Монтаж плит перекрытия на металлические балки

От качества выполнения перекрытий зависят безопасность проживания, уровень звуко и теплоизоляции, дизайн помещений и срок службы здания. Перекрытия могут опираться на капитальные стены или балки. Ниже описаны потолочные конструкции с использованием металлических и железобетонных балок.

Требования к перекрытиям

Перекрытия должны удовлетворять определенным требованиям:

• пожарная безопасность;
• способность выдерживать нагрузки, возникающие от собственного веса и веса объектов, расположенных на верхнем этаже;
• жесткость, обеспечивающая прогибы не более 1/250 длины пролета для межэтажных конструкций и 1/200 — для чердачных;
• достаточная звуко и теплоизоляция.

Использование металлических и железобетонных балок позволяет выполнять большинство из указанных требований, перекрывать помещения больших размеров при использовании конструктивных элементов доступной величины, снижать нагрузку на несущие стены, строить помещения с оригинальным внешним видом.

При возведении стен из материалов низкой прочности (в каркасных домах, зданиях из ракушечника или полистиролбетона) балки могут укладываться поверх них для равномерного распределения нагрузки и получения надежной поверхности для опирания перекрытий.

Недостатками балок является плохие тепло и звукоизоляционные характеристики и трудность получения гладких поверхностей, но первая проблема решается дополнительным утеплением, а вторая — применением подвесных и натяжных потолков. Для правильного монтажа перекрытий на балках нужно знать характеристики используемых материалов.

Металлические балки

Металлические балки имеют следующие особенности:

• высокая несущая способность;
• пожаробезопасность при нанесении огнезащитных составов;
• возможность изготовления элементов нестандартных размеров;
• крепление балок к опорам с помощью сварки и болтовых соединений (последние являются более надежными и разборными).

Металлические балки изготавливаются из двутавра, швеллера или уголка. Двутавровые балки применяются чаще, так как обладают лучшими характеристиками и достаточной площадью опоры для установки на колонны и укладки плит перекрытия.

Стальные конструкции подвержены коррозии, поэтому должны защищаться лакокрасочными покрытиями. Их внешний вид плохо сочетается с дизайном жилых помещений (за исключением стиля «хай тех») и металлические детали закрываются декоративными элементами.

Железобетонные балки

Заводские железобетонные изделия:

• имеют стандартные размеры;
• отличаются более привлекательным внешним видом;
• изготовлены из негорючих материалов;
• оборудованы закладными деталями для соединения с опорами методом сварки;
• не подвержены коррозии.

Железобетонные балки в заводских условиях изготавливаются из бетона и предварительно напряженной арматуры с последующим пропариванием. Монолитные балки нестандартных размеров могут быть изготовлены непосредственно в месте монтажа, но их несущая способность хуже, чем у заводских, а характеристики и внешний вид — трудно предсказуемы.

Выбор балок и перекрытий

• Что такое стекломагниевый лист и каковы области его применения, расскажет данная публикация.
• В чем заключаются преимущества забора из профнастила и как рассчитать его стоимость, читайте в этой статье.
• Процесс монтажа цокольного сайдинга описывается здесь.

Методики расчетов описаны в справочниках «Проектирование железобетонных конструкций» Голышева А.Б. и «Расчет стальных конструкций» Лихтарникова Я.М. Задавая разные расстояния между балками и толщину перекрытий расчет повторяют несколько раз до получения приемлемых результатов.

При проектировании следует иметь в виду, что:

• экономически выгодно прокладывать балки вдоль коротких стен, так как нагрузка на них уменьшается и можно применить более легкий профиль;
• отклонение расстояния между балками от расчетного в обе стороны ведет к перерасходу металла и железобетона.

На практике металлические балки изготавливаются из двутавра №10 — 20, а бетонные — выбираются толщиной не менее 12 см и высотой, превышающей 1/20 часть длины пролета.

Рекомендации по монтажу балок перекрытия

• Балки опираются на железобетонные, металлические, кирпичные колонны или несущие стены. Если стены не обладают достаточной прочностью, колонны выполняются внутри них. Фундамент под колонны делается усиленным с заглублением, превышающим глубину промерзания грунта.
• Металлические балки крепятся к колоннам болтовыми соединениями, железобетонные — сваркой закладных деталей. Необходимо обеспечить достаточные площади опоры балок на колонны и перекрытий на балки.
• Балки должны заходить в стены на расстояние, превышающее 20 см. Опирание концов плит перекрытия на стену должно быть длиной более 12 см, на металлическую балку — 7 см, на железобетонные конструкции — 7,5 см. Сборные плиты перекрытия соединяются между собой проволокой через монтажные петли или другим способом. Толщина монолитных плит выбирается не менее 1/35 части расстояния между балками.

Монтаж плит перекрытий по металлическим балкам

Монтаж плит перекрытий по металлическим балкам

Состав операций и средства контроля

Измерительный визуальный

Визуальный, измерительный, каждый элемент

То же

То же

Этапы работ	Контролируемые операции	Контроль (метод, объем)	Документация
Подготовительные работы	Проверить: — наличие документа о качестве на металлические конструкции и бетонные плиты; — соответствие размеров конструкций проектным, наличие окраски балок; — соответствие отметок проектным, размеры гнезд, наличие опорных подушек.	Паспорта (сертификаты), общий журнал работ
Монтаж плит перекрытия	Контролировать: — размеры опирания балок на стены (опорные подушки), размеры по осям; — наличие раствора под концами железобетонных плит, замоноличивание гнезд; — наличие поперечных связей и их анкеровку в стены; — правильность укладки толя при звукоизоляции; — влажность и толщину слоя засыпки.	Общий журнал работ, акт освидетельствования скрытых работ
Приемка выполненных работ	Проверить: — фактическое положение смонтированных балок плит; — внешний вид лицевых поверхностей.	Акт приемки выполненных работ
Контрольно-измерительный инструмент: рулетка, линейка металлическая, нивелир, двухметровая рейка.
Операционный контроль осуществляют: мастер (прораб), геодезист — в процессе работ. Приемочный контроль осуществляют: работники службы качества, мастер (прораб), представители технадзора заказчика.

Требования к качеству применяемых материалов

ГОСТ12767—94. Плиты железобетонные сплошные для перекрытий жилых и общественных зданий. Технические условия.

Отклонения от номинальных размеров плит, указанных в рабочих чертежах, не должны превышать следующие значения:

— по длине плит до 4 м — ±8 мм;

— по толщине плит — ±5 мм;

— по ширине плит до 2,5 м — ±6 мм.

Технические требования

СНиП 3.03.01-87 п. 3.7, табл. 12 Альбом 69 НП Ленжилпроекта

Допускаемые отклонения:

— отклонение отметок опорных узлов ригелей, балок— Ю мм;

— прогиба (кривизны) между точками закрепления сжатых участков
ригеля или балки — 0,00)3 длины закрепленного участка, но не более 15 мм;

— ровности поверхности со стороны потолка при проверке двухметровой
рейкой — 5 мм.

Указания по производству работ

СНиП 3.03.01-87 п. 3.21 Альбом 69 НП Ленжилпроекта

Стальные конструкции должны быть огрунтованы и окрашены на предприятии-изготовителе. Окраске не подлежат зоны монтажной сварки на ширину 100 мм по обе стороны от шва и части стальных конструкций, подлежащие обетонированию.

Изготовленные конструкции должны быть замаркированы в соответствии с чертежами КМД.

Предприятие-изготовитель стальных конструкций обязано выдать сертификаты на конструкции. Металлическая балка по нижним полкам должна быть обернута сеткой «Рабица» для штукатурного слоя.
Плиты укладываются по металлическим балкам на слой, цементного раствора Ml00 толщиной не более 20 мм, с совмещением поверхности смежных плит вдоль шва со стороны потолка. Замоноличивание стыков плит производится таким же раствором.
При пролете балок свыше 5,0 м до 7,5 м устанавливаются связи из арматуры 020 мм посередине пролета, при пролете от 7,6 до 9,0 м — в каждой трети пролета. Величина опирания балок на стену — по проекту, но не менее 250 мм. При пролете балок свыше 6,0 м под их опорные части необходимо устанавливать опорные подушки.

Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий — монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.).

Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

— временная нагрузка на перекрытие,

— нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

— нагрузка от веса полов,

— собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 — длина балки, L 2 — расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло — хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала — пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты — временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L — расстояние между балками.

Задаемся шагом балок — 2,5 м, направление балок — вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия — 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры — 35 мм.

Монолитное перекрытие на двутаврах

Перекрытия на основе двутавров

Каждый человек хочет, чтобы в его доме все было сделано на совесть, но не каждый знает, как этого добиться.

Так для создания перегородок используется множество материалов, но всего один из них обладает повышенным прочностным коэффициентом – это перекрытие по металлическим балкам.

Металлические балки являются надежнее и прочнее, не имеющие ограничения и позволяют перекрывать большие пролеты (4-6 м и более), чем деревянные. Такая конструкция не подвержена огню. Однако при использовании металлических балок возникают значительные финансовые затраты.

Большинство людей считает, что обыкновенное монолитное перекрытие может обеспечить непревзойденную прочность, которая не потеряет своих качеств с годами. Но при этом они даже не пытаются подсчитать, сколько уходит денег и времени на его создание, тогда как вполне можно организовать альтернативный вариант, который будет дешевле, на него уйдет меньше материала, а по свойствам он будет не хуже. Это перекрытия по железобетонным балкам, которые являются практически тем же монолитом, только гораздо тоньше и прочнее.

Для того чтобы монолит был прочным, нужно четко и ясно определить область работы, но с учетом данной поправки на балки это сделать будет гораздо проще обычного. Для начала потребуется собрать ряд инструментов, который есть почти в каждом доме, а уже затем можно начинать пошагово исполнять каждый из пунктов. Тут не стоит бояться даже перекрытий больших пролетов, т.к. конструкция обладает гораздо большей прочностью.

После того как закончен расчет, следует обязательно учитывать данные прогноза погоды, т.к. в ближайшие 1-2 недели осадков быть не должно ни под каким предлогом. Все деревянные конструкции от этого тут же потеряют свои свойства на довольно длительный период. Балочная система будет проминаться, опалубка из фанеры размокнет, а лить бетон во влажном месте будет просто бесполезно.

Подготовка к монолитному межэтажному строительству

Схема перекрытия по металлическим балкам.

• лист А3;
• карандаш с ластиком;
• рулетка;
• уровень;
• сварочный аппарат;
• балки;
• перфоратор;
• ламинированная фанера от 20 мм и толще;
• молоток с гвоздями;
• поддерживающая система (балочные подпорки 100*100 и больше, либо распорки металлические с толщиной стали от 2 мм – не стоит делать расчет на одну систему, лучше чередовать);
• толь либо другой гидроизолятор.

Тут потребуется создать точный чертеж поверхности, который обеспечит детальное представление о будущей работе, которую только предстоит проделать. За периметр в чертеже стоит брать внешнюю сторону стены, т.к. именно она и будет являться опорой.

Производится монтаж балок (двутавров) – делать это стоит под уровень, чтоб с опалубкой проблем не было. Тут следует учесть, что временами приходится их сращивать посредством сварочного аппарата. Если перекрытие устанавливается над отдельно взятым помещением, которое является частью целого, то следует балки срастить с уже готовой стеной при помощи перфоратора и того же сварочника. Размер шага между двутаврами от 1 до 2,5 м в зависимости от бюджета проекта, ибо чем больше балок и чем они ближе, тем надежнее будут перекрытия по железобетонным балкам.

Схема усиления металлических балок А, Б — накладками. В — обетонированием. Г — шпренгелем. Д, Е — заделкой на опорах. Ж, З —сопряжением балок на опорах.

Параллельно верхней линии двутавра монтируется фанера, которая будет нести функции опалубки. Крепление должно быть максимально прочным. Тем не менее, оно не должно перестать быть съемным. При монтаже опалубки важно не забывать, что в данном случае идет не стандартный монолит в 0,3 м, а усиленный, который можно сократить в 2 раза без каких либо потерь, поэтому борта можно сделать всего 0,15-0,2 м.

Далее монтируется поддерживающая система. Тут есть 2 варианта – деревянные балки и металлические распорки. Балки ставятся в соотношении 1 шт. на 1 м², тогда как распорки 1 шт. на 2 м². После монтажа следует проверить каждую в отдельности на устойчивость, т.к. расчет на падающий цемент в среднем 500 кг, а выдержать его надо обязательно так, чтобы балка даже не пошевелилась. На балочные подпорки расчет делается гораздо чаще, т.к. металл может подвергнуться деформации, а дерево будет стоять до последнего.

После того как балочные системы проверены, можно взобраться на опалубку и прогуляться по ней. Во время прогулки следует шагать максимально тяжелым шагом и пытаться уловить под собой малейшее колебание. Далее можно стелить толь, расчет стоит делать на весь периметр, а по возможности и про запас.

Основная часть работы

Схема монолитного перекрытия.

• армирующий прут А500С;
• проволока;
• раствор 400-500 марки (1 цемента, 3 песка, воды по необходимости);
• лопата штыковая;
• лопата совковая;
• полиэтиленовая пленка;
• вода;
• лом.

Создание армирующей части.В такого рода перекрытиях уже не требуется использование двойной обрешетки, а достаточно одинарной. Обрешетка делается с шагом в 0,5 м и закрепляется на уровне середины плиты (при двойной обрешетке нижняя прокладывается на уровне 25 мм от опалубки и столько же сверху, но тут следует выбирать нейтральный вариант). Для ее закрепления потребуется использовать металлические скобы, которые можно изготовить вручную из того же прута (ее можно рассчитать отдельно как 0,4*площадь/4). Все связи производятся мягкой проволокой намертво. После окончания крепления следует проверить арматуру на подвижность – по возможности она не должна приводиться в движение.

Заказ раствора. Не стоит даже пытаться делать его своими руками, т.к. заливку желательно производить за один раз. Причиной для этого служит равномерность застывания – если этого не будет, то износ может быть более скорым. Раствор должен быть марки 400-500, но не ниже, т.к. прочность все равно потребуется, несмотря на балочные перекрытия. Когда производится расчет, следует уделить внимание одному аспекту – в один автомиксер входит в среднем 8-9 м³ раствора. Также следует позаботиться, чтобы миксер был с рукавом для подачи на второй этаж.

Расчётная схема перекрытия по металлическим балкам.

Во время заливки желательно иметь одного или двух помощников, чтобы не прерывать процесс. Они должны будут перепахивать раствор, чтоб выпустить попавший воздух. Меньше воздуха – меньше поводов для тревоги. Но при этом не стоит забывать про уложенный в п.5 толь, который не должен быть поврежден. Заливка производится в постоянном движении, чтобы не создавать лишнюю нагрузку на несущие конструкции. К тому же это обеспечит равномерность работы и возможность помощникам делать свое дело независимо и максимально эффективно. Если делать все правильно, то заливка осуществляется за полдня.

По завершению работы следует все накрыть полиэтиленовой пленкой и оставить на 28 дней. При этом следует регулярно смачивать плиту водой.

Спустя месяц поддерживающая система удаляется, при помощи лома демонтируется опалубка, полиэтилен убирается вручную и можно любоваться основной частью работы.

Завершающий этап

На этом этапе следует позаботиться о том, чтобы спрятать двутавры. Для этого есть 2 варианта развития – использование любой строительной смеси (что сделает почти весь расчет на экономию тщетным), либо подвеснойнатяжной потолок. Чаще всего в загородных домах в данном случае используют именно подвесной потолок из гипсокартона, т.к. его будет очень удобно смонтировать, при этом совершенно не пострадают габариты комнаты. Также будет очень удобно с проводкой, т.к. балки вполне можно просверлить без ущерба для прочности.

Перекрытия между этажом и подвалом либо чердаком

Схема перекрытия металлическими балками между этажом и подвалом.

• балки (двутавры);
• ламинированная фанера 20 мм и толще;
• поддерживающая система;
• молоток с гвоздями;
• бетономешалка;
• раствор (1 цемента, 3 песка, воды сколько попросит);
• толь;
• армирующий прут (можно тоньше среднего);
• сварочный аппарат с электродами;
• глиняный раствор (Глина и конский навоз 2 к 1, вода);
• лопата совковая;
• шпатель;
• мастерок.

Такие монолитные перекрытия по металлическим балкам изготавливаются похожим образом и из тех же материалов, как и расчет. Он создается почти по тем же формулам, но сама технология изготовления отличается существенно:

1. Опалубка монтируется не под верхнюю черту балки, а под нижнюю, чтобы заливка производилась именно в пространство между ними.
2. Арматура крепится сварочным аппаратом к балкам либо во время заливки укладывается вручную.
3. Не потребуется заказывать автомиксер, т.к. для таких объемов (каждое пространство между балками льется раздельно, но монтаж арматуры сварочником стоит делать заранее) можно сделать раствор самому в бетономешалке.
4. Таким образом получаются монолитные фиксированные панели, которые будут обладать немалыми прочностными показателями и при этом не терять своих теплоизоляционных свойств (стяжку на пол все равно лучше постелить либо поднять уровень пола над самими балками, т.к. все равно металл будет прохладным). Некоторые полы на чердаке и потолки в подвале промазывают глиняным раствором, лучше которого не сможет удержать тепло ни один самый современный материал.

Расчет необходимых материалов

Схема устройства монолитного перекрытия на двутаврах.

Объем необходимого раствора на монолитное межэтажное перекрытие высчитывается по формуле площадь*высоту опалубки – 5% (армирование). К примеру, для 100 м² при высоте в 15 см – это будет 15 м³ раствора (итог расчета равен 14,25, но лучше взять немного больше).

Расчет количества армирующего прута: длина*высота*4(обрешетка предполагает под собой 2 сплетенных слоя), т.е. для площадки 10*10 – это будет 400 м.

Расчет прута для скоб (прут на данном месте можно использовать самый простой, гораздо тоньше армирующего) – 0,4*площадь/4, где 0,4 м – это длина прута на 1 шт., каждая из них ставится в центр отдельно взятого квадрата в 4 м².

Расчет количества балок производится индивидуально в зависимости от шага.

При расчете монолитных панелей он производится аналогично, а смущающие распорки можно принять за ноль, т.к. их все равно придется накрывать.

StudArctic forum

электронный научный студенческий журнал

Техника и технологии строительства

Устройство железобетонного междуэтажного перекрытия по металлическим балкам в старом фонде

Набока Александр Андреевич Са́нкт-Петербу́ргский политехни́ческий университе́т Петра Великого (г. Санкт-Петербург, Политехническая улица, д. 29), [email protected]

Ключевые слова: железобетонное перекрытие по металлическим балкам реконструкция замена перекрытия узлы устройства перекрытия перекрытие по профильному листу капитальный ремонт

Аннотация: Реконструкция и капитальный ремонт зданий в последние годы набирают обороты. Для центральных районов крупных Российских городов проблема устранения аварийности строительных конструкций очень актуальна. Существует ряд региональных программ по проведению капитального ремонта в многоквартирных жилых домах. В статье приведены проектные решения и рекомендации по устройству железобетонного перекрытия по металлическим балкам в старом жилищном фонде.

Основной текст

В [1] ссылаются на статистические данные «ЮНЕСКО» согласно, которым более 50% всех европейских жилых зданий было построено в период до 50-ых годов прошлого столетия. Необходимость проведения ремонта или реконструкции большого числа жилых домов сейчас ни у кого не вызывает сомнения. Так в Санкт-Петербурге действует региональная программа капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах Санкт-Петербурга, на которую предполагается выделить с 2017 по 2019 порядка 32 млрд. рублей [2].

Выполнение такого объема работ требует привлечения большого числа специалистов в области проектирования. В работе собраны проектные решения по устройству нового междуэтажного перекрытия с целью облегчения, уменьшения трудозатрат и оптимизации процесса проектирования. Стоит отметить, что приведенные проектные решения не являются обязательными к исполнению и носят, по мнению автора, исключительно рекомендательный характер, могут содержать ошибки, неточности. Применение того или иного решения должно соответствовать существующим нормам и подтверждаться расчетами.

Строительные конструкции старого жилищного фонда не только устарели морально– старые планировки и качество инженерного оборудования не соответствуют современным нормам, но и физически – отдельные конструкции доживают свой эксплуатационный период и не способны отвечать требованиям прочности, надежности, возложенным на них в момент строительства. Основными причинами физического износа [3] являются как время, длительный период использования, так и условия эксплуатации – несвоевременный и ненадлежащий уход, ремонт.

С дефектами и повреждениями, а также причинами их возникновения характерными для того или иного вида конструкций можно ознакомиться в [4].

Нас интересуют перекрытия. Наиболее частыми типами перекрытий в старых многоквартирных домах – перекрытия по металлическим и деревянным балкам. Конструкции перекрытий приведены на рисунке 1 и 2.

Рисунок 1. Наиболее часто встречаемая конструкция междуэтажного перекрытия по деревянным балкам в старом фонде

Рисунок 2. Наиболее часто встречаемая конструкция междуэтажного перекрытия по металлическим балкам в старом фонде

При проведении капитального ремонта может обнаружиться, что существующие несущие балки находятся в аварийном состоянии и требуют замены. Тогда возникает необходимость устройства нового перекрытия. Наиболее простым в исполнении является железобетонное перекрытие по металлическим балкам с использованием профильного листа в качестве несъемной опалубки. Дальше будут рассмотрены решения по обустройству данного перекрытия.

Первым делом, необходимо выполнить монтаж металлических балок. Лучше использовать прокатные профили в качестве несущих балок. На рисунке 3 приведен узел опирания металлической балки на несущую кирпичную стену дома.

Рисунок 3 (а). Узел опирания балки на кирпичную кладку

Рисунок 3 (Б). Узел опирания балки на кирпичную кладку. Разрез А-А

Рисунок 3 (В). Узел опирания балки на кирпичную кладку. Разрез Б-Б.

Где, 1 –ребро жесткости; 2 – опорный лист.

Ребро жесткости монтируется для обеспечения устойчивости балки и предотвращения изгиба полки двутавра. Опорный лист необходим для распределения нагрузки на кирпичную кладку.

С другими вариантами устройства узла опирания можно ознакомиться в [5].

Пролет между несущими стенами порой достигает 6 и более м, и доставить металлическую балку на монтажную отметку цельной не представляется возможным из-за ее большого веса. Узкие подъезды, невозможность устройства подъемных механизмов и оборудования для подъема балок — все эти сложности, с которыми встречаются строители. Тогда возникает необходимость выполнить равнопрочный монтажный стык, приведенный на рисунке №4.

Рисунок 4. Равнопрочный монтажный стык балок.

Наиболее популярным является монтажный стык, в котором верхняя и нижняя пластины одинаковые по ширине и шире полок двутавра. Но в условиях стройки для удобства проведения сварочных работ верхнюю пластину можно сделать уже полки двутавра, тогда нижнюю следует увеличить. (Именно такой и стык приведен на рисунке 4).

Все металлические элементы должны быть защищены от коррозии. Типовое решение – слой грунта ГФ-021 и 2 слоя эмали ПФ-115. Также следует предусмотреть мероприятия по огнезащите металлических конструкций.

После монтажа балок приступают к устройству железобетонной плиты по верхней полке двутавра и межбалочного заполнения.

Преимущественным способом устройства ж/б плиты в старом фонде является использование профнастила в качестве несъемной опалубки. (Если проектировщиком принято решение применять профилированный лист еще и в качестве рабочей внешней арматуры следует учитывать требования, указанные в [6]).

Профилированные листы следует соединять между собой по продольным краям внахлест с помощью самосверлящих винтов или заклепок с шагом не более 500 мм. К несущим металлическим балкам следует крепить с помощью саморезов по металлу в каждом гофре на крайних опорах и через гофр в промежуточных.

Профильный настил следует подбирать в зависимости от шага балок таким образом, чтобы он смог выдержать нагрузку от веса плиты до тех пор, пока она не наберет прочность.

На рисунке 5 приведена возможная схема армирования перекрытия.

Рисунок 5. Схема армирования плиты перекрытия по профилированному листу.

Армирование состоит из продольных прутьев, уложенных в каждый гофр профлиста и верхней арматурной сетки с шагом 150-200 мм. Элементы каркаса соединяются либо сварным швом, либо с помощью стальной проволоки.

Рисунок 6. Перекрытие по металлическим балкам с использованием профилированного листа в качестве несъемной опалубки

Затухание звука в железобетонной плите перекрытия слишком мало, поэтому для обеспечения комфортных условий проживания и снижения уровня шума необходимо устройство дополнительной звукоизоляции. На рынке представлен широкий выбор тепло и звукоизоляционных материалов и в зависимости от бюджета можно подобрать требуемый материал. Для фиксации материала по нижней полке следует использовать профильный лист, либо отдельные профили. В качестве финишной отделки можно применить облицовочные панели из гипсокартона.

В конце пирог перекрытия будет выглядеть как показан на рисунке 7

Рисунок 7. Окончательный пирог перекрытия

Данное перекрытие позволит реализовать любую планировку при этом перегородки должны быть выполнены из легких материалов, например, из ГКЛ. С возможными вариантами перегородок можно ознакомиться в [7].

Стоит отметить, что устройство такого перекрытия может сопровождаться (в зависимости от типа изначального перекрытия) увеличением нагрузок на стены и фундамент. При замене перекрытия не только на одном этаже следует провести обследование и убедиться в способности стен, фундамента и основания выдержать проектные нагрузки.

Заключение.

Резкое увеличение объемов работ по капитальному ремонту и реконструкции, проводимых в старом фонде, свидетельствуют о необходимости разработки типовых решений.

В статье собраны проектные решения и рекомендации по устройству нового перекрытия, которые получили широкое применение при реконструкции задний. Все принимаемые материалы должны быть сертифицированы и соответствовать действующим нормативным документам.

Список литературы

1. Савйовский, В.В. Ремонт и реконструкция гражданский зданий / В.В. Савйовский, О.Н. Болотских. – Харьков: Издательский дом «Ватерпас» 1999. – 287 с.

2. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 08.12.2016 №1127 (краткосрочный план реализации региональной программы капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах в Санкт-Петербурге в 2017, 2018 и 2019 годах)

3. Рабинович Г.М. Дважды рожденный / Г.М. Рабинович. – Ленинград: Стройиздат, (Ленинградское отделение Ленинград, пл. Островского, 6) 1971. — 112 с.

4. Физдель, И.А. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях (2-ое издание, дополненное и исправленное) / И.А. Физдель. – М.: Стройиздат. 1970. – 175 с.

5. ЦНИИпроектстальконструкция. Серия 2.440-1 Выпуск 1. Рамные и шарнирные узлы балочных клеток и примыкания ригелей к колоннам / ЦНИИпроектстальконструкция, ВНИКТИстальконструкция Минмонтажспецстроя СССР, ВНИПИ Промстальконструкция – утвержден 15.12.1981 Госстрой СССР (Государственный комитет Совета Министров СССР по делам строительства)

6. ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова». СТО 0047-2005 Перекрытия сталежелезобетонные с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Расчет и проектирование / ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова», ЗАО «Хилти Дистрибьюшн Лтд» — М. 2005 – 63 с.

Как выполняется опирание балки на кирпичную стену?

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.

Способы заделки балки

Схема заделки концов деревянных балок в чердачном перекрытии в стену толщиной в 2 кирпича.

Надежность и безопасность перекрытия во многом определяются правильностью заделки балки в стену. Заделка определяет характер опирания на кирпичную стену, и этот этап строительства является важнейшим.

Деревянная балка устанавливается в нишу, сделанную в кирпичной кладке, глубиной до 150 мм. Торцевые концы проходят определенную обработку: торец стесывается под углом порядка 60º, пропитывается антисептиком и смолой, обертывается толем или рубероидом. Обернутые концы укладываются в кирпичную стену с зазором от задней стенки ниши на 30-50 мм. Зазор заполняется теплоизоляцией (минеральная вата, войлок и т. д.). Уложенные концы, как правило, промазывают (заделывают) раствором бетона, битумом или покрывают слоем толя.

Кирпичная стена большой толщины и опирание на нее балки

В случае когда толщина кирпичной стены превышает 600 мм (2,5 кирпича), рекомендуется несколько отличный способ заделки. Гнездо в кирпичной кладке выполняется таким образом, чтобы между торцом балки и задней стенкой ниши оставалось расстояние не менее 100 мм. Общая глубина ниши выбирается с учетом того, что балка должна опираться на стену на длине не менее 150 мм. Оставленный зазор позволяет уложить в него теплоизоляционный материал и обеспечить воздушную прослойку.

Нижняя часть гнезда усиливается при помощи бетонного раствора, битумного слоя и двух слоев толя или рубероида. Таким образом создается подушка для укладки, которая при этом выравнивает поверхность кладки. Ниша в ее верхней и боковых частях покрывается толью.

Опирание балки при уменьшении толщины стены

Схема заделки концов балки в стену толщиной 0,64 м и более.

При выполнении перекрытия на кирпичных стенах толщиной порядка 500 мм (2 кирпича) методику заделки следует изменить. В нишу глубиной до 250 мм, оставленную в кирпичной кладке, устанавливается деревянный ящик (короб) с 2-3 стенками. Между задней стенкой ниши и ящиком укладывается просмоленный войлок. Стенки ящика обрабатываются антисептиком и пропитываются смолой.

Нижняя часть ниши выравнивается двумя слоями толя или рубероида. Боковые стенки гнезда утепляются войлоком. Ящик устанавливается в нишу так, чтобы он прижимал войлок. Брус перекрытия опирается на нижнюю часть ящика на длине не менее 150 мм.

При уменьшенной толщине кирпичной стены следует контролировать толщину стенки, оставшейся после формирования ниши. При толщине стенки менее 50 мм возникает опасность проникновения холода, и, следовательно, необходимо предусмотреть дополнительное утепление в зоне опирания балки на кирпичную стену.

Монтаж и крепление балок

Процесс монтажа балок при изготовлении перекрытий зависит от назначения перекрытия, его площади и нагрузок. Обычно деревянный брус распределяют вдоль несущих кирпичных стен на расстоянии от 600 до 1500 см друг от друга. Заделку балок начинают с крайних и равномерно распределяют по длине стены. Рекомендуется обеспечить зазор между крайней балкой и краем стены не менее 5 см.

Схема укладки перекрытий и последующей фиксации.

Важным элементом монтажа перекрытия является проверка горизонтальности крепления балок и равного уровня расположения всех балок относительно пола. Отклонение горизонтальности или неравномерность уровня вызовет дополнительную нагрузку в зоне опирания на кирпичную стену, особенно после дальнейшей укладки поперечных досок перекрытия.

Увеличить надежность и жесткость опирания на кирпичную стену можно путем использования дополнительных крепежных элементов. Наибольшее применение нашли стальные анкеры. Анкер укрепляется так, чтобы между наружной поверхностью стены и его концом оставалось расстояние не менее 15 мм. Анкер и брус перекрытия скрепляются гвоздями и металлической накладкой размером не менее 6х50 мм.

Монтаж перекрытия

После завершения монтажа и заделки балок производится монтаж поперечного настила перекрытия. Для изготовления настила используются доски толщиной в 25-45 мм, толстая фанера. Установку настила производят поверх слоев теплоизоляции. При изготовлении междуэтажных перекрытий настилается еще и шумоизолирующий слой. Монтаж настила производится поверх брусков (лагов), которые крепятся поперек несущих балок.

При изготовлении перекрытия необходимо использовать стандартный инструмент. Рекомендуется следующий набор инструментов.

Для обработки и крепления деревянных элементов:

Заделка концов деревянных балок раствором с щебенкой.

• ножовка,
• топор,
• молоток,
• болгарка,
• дрель,
• перфоратор (для работ с кирпичом).

Для проведения измерений и замеров:

Опирание металлической балки на кирпичную стену

Конструкции упрочненных перекрытий могут основываться на использовании несущих металлических балок. При опирании такой конструкции на кирпичную стену необходимо устранить вероятность местного разрушения кирпичной кладки в зоне крепления балки.

Для распределения возникающих значительных нагрузок на возможно большую площадь применяются подушки, которые должны входить в комплект специальных узлов.

Несколько видов стандартных узлов крепления включают шарнирное соединение, закрепляемое на кирпичной кладке цементным раствором. Нагрузка на опорный конец в этом случае передается на кирпич через промежуточные металлические плиты толщиной не менее 20 мм. Размеры такой плиты определяются, исходя из веса балки и прочностных свойств кирпича.

Для больших нагрузок (более 100 кН) в зоне опирания на кирпичную стену должны использоваться специальные железобетонные распределительные подушки толщиной не менее 100 мм. Такая подушка для упрочнения армируется двумя сетками. Непосредственное опирание на кирпичную стену при указанных нагрузках не допускается. Опорные узлы самой балки в этом случае изготавливаются в жестком исполнении.

Подведение итогов

Промерзание перекрытия из-за неправильного опирания плит перекрытия.

Любой вид перекрытия имеет свои преимущества и недостатки. Использование деревянных перекрытий на несущих деревянных балках наиболее дешево. По трудоемкости и степени сложности сборки такие перекрытия вполне доступны большинству людей. Эта доступность обеспечивает наибольшее распространение применения деревянных балок при строительстве частных кирпичных домов. Деревянные перекрытия в таких домах могут использоваться в качестве любого вида как междуэтажного, так и чердачного.

Стандартные способы заделки концов обеспечивают надежное и безопасное опирание на кирпичную стену. Сравнительно небольшой вес конструкции позволяет снизить нагрузку на кирпичную кладку стен и фундамент дома.

К недостатку деревянных конструкций следует отнести легкую воспламеняемость древесины, что требует применения огнезащитных покрытий. Увеличение долговечности перекрытий достигается за счет пропитки смолами и антисептической обработки, но все равно они уступают металлам и железобетонным конструкциям.

При сооружении перекрытий в зданиях, где есть значительные нагрузки на несущие конструкции, возникает необходимость использования металлических и железобетонных балок. Применение подобных конструкций требует повышенных затрат и специального оборудования. В то же время в сложных условиях обойтись без них нельзя. Утяжеленное опирание плиты из бетона на кирпичную стену значительно ограничивает применение монолитных плит в частном строительстве.

Все виды перекрытий хороши для конкретных условий. Правильный выбор конструкции может произвести только специалист с учетом всех воздействующих факторов.