,64 м и более", 1 - балка; 2 - пол; 3 - лага; 4 - обернутый двумя слоями толя или рубероида конец балки; 5 - доска толщиной 25 мм; 6 - толь; 7 - утеплитель (1 слой войлока); 8 - толь в один-два слоя ) .

При строительстве одноэтажных домов широко используются перекрытия по сборным железобетонным балкам "Перекрытия по сборным железобетонным балкам с накатом из сплошных плит (а) и с заполнением двухпустотными вкладышами (б)", 1 - гипсобетонная плита; 2 - легкобетонный вкладыш; 3 - засыпка (из шлака); 4 - звукоизоляционная прокладка; 5 - лага; 6 - дощатый пол; 7 - оргалит; 8 - толь; 9 - легкий бетон; 10 - чистый пол; 11 - затирка ) и перекрытия по железобетонным плитам "Перекрытия по железобетонным плитам", а - виды несущих плит; б - конструкции перекрытия; 1 - сплошная плита; 2 - круглопустотная плита; 3 - ребристая плита; 4 - плита типа ТТ; 5 - изоляция от ударного шума (минераловатные плиты на синтетическом связующем, мягкие древесно-волокнистые плиты); 6 - пол по стяжке; 7 - гипсобетонные плиты по лагам для звукоизоляции; 8 - пол ) .

В табл. 23 даны допустимые сечения балок перекрытий в зависимости от пролета.

Таблица 23. Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м 2 .