Sk-mirastroy.ru

Стройка и ремонт
82 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет перемычек в кирпичных стенах

РАСЧЕТ И ПОДБОР ПЕРЕМЫЧЕК ДЛЯ ПРОЕМОВ В СТЕНАХ ИЗ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Цель занятия: закрепить теоретический материал, научиться подбирать перемычки над оконными и дверными проемами к кирпичной кладке.

Содержание занятия: на миллиметровой бумаге формата A4 в масштабе 1:100 выполнить схему плана к ведомости перемычек согласно заданным вариантам, заполнить ведомость перемычек по форме 1 и спецификацию сборных железобетонных элементов (приложение А).

Исходные данные: схемы планов этажей (по материалам практической работы №1). Типы перемычек даны в приложении Б.

Порядок проведения занятия:

1) Прежде, чем приступить к подбору перемычек надо выполнить схемы планов этажей к ведомости перемычек. Пример плана показан на рисунке 6.1.

Для этого схематично вычерчиваем план этажа дома с обозначением проемов, соблюдая масштаб. Пример схемы дан на рисунке 6.2.

2) Присвоить каждому проему позицию (марку), которую назначают в соответствии с шириной проема и статической функцией стены – несущей, самонесущей или ненесущей. Пример дан на рисунке 6.3.

3) Определить величину проема: (ширину и толщину).

4) Выполнить подбор сечений перемычек, комбинируя их из нескольких брусковых или сочетания брусковых и балочных. В несущих стенах «несущие» перемычки ставить в местах опирания плиты (балки), остальную ширину стен добирать «ненесущими» перемычками. Пример дан на рисунке 6.4.

Схемы сечений вычерчиваются в таблице форма 2.1 ГОСТ 21.501—93.

Рисунок 6.1 План 1-го этажа

Рисунок 6.2 Схема плана 1 этажа

Рисунок 6.3. Маркировка проемов

Рисунок 6.4 Схема установки перемычек над проемами в наружных несущих кирпичных стенах.

Для удобства работы вести для себя подсчет необходимой длины перемычек рядом с ведомостью. Для этого к ширине проема прибавляем значение минимального опирания перемычек на стену: «ненесущая» перемычка + 240 мм (по 120 мм с каждой стороны), «несущая» перемычка + 500 мм (по 250 мм с каждой стороны). Марки перемычек указываются на схеме сечения позициями. «Ненесущая» перемычка воспринимает только вес кладки и «несущая» перемычка воспринимает вес кладки и опирающегося на нее перекрытия.

5) Подобрать «несущие» и «ненесущие» перемычки по приложению Б.

6) В несущих, самонесущих стенах и перегородках применять только «ненесущие» перемычки.

7) Если необходима четверть, наружную ж/б перемычку опустить на величину четверти, равную 65 мм.

8) Выбранные марки перемычек указываются в спецификации сборных элементов перемычек (Приложение А)

Пример подбора перемычек в здании с кирпичными стенами

Методические указания: Пример подбора перемычек в здании с кирпичными стенами. Толщина наружных стен – 510 мм, внутренних стен — 380 мм.

I этап. По плану рисунок 6.5 определить несущие и ненесущие стены

По оси 1- оконный проем – 910 мм (несущая стена толщиной 510 мм).

По оси 2 — дверной проем – 910 мм (несущая стена толщиной 380 мм).

По оси А — дверной проем – 1010 мм (ненесущая стена толщиной 510 мм).

По оси Б -2 оконных проема–1510 мм (ненесущая стена толщиной 510 мм).

На плане здания имеется два оконных проема одинаковой величины, поэтому у них будет одинаковая маркировка перемычки.

Все проемы имеют разную ширину, значит, на маркировочной схеме должно быть четыре разновидности перемычек: ПР-1; ПР-2; ПР-3 и ПР-4.

Рисунок 6.5 План 1 этажа

II этап. Вычертить схему плана 1 этажа (рисунок 6.6), с обозначением позиций проемов. В задании это будет выглядеть так:

Рисунок 6.6 Схема плана 1 этажа с маркировкой проемов

III этап. Подобрать «несущие» и «ненесущие» перемычки и зарисовать их схемы:

1) Чтобы перекрыть проем в стене толщиной 510 мм понадобится четыре брусковых перемычки шириной 120 мм: 120 мм х 4 = 480 мм, плюс три шва по 10 мм (10 мм х 3=30 мм). Таким образом, мы получаем: 480 мм + 30 мм = 510 мм – размер равный толщине стены.

Мы определили, что стена является несущей, поэтому крайняя перемычка, на которую опирается стена, должна быть «несущей».

Получаем: три перемычки – «ненесущие» и одна – «несущая» (рисунок 6.7)

Рисунок 6.7 Схема перемычек в несущей стене толщиной 510мм

2) Для определения длины перемычки к ширине проема прибавляем значение минимального опирания перемычки на стену(рисунок 6.8 и рисунок 6.9)

«ненесущие» перемычки: 910 мм + 240 мм (по 120 мм с каждой стороны) = 1150 мм.

Рисунок 6.8 Схема опирания ненесущей перемычки над проемом.

По таблице приложения В подбираем нужный размер перемычки, величина которой будет соответствовать высчитанной длине (в нашем примере 1150 мм). Такой оказалась перемычка с наименованием 2ПБ13-1, длина которой – 1290 мм, высота – 140 мм;

«несущая» перемычка:910 мм + 500 мм(по 250 мм с каждой стороны)= 1460 Рисунок 6.9 Схема опирания несущей перемычки над проемом

Находим в таблице нужную перемычку и не забываем о расчётной нагрузке (Приложения В), так как на «несущую» перемычку опирается плита перекрытия. Получаем перемычку 3ПБ16-37, длина которой – 1550 мм, высота – 220 мм;

Перемычки ПР-2, ПР-3, ПР-4 подбираются вышеизложенным способом.

При подборе перемычки ПР-4 необходимо учитывать толщину стены – 380мм.

В этом случае над проёмом укладываются 3 перемычки шириной по 120 мм:

120х 3 = 360 мм; 360 мм + 20 мм (два шва по 10 мм) = 380 мм.

3) Заполняем ведомость перемычек по форме 6.1 – рисунок 6.10, проставляя позиции в схеме сечения, затем заполняем таблицу спецификаций сборных элементов перемычек (Приложение А). Примеры заполнения даны в таблицах 6.1 и 6.2.

Форма 6.1 ГОСТ 21.501—93

Рисунок 6.10 Ведомость перемычек

Таблица 6.1 Пример заполнения ведомости перемычек

Таблица 6.2 Пример заполнения спецификация элементов перемычек

Перемычки для усиления дверного проема: правила установки и расчета

Очень ответственным этапом при проектировании здания является расчет перемычки над дверным или оконным проемом. Для того чтобы выполнить эту задачу нужно заранее определить, какой именно тип укрепления будет использован в данном случае. Также важными показателями является примерная нагрузка, оказываемая сверху и габариты проема. Рассмотрим подробнее этот вопрос.

Предназначение перемычек

Для того чтобы понимать, насколько важно произвести правильный расчет дверной перемычки, нужно выяснить для чего она вообще нужна. Готовый проем с виду имеет обрамление из одного и того же материала, но если заглянуть глубже, становиться очевидным, что верхняя его часть имеет дополнительное укрепление, оно выглядит зачастую как поперечный элемент, заходящий вглубь кладки по бокам, это и есть перемычка. Ее устройство должно просчитываться в самом начале строительства.

Функции этого элемента трудно недооценить, к ним можно отнести следующие задачи:

  • Укрепление стеновой конструкции. Без усиления вся конструкция может завалиться, так как ей будет непросто выдержать колоссальную нагрузку при наличии пустоты снизу, особенно это актуально для несущих стен.
  • Формирование проема. Перемычка создает сам проем, так как является по сути его верхней частью, в кирпичных домах она даже может задавать его итоговую форму.
  • Создание основы для дальнейшего строительства. На данную конструкцию устанавливаются потолочные перекрытия и продолжение стены.

При необходимости в дальнейшем можно изменить форму проема, но важно учитывать расположение перемычки. Увеличить высоту проема в таком случае будет трудно. При расширении также придется продлевать укрепление в соответствии с новым проектом.

Укрепление стеновой конструкции — главная функция перемычки дверного проема

При строительстве дома одинаково важным является усиление проема в несущих стенах панельного, кирпичного, блокового или деревянного дома. Для этой цели могут применяться различные методы.

Основные разновидности

Для обустройства перемычки используются особо прочные материалы, они могут быть из той же категории, что и сама стена либо же кардинально отличаться от исходной конструкции. Главное условие – это обеспечение укрепления проема, а также равномерное распределение оказываемой нагрузки. Все это поможет откорректировать дальнейший расчет для конструкции в стене.

Для того чтобы укрепить проем в несущей стене панельного или любого другого дома могут использоваться такие материалы:

  • железобетон;
  • металл;
  • деревянные балки.

В зависимости от выбранного варианта установка перемычек над проемом отличается в технологическом плане. Также следует выделить в отдельную категорию кирпичные конструкции, их следует рассмотреть более подробно.

Основные разновидности перемычек для усиления дверного проема

Кирпичная

Кирпичная перемычка используется для обустройства проемов в несущей стене в домах из кирпича, обычно её применяют для небольших сооружений. Устройство такого типа конструкции основано на использовании особо прочного раствора, а также внедрении внутрь кладки металлических прутьев или труб.

Отличительная особенность данного типа конструкции – возможность создания эффектных арочных сводов. В этом случае кладка состоит из прямых и клиноподобных элементов. Швы должны располагаться перпендикулярно выставленному нижнему ярусу. Все стыки плотно заливаются раствором. Для того чтобы арка держала форму до полного высыхания раствора её дополнительно укрепляют деревянными распорками. Такая опалубка устанавливается заранее.

В форме арки возводится зачастую 2-3 ряда. Положение каждого из них определяется по специальному шаблону. Для корректировки отдельных элементов используют угольник и шнур. Равняться необходимо относительно центра и первого ряда.

Схема монтажа кирпичной перемычки

Железобетонная

Для усиления проема в несущей стене дома чаще всего используются железобетонные перемычки. Предварительно произведенный расчет позволяет определить какой именно элемент окажется наиболее подходящим в данном случае. Изготовить такое усиление проема можно непосредственно на месте, используя опалубку, арматуру и жидкий бетон.

Для ускорения процесса чаще всего применяются уже отлитые элементы. Для того чтобы закрепить их в несущей стене дополнительно рекомендуется использовать арматуру для укрепления боковин проема. Иными словами, металл закладывается на те участки, которые непосредственно контактируют с железобетонной деталью.

Основным требованием в этом случае является соблюдение правил установки. Перемычка должна полностью охватывать проем и заходить внутрь стенки примерно на 25 см. Точные требования определяются конкретным типом строения. Для каждого вида перемычки и его соотношения с шириной проема выведены особые стандарты.

В основном используются прямые изделия с металлическим наполнением. Однако, в отдельных случаях можно изготовить перемычку по заданному шаблону, которая будет повторять форму проема и при этом действовать, как усиление для несущей конструкции.

Схема выполнения железобетонной перемычки

Металлическая

Укрепить оконный или дверной проем с помощью бетона можно только при условии обязательного усиления несущей стены, некоторые дома можно оснастить более простыми металлическими конструкциями. Такие перемычки чаще всего представлены в виде уголкового профиля, они изготовляются из прочного металла, который способен выдержать давление и растяжение при огромной нагрузке на него. С помощью таких уголков очень удобно возводить усиление в кирпичной стене.

Читать еще:  Мангал из кирпича, который выдержит 1000º нагрева

Для того чтобы установить такую деталь необходимо подогнать её под швы в кладке. По бокам стены необязательно усиливать арматурой. При этом достаточно завести уголок всего на 15-20 см вглубь стенки.

Сборные металлические перемычки могут использоваться практически для любых типов конструкций, их можно монтировать непосредственно на месте строительства, без осуществления предварительных расчетов.

Самый простой способ укрепления дверного проема — использование металлической перемычки

Расчет перемычки в стене

Точный расчет выполняется в процессе подготовки проекта. Для этого нужно учитывать специфику строительного материала, потенциальную нагрузку, оказываемую на проем и особенности самого сооружения. Основными параметрами для того чтобы произвести итоговый расчет усиления дверного проема в несущей стене являются:

  • прочность: 1,12 * сопротивление детали * сопротивление материала;
  • прогиб: нормативный момент * расчетная длина перемычки / (10 * момент инерции * модуль упругости материала) = 1/200;
  • нагрузка, в том числе от верхней кладки и перекрытий: толщина проема * ширину проема * высоту кладки * удельный вес материала;
  • момент сопротивления: расчетная нагрузка/8/расчетное сопротивление материала;
  • момент инерции: глубина опирания перемычки * момент инерции материала * расчетная длина детали / (10 * модуль упругости материала).

Расчет железобетонной перемычки в стене

Все параметры, необходимые для выполнения расчета следует находить по формулам в определенной последовательности. Данные для некоторых из них можно получить, проанализировав свойства используемых материалов и проектные данные для проема и дома в целом.

Опираясь на эти показатели можно получить итоговый результат, который и покажет все необходимые параметры для обустройства перемычки для проема несущей стенки дома. При соблюдении нормативов здание не будет проседать и будет вполне безопасным для его эксплуатации.

Рекомендуем посмотреть видео

Как подобрать перемычки в кирпичных стенах

В кирпичной кладке над оконными и дверными проемами необходимо укладывать перемычки — обычно это железобетонные элементы заводского изготовления по типовой серии 1.038.1-1 или в случае больших пролетов — по серии 1.225-2. Также, если нет возможности купить готовые перемычки, можно в условиях стройки выполнить армированные монолитные железобетонные перемычки или балки из металлических элементов — все зависит от размеров проема и нагрузки на стену.

Железобетонные перемычки по серии 1.038.1-1

— нагрузку на перемычку от собственного веса, веса стены и перекрытия (обычно для жилых домов, в которых нет больших нагрузок, можно выделить три типа: 1 — случай, когда на стену опирается перекрытие; 2 — когда стена самонесущая и перекрытие не опирается; 3 — когда перемычка укладывается в кирпичной перегородке толщиной 120 мм).

Все перемычки в серии имеют обозначение, например 2ПБ18-8 и приведены в виде таблицы, в которой указаны необходимые характеристики — размеры, вес и допустимая нагрузка на перемычку.

Что зашифровано в названии перемычки 2ПБ18-8?

ПБ — это марка. Есть марка ПБ — перемычки брусковые шириной 120 или 250 мм, которые нужно набирать по несколько штук в зависимости от ширины стены и толщины перемычки (для перегородки толщиной 120 мм укладывается одна перемычка, для стены толщиной 380 мм — уже две или три перемычки). А есть марка ПП — это перемычки плитные шириной 380 или 510 мм, рассчитанные на то, чтобы перекрыть сразу всю стену по ширине.

2 — это шифр, скрывающий в себе размеры сечения перемычки. Так перемычка с шифром 1ПБ имеет сечение 120х65 мм, где 120 мм — это ширина перемычки; шифр 2ПБ — 120х140 мм; шифр 3ПБ — 120х220 мм; шифр 4ПБ — 120х290 мм; шифр 5ПБ — 250х220 мм (250 мм — ширина). Для плитных перемычек свои значения. Все это можно посмотреть в таблицах серии 1.038.1-1.

18 — в этом шифре заложена длина перемычки 1810 мм. Если вычесть глубину опирания на стену с двух сторон по 100 мм, получим максимальную ширину проема для данной перемычки 1610 мм.

8 — это нагрузка, которую перемычка выдерживает (в данном случае 800 кг/м). Например, если это 8, то перемычка отлично справится с самонесущей стеной, если 1 — это только для перегородок, а начиная с 27 и выше можно применять для стен, на которые опирается перекрытие.

Как просто подобрать перемычку по серии 1.038.1-1? Разберем на примерах:

Пример 1. Проем в кирпичной перегородке толщиной 120 мм размером 900 мм. Кладка в летних условиях.

Нагрузка на такую перемычку небольшая, для перегородок подходят три типа перемычек:

1ПБ10-1 (длиной 1030 мм), 1ПБ13-1 (длиной 1290 мм) и 1ПБ16-1 (длиной 1550 мм). Минимальная глубина опирания перемычки на стену 100 мм.

Определим длину перемычки: 900 + 100 + 100 = 1100. Таким образом, нам подходит перемычка длиной 1290 мм марки 1ПБ13-1.

Другие примеры подбора перемычке в перегородках здесь.

Пример 2. Самонесущая стена (перекрытие на нее не опирается) толщиной 250 мм, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1400 мм. Кладка в зимних условиях.

Так как ширина стены 250 мм, перемычек нужно две по ширине стены.

В зимних условиях на самонесущую перемычку берется нагрузка от высоты стены, равной расчетному пролету перемычки. Предварительно принимаем расчетный пролет равным 1400 + 2*100/3 = 1470 мм (здесь 100 мм — глубина опирания перемычки). Т.к. 1470 мм > 900 мм (высоты кладки над перемычкой), то в расчете будет участвовать величина 900мм.

Определим нагрузку на 1 погонный метр перемычки:

0,25*0,9*1,8*1,1/2 = 0,23 т/м = 230 кг/м (здесь 1,8 т/м3 — вес кирпича, 1,1 — коэффициент надежности, 2 – количество перемычек), при этом собственный вес перемычки еще не был добавлен. С учетом того, что нужно будет учесть собственный вес перемычки, выберем нагрузку в таблице серии 300 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 3. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 100 мм.

Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1400 + 100 + 100 = 1600 мм.

Подбираем перемычку длиной 1940 мм 2ПБ19-3.

Нагрузка от собственного веса этой перемычки равна 81/1,94 = 42 кг/м, таким образом, несущей способности 300 кг/м достаточно, чтобы выдержать нагрузку, равную 230 + 42 = 272 кг/м.

Еще примеры подбора перемычек в самонесущих стенах здесь.

Пример 3. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 3 м с одной стороны, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1350 мм. Кладка в летних условиях.

Для этого варианта нужно подобрать две разные перемычки — несущую со стороны опирания перекрытия и менее мощную с другой стороны. Чем больше несущая способность перемычки, тем она дороже.

При кладке в летних условиях нагрузка от перемычки берется от 1/3 расчетного пролета перемычки. Но для несущей перемычки берется вся высота кладки — от верха перемычки до низа перекрытия, т.е. нагрузку будем рассчитывать от высоты 900 мм. А вот для ненесущей перемычки предварительно примем расчетный пролет равным 1350 + 2*100/3 = 1420 мм, тогда 1420/3 = 470 мм — высота кладки, от которой определим нагрузку для ненесущей перемычки.

Определим нагрузку на 1 погонный метр стены со стороны опирания перекрытия:

1,1*0,3*0,5*3 + 1,2*0,15*0,5*3 + 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 = 1,21 т/м = 1210 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 — коэффициенты, 0,3 — нагрузка от 1 кв. м перекрытия, 0,5*3 — половина пролета перекрытия, 0,15 — временная нагрузка, 0,66*1,1*1,8*0,38*0,9 — две трети нагрузки от веса стен, определяется как в примере 2). Ближайшая большая нагрузка в таблицах серии 2800 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 27. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 230 мм, ширина перемычки 250 мм.

Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 230 + 230 = 1810 мм.

Подбираем перемычку длиной 1810 мм 5ПБ18-27. Нагрузка от веса этой перемычки равна 250/1,81 = 138 кг/м, итого нагрузка на перемычку 1210 + 138 = 1348 кг/м, что значительно меньше допустимой нагрузки 2800 кг/м – прочность обеспечена.

Нагрузка на 1 погонный метр стены со стороны, на которую перекрытие не опирается равна:

0,33*1,1*1,8*0,38*0,47 = 0,117 т/м = 117 кг/м (здесь 0,33 — 1/3 ширины стены). Ближайшая большая нагрузка 250 кг/м.

Выбираем перемычку с индексом 2, для нее глубина опирания 100 мм.

Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 100 + 100 = 1550 мм.

Максимальная длина перемычек с индексом 2 равна 1480 мм, что меньше требуемой. Подбираем наиболее подходящую перемычку 2ПБ19-3 (длиной 1940 мм) или 3ПБ18-8 (длиной 1810 мм). Если добавить к полученной нагрузке 223 кг/м собственный вес любой из выбранных перемычек, мы убедимся, что их несущей способности достаточно.

Другие примеры подбора перемычек в несущих стенах можно найти здесь.

Пример 4. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 6 м с одной стороны и 4,2 м с другой, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1200 мм. Кладка в зимних условиях.

В зимних условиях нагрузка берется от части стены, высота которой равна расчетному пролету перемычки. Т.к. ширина проема 1200 мм больше высоты стены над проемом 900 мм, то в расчете будет участвовать величина 900 мм.

Определим нагрузку на 1 погонный метр:

1,1*0,3*5,1 + 1,2*0,15*5,1 + 0,68 = 3,3 т/м = 3300 кг/м (здесь 1,1 и 1,2 — коэффициенты, 0,3 — нагрузка от 1 кв. м перекрытия, 5,1 = (6+4,2)/2 м — длина сбора нагрузки от перекрытия, 0,15 — временная нагрузка, 0,68 = 0,38*0,9*1,8*1,1 т/м — нагрузки от веса стены).

Подберем плитную перемычку. Нагрузка на нее без учета собственного веса 3300 кг/м.

Ближайшая большая нагрузка 7200 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 71. Минимальная глубина опирания для таких перемычек 170 мм.

Определим длину перемычки: 1200 + 170 + 170 = 1540 мм. Подбираем плитную перемычку 3ПП16-71 длиной 1550 мм.

Скачать серии железобетонных перемычек можно здесь:

И напоследок, цитата из СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» (для тех, кто подходит к вопросу подбора перемычек более тщательно:

Еще статьи на тему перемычек:

Еще полезные статьи:

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».

Читать еще:  Как построить кирпичный дом

Здравствуйте!Хо тела уточнить у Вас один вопрос.Плита перекрытия оперта по 2ум сторонам на 120 мм. При расчета простенка можно ли нагрузку от плиты принять следующим образом?

констр пола-195кг/м2
собств.вес плиты-330 кг/м2
вес перегородок 260 кг/м2
полезная-195 кг/м2

. Верно ли брать не 3,3. а (3,3-0.12) ?

ну и потом все умножаю на 2(с т.к. плиты с 2ух сторон)

Выполнение перемычек проемов в стенах из кирпича и ячеистых блоков Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Малахова A.H.

В статье представлен обзор конструктивных решений перемычек проемов в стенах из кирпича и ячеистых блоков. Анализируются современные тенденции выполнения перемычек. Приведен пример расчета монолитной арочной перемычки с использованием программного комплекса ЛИРА.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Малахова A.H.

PERFORMANCE OF STRAIGHT ARCHES IN WALLS OF BRICK AND CELLUAR UNITS

The article provides an overview of construction solutions of straight arches in walls of brick and cellular units. There were analyzed the current trends of performance of straight arches . The article is illustrated with an example of the calculation of a monolithic straight arches using of system Lira software.

Текст научной работы на тему «Выполнение перемычек проемов в стенах из кирпича и ячеистых блоков»

ВЫПОЛНЕНИЕ ПЕРЕМЫЧЕК ПРОЕМОВ В СТЕНАХ ИЗ КИРПИЧА И ЯЧЕИСТЫХ БЛОКОВ

PERFORMANCE OF STRAIGHT ARCHES IN WALLS OF BRICK

AND CELLUAR UNITS

A.H. Малахова A.N. Malakhova

В статье представлен обзор конструктивных решений перемычек проемов в стенах из кирпича и ячеистых блоков. Анализируются современные тенденции выполнения перемычек. Приведен пример расчета монолитной арочной перемычки с использованием программного комплекса ЛИРА.

The article provides an overview of construction solutions of straight arches in walls of brick and cellular units. There were analyzed the current trends of performance of straight arches. The article is illustrated with an example of the calculation of a monolithic straight arches using of system Lira software.

Перемычки проемов в стенах из каменных материалов могут быть сборными или монолитными, иметь прямолинейное или арочное очертание, выполняться рядовыми или включать в себя металлические профили.

Рис. 1. Конструктивное решение сборных железобетонных перемычек: а) — без опирания на стену несущих элементов перекрытия (1- марка перемычки 9ПБ21-8, размеры 2070x120x190, несущая способность 8 кН/м, номер перемычки 9 по ГОСТ 948- 84), б) — с отпиранием на стену несущих элементов перекрытия (2 — марка перемычки 10ПБ21-27)

На рис. 1 приведено конструктивное решение сборных железобетонных перемычек. Подбор перемычек по ГОСТ 948-84 [1] выполняется по ширине проема (с учетом минимальной глубины опирания перемычек на стену — 250 мм) и требуемой в соответствии с собранными нагрузками несущей способностью перемычек. В вертикальных швах перемычек наружных стен укладывается эффективный утеплитель. Однако суммарной толщины утеплителя 20 — 30 мм может быть недостаточно для обеспечения требуемой теплозащиты стены в зоне перемычек.

Современными тенденциями в выполнении перемычек проемов являются стремление к обеспечению теплозащитных характеристик стен в зоне перемычек близких к теплозащитным свойствам глухих участков наружных стен, использование в конструктивном решении перемычек фигурных элементов каменной кладки и лотковых (Ц-образных) элементов в кладке стен из ячеистых блоков.

В отличие от сборных монолитные перемычки должны быть рассчитаны. При выполнении расчета Перемычка рассматривается как однопролетная статически определимая балка, нагруженная, как правило, равномерно распределенной нагрузкой. Расчет выполняется по алгоритму СП 52-101-2003 [2]. Нагрузка на перемычку определяется в соответствии с указаниями СНиП 11-22-81* [3].

Рис. 2. Конструктивное решение рядовой и стальной перемычек: а) — рядовая перемычка, выполненная прокладкой над дверным проемом внутренней стены арматурных стержней (1) в слое кладочного раствора (2), б) — стальная обетонированная перемычка над проемом гаражных ворот из двутаврового (3) и уголковых профилей (4) с использованием фасонного лицевого кирпича (5) марки ФЛ-1 по каталогу Голицынского кирпичного завода)

При небольших нагрузках и пролетах перемычки могут выполняться как рядовые посредством прокладки над проемами арматурных стержней в слое кладочного раствора (смотри рис. 2а). Рядовые перемычки вместе с арочными и клинчатыми относятся к каменным перемычкам, расчет которых ведется по рекомендациям, приведенным в [4]. Рядовые, арочные и клинчатые перемычки позволяют не ослаблять стены в зоне перемычек в отношении теплозащитных характеристик.

Напротив, при больших нагрузках и пролетах применяются стальные перемычки. На рис.2б приведена стальная обетонированная перемычка из прокатных профилей. При устройстве стальной перемычки использован фасонный лицевой

кирпич. Применение фасонных элементов при лицевой кладке наружной и внутренней поверхностей стены позволяет полностью закрыть несущие элементы стальной перемычки.

Рис. 3. Конструктивное решение перемычек в стенах из ячеистых блоков:

1 — стеновые ячеистые блоки Hebel 600x250x300; класс бетона по прочности В3,5; марка бетона

по плотности D600,

2 — лотковые (U-образные) блоки Hebel для монолитной перемычки; класс бетона по прочности

В10; марка бетона по плотности D700

Конструктивное решение перемычек над проемами в стенах из ячеистых блоков Hebel приведено на рис. 3. Для организации перемычек в номенклатуру стеновых блоков Hebel включены лотковые (U-образные) блоки, которые выступают в качестве оставляемой опалубки монолитной железобетонной перемычки. Лотковые ячеистые блоки Hebel закрывают снаружи монолитную перемычку и усиливают в зоне перемычки теплозащитные характеристики стены.

Рис. 4. Продольное усилие N в стержневых элементах обрамления проема

Кроме применения для обрамления арочного проема каменной перемычки можно использовать криволинейную монолитную перемычку.

Л !__.и у-!,; л- л я ■ :. .. — .Д—Е-

Рис.5. Напряженное состояние в пластинчатых элементах (кирпичной кладке) фронтона: а) — усилия сжатия кладки в вертикальном направлении (Ы2) в кН/м, б) — усилия сжатия (растяжения) кладки в горизонтальном направлении (Ых) в кН/м

На рис. 4 и 5 показано напряженное состояние кирпичной кладки и элементов обрамления арочного проема в кладке фронтона здания: криволинейной монолитной перемычки и затяжки.

Расчет выполнен с использованием программного комплекса ЛИРА. При проведении расчета кирпичная кладка фронтона моделировалась с использованием пластинчатых элементов, а обрамление проема — стержневых.

Радиус арочного проема составляет 1,25 м. Стропильная система здания передает нагрузку собственного веса, веса кровли и снеговую на продольные несущие стены. Нагрузкой при расчете фронтона является собственный вес кирпичной кладки и элементов обрамления проема.

На рис. 4 приведены продольное усилие N в стержневых элементах обрамления проема. В криволинейной перемычке возникают сжимающие усилия -11,4 кН, в затяжке — растягивающие усилия — 1,7 кН.

Для размещения утеплителя перемычка-брус по ширине разделяется на два элемента. Размеры поперечного сечения одного бруса при толщине стены 510 мм составляет 220×220 мм. Армирование принимается конструктивное. Площадь поперечного сечения продольное арматуры с учетом минимального процента армирования |д%=0,5% составляет А8= 22x22x0,005=2,45 см2 — 401ОА4ОО (А8=3,14

см2). Поперечные стержни вязаного каркаса 06А24О должны устанавливаться с шагом Б=15ё=15х10=150 мм. Для уменьшения расчетной длины сжатого бруса обрамления оконного проема выпуски поперечной арматуры каркаса должны заводиться в швы кладки. Затяжка выполняется укладкой в слой кладочного раствора арматурных стержней 06А24О (четыре стержня по ширине стены). Растягивающее усилие, воспринимаемое арматурным стержнем 06А24О, составляет

К=К8хЛ8=215000х0,28х0,0001=6,02 кН. Арматурные стержни должны быть заведены за грань оконного проема на 500 мм.

На рисунке 5 показано напряженное состояние кирпичной кладки фронтона. Под действием приложенной нагрузки кирпичная кладка фронтона в основном испытывает сжатие, кроме подоконной зоны кладки фронтона, где возникают растягивающие напряжения в поперечном направлении. Вертикальные сжимающие усилия (N2) составляет 51,9 кН/м, горизонтальные сжимающие усилия (Ых) — 14,8 кН/м. Для кладки фронтона применен кирпич М125 на цементном растворе М100. Максимально допустимые сжимающие усилия составляют — 0,9x2000x0,51=918 кН/м [3].

В подоконной зоне кирпичной кладки фронтона в пределах десяти рядов кладки (0,75 м) возникают растягивающие усилия. Максимальное значение растягивающих усилий — 10,6 кН/м. Допустимое значение растягивающих усилий составляет 0,16x1000x0,51=81,6 кН [3].

1. ГОСТ 948-84. Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами.

2. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. — М., 2005, 53с.

3. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции. — М., 2007, 40 с.

4. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81). — М., 1987, с. 73-75.

1. GOST 948-84. Straight arches for reinforced concrete buildings with brick walls.

2. SP 52-101-2003. Concrete and reinforced concrete structures without prestressing reinforcement. — M., 2005, 53p.

3. SNIP II-22-81 *. Stone and reinforced construction. — M., 2007, 40 p.

4. Hand book for designing of brick and reinforced masonry structures (for SNIP II-22-81). — M., 1987, pp. 73-75.

Ключевые слова: Перемычки, конструктивные решения, подбор сборных перемычек, расчет монолитных перемычек, применение программного комплекса ЛИРА.

Keywords: Straight arches, construction solutions, selection of prefabricated straight arches, the calculation of solid straight arches, the application of system Lira software.

E-mail автора: malahov@gnext.ru.

Рецензент: А.И.Бедов кандидат технических наук профессор кафедры ЖБК МГСУ

Расчет металлической перемычки

Какой дом не обходится без перемычек? Правильно — никакой! Поэтому если Вы собираетесь строить дом, то Вам может пригодится данный калькулятор. Ведь благодаря ему Вы можете легко произвести расчет любой металлической перемычки (из уголков, швеллера двутавра, трубы и т.д.), которая в будущем будет удерживать конструкции, находящиеся над дверными и оконными проемами.

Если же Вас интересуют монолитные железобетонные перемычки или перемычки, выполненные непосредственно из уголков, то Вам нужно воспользоваться другими калькуляторами.

Подробнее о калькуляторе. Он способен рассчитать требуемый момент сопротивления (Wтреб) и требуемый момент инерции ( Jтреб), по которым Вы уже подбираете профиль под перемычку.

Для удобства калькулятор имеет 4 режима, в которые заведены наиболее распространенные условия эксплуатации перемычек (типы нагрузок):

  • Тип 1 — перемычка несущей стены с опирающимися на нее плитами перекрытия.
  • Тип 2 — перемычка несущей стены с опирающейся на нее балкой перекрытия.
  • Тип 3 — перемычка несущей стены, на которую помимо элементов стены опираются еще и две балки перекрытия.
  • Тип 4 — перемычка самонесущей стены или перегородки.
Читать еще:  Как проводится расшивка швов кладки из кирпича

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

  • Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.

Инструкция к калькулятору

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) — расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) — данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

  • Вариант 1 — перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.
  • Вариант 2 — перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки — здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

с. пуст. — силикатный пустотелый.

с. полн. — силикатный полнотелый.

к. пуст. — керамический пустотелый.

к. полн. — керамический полнотелый.

керам. бетон — керамзитобетон.

Высота кладки (Н) — здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

  • Случай 1 — когда расстояние между проемами по высоте больше, чем пол пролета, т.е. H>L/2, или над проемом никаких проемов больше нет. В этом случае графа «Н» остается пустой или там ставится цифра 0.
  • Случай 2 — расстояние между проемами меньше, чем пол пролета, H Пример подбора профиля для металлической перемычки.

    В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см 3 , Jтреб =1,90 см 4 . И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на Jтреб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с Jx = 1,93 см 4 , по направлению Y — L40x30x4 с Jy = 2,01 см 4 .

    Расчет перемычек в кирпичных стенах

    Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.

    Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.

    При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).

    Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.

    Методика подбора перемычек по таблицам

    Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие.

    Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.

    Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах

    Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.

    Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.

    Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м

    Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м

    Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)

    Таблицы подбора металлических перемычек

    (для увеличения изображения кликните по нему)

    Таблица 1. Подбор перемычек для стен толщиной 250 мм

    Таблица 2. Подбор перемычек для стен толщиной 380 мм

    Таблица 3. Подбор перемычек для стен толщиной 510 мм

    Таблица 4. Подбор перемычек для стен толщиной 640 мм

    Металлические элементы перемычек (прокатные балки) рассчитаны на восприятие давления от вышележащих стен, величина которого эквивалентна весу столба кладки высотой, равной 1/3 пролета перемычки. Несущие перемычки, кроме того, рассчитаны еще и на равномерно-распределенную погонную нагрузку от перекрытий величиной q=4,4 т/пог.м. Для несущих перемычек, устраиваемых в стенах толщиной 250 мм (кладка в 1 кирпич), расчетная погонная нагрузка от перекрытий принята равной q=2,2 т/пог.м.

    Для проемов шириной более 3 м и нагрузках, отличающихся от указанных выше, сечение элементов перемычек принимать по расчету.

    Перемычки в доме из кирпича

    Для устройства и укрепления оконных, а также дверных проемов в момент возведения здания формируются перемычки в кирпичных стенах. Во время проектирования внутренней планировки дома важно оптимально расположить требуемые проемы и продумать какой вид соединительного устройства подойдет для этих элементов. Следует иметь в виду, что любая перемычка должна выдерживать определенные нагрузки, поэтому стоит сначала провести точный расчет показателя, а затем приступить к возведению.

    Зачем нужны?

    В момент строительства жилых домов либо других зданий особое внимание уделяется расчету оконного и дверного проема, над которым важно правильно подобрать вид перекрытия. Усиливающие детали устанавливаются над проемом, их основные функции:

    • Укрепить стеновую конструкцию. Без дополнительного усиления кирпичная кладка разрушится, потому что размеры порталов немаленькие, а образовавшаяся пустота внизу повышает нагрузку на стену.
    • Сформировать проем. С помощью усиливающих элементов удастся создать безопасное и надежное отверстие требуемой формы.
    • Создать основу для продолжения возведения здания. На конструкцию будут опираться потолочные элементы, также перемычка станет опорой остальной части стены.

    При желании дверное либо оконное отверстие в несущих стенах и перегородках по форме можно изменить. При этом учитывается расположение перемычек и минимальное опирание на вертикальную часть здания, т. к. увеличить проем по высоте не удастся.

    Какие есть виды перемычек в кирпичном доме?

    Устройство перемычек в кирпичных стенах над окнами и дверьми предполагает использование прочных и надежных материалов, потому как их основное предназначение — укрепление отверстия и равномерное распределение нагрузки. Усиливающие элементы бывают разных типов и конструкций, но чаще всего используется железобетон, деревянные балки, металлический швеллер. Стандартные ненесущие перемычки устраивают на стенах, где нагрузка минимальна. Усиленные конструкции предназначены для несущих стенок.

    Железобетонные

    Таким видом укрепляют несущие стены и отверстие, формируемое в них. Перемычку из железобетона можно сделать своими руками с помощью арматуры, деревянной опалубки и бетонного раствора. Если нет такой возможности, покупаются готовые элементы. Железобетонные перемычки важно правильно установить. Так, элемент должен полностью охватить отверстие, зайдя внутрь стены не менее чем на 250 мм.

    Кирпичные

    Предназначены для обустройства отверстий в несущих стенках в доме, выстроенном из блоков. Кирпичные перемычки предпочтительнее в одноэтажных зданиях, а где нагрузки больше их использовать не стоит. Кладка перемычек выполняется с использованием специальной, прочной растворной смеси. Внутрь стены дополнительно проводится монтаж металлического уголка либо трубы.

    Такой тип конструкции позволяет сделать проем в виде арки.

    Главной особенностью такой разновидности конструкции является возможность возвести эффектные арочные своды. В этом случае проем в кирпичной стене обрамляют лучковые или клинообразные элементы, при этом необходимо контролировать расположение швов — они формируются перпендикулярно готовому нижнему ярусу. А также таким способом формируется клинчатая перемычка, которая считается продолжением стеновой кладки.

    Металлические

    Используются для усиления дверных, а также оконных проемов. Такие элементы продаются в виде металлических уголков, изготовленных из надежного сплава, способного выдерживать большое давление. Перед установкой металлической перемычки проводится ее подбор под швы кладки, при этом вертикальная кладка не требует дополнительного усиления арматурой. Уголку нужно расположиться на глубину 150—200 мм вглубь стены.

    Как сделать перемычку из кирпича?

    Расчет материала

    Перед тем как начать проводить монтаж перемычек на кирпичные стены, нужно подготовить проект и провести необходимые расчеты. Параметры усиления отверстия дверного портала представлены в таблице:

    ПараметрКак рассчитать
    ПрочностьСопротивление элемента * сопротивление материала * 1,12
    ПрогибНормативный момент * длина усиливающей детали / (10 * момент инерции * модуль упругости элемента)
    НагрузкаТолщина отверстия * ширину * высоту * вес элемента
    Момент сопротивленияНагрузка / 8 / сопротивление материала
    Момент инерцииГлубина опирания детали * момент инерции материала * расчетную длину элемента / (10 * модуль упругости)

    Вернуться к оглавлению

    Инвентарь

    После определения всех параметров и размеров проводится установка перемычек. Для этих целей необходимо подготовить такие инструменты:

    • мастерок или кельму;
    • молоток-кирку;
    • расшивку;
    • порядовку;
    • шнур, отвес, уровень.

    Вернуться к оглавлению

    Как проводится кладка?

    Как устроить рядовые?

    Такие перекрытия формируют методом обычной кирпичной кладки, которая проводится с перевязкой и надежным формированием швов. Здесь важно строго соблюдать качество работы. Швы важно качественно заполнить раствором, чтобы создать прочные дверные или оконные перемычки. Если в отверстии нет надежной опоры, рядовая перемычка сжимается и изгибается под весом стены.

    Для предупреждения разрушения проема, необходимо правильно провести расчеты. Конструкция выполняется из облицовочного кирпича, который отличается прочностью и надежностью. Усилить сформировавшийся проем поможет система армирования от компании «Баут» (Baut), куда входят специальные аксессуары для устройства усиливающих элементов. Каждый может выбрать себе в новый дом подходящую конструкцию, благодаря которой кирпичные перемычки будут надежно выполнять свои функции.

    Устройство клинчатых перекрытий

    При выборе такого метода усиления армирование не требуется. Несущая способность проема обеспечивается распором кирпичных блоков, размещенных клинообразным способом. Для работы рекомендуется использовать новый, цельный облицовочный кирпич. Кладка начинается с двух сторон от пят по направлению к середине. В центре проема формируется кирпич-замок. Во время возведения усиливающего перекрытия важно строго контролировать заполненность и перевязку швов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×