Что такое балка в строительстве

Что такое балка в строительстве

Что такое балка в строительстве
0
09 декабря 2019

В строительной сфере железобетонное балочное изделие используются повсеместно. Применяется эта форма опоры для монтажа плит, выполнения фундаментных работы. С помощью ЖБИ конструкции эффективно распределяется нагрузка от пола на несущие конструкции. Железобетонные балки долговечны и надежны. Однако следует учитывать их большой вес и некоторые нюансы монтажа. Однако для сооружения железобетонных опор требуется спецтехника, несмотря на простоту монтажа.

Где используются?

Назначение железобетонного перекрытия – применение в разных конструкциях и сооружениях. Их используют для строительства аэропортов, подъездных дорог, мостов, высотных зданий жилого и промышленного назначения, железнодорожного и трамвайного полотна. С их помощью выполняются фундаментные работы. Широта применения объясняется многочисленными преимуществами. Железобетонному пролету характерны свойства долговечности, устойчивости к любым воздействиям, прочности и, несмотря на большой вес, высокой скорости монтажа.

Предъявляемые требования к балкам

Для удовлетворения современных потребностей строителей к железобетонным балкам предъявляют многочисленные требования:

  1. Величина прочности для каждого типа здания строго подбирается: для жилых помещений и чердачных конструкций предельная нагрузка составляет 105 кг/м2, для цокольных этажей и межэтажных перекрытий – 210 кг/м2.
  2. Параметр жесткости для перекрытий между этажами должен равняться соотношению 1 к 250, для чердачных – 1 к 200.
  3. Величины звуко- и теплоизоляции должны в точности соответствовать требованиям, предъявляемым к сооружаемым помещениям согласно нормативной документации.
  4. По необходимости нужно обшивать балку или подбирать тип заполнителя межбалочных проемов.

Виды

Железобетонная монолитная или сборная конструкция бывает нескольких видов. Классифицируется материал в зависимости от способа изготовления, типа конструкции, области применения.

По способу производства перекрытия бывают:

  • сборные балки железобетонные, изготавливаемые в заводских условиях. Отличаются наличием таврового или прямоугольного сечения;
  • балки бетонные, производимые непосредственно на стройплощадке. Такой балкой укрепляется монолитная конструкция;
  • сборно-монолитная структура, сочетающая в себе особенности двух предыдущих видов.

По типу конструкции балки подразделяют:

  • на обычные и решетчатые двускатные плиты;
  • односкатные железобетонные перекрытия;
  • стропильные с расположенными параллельно рельсовыми креплениями, фиксирующие оборудование.

Такие сборные железобетонные элементы могут быть ломаными или криволинейными. Основная область применения: возведение крепких и надежных пролетов, выдерживающих высокие нагрузки. Как правило, это цеха с крановой спецтехникой, промышленные предприятия, большие складские помещения, с/х комплексы.

В зависимости от сферы применения предлагаются:

  • двутавровые конструкции для плит, применяемые для сооружения промышленных и крупнопанельных зданий. Отличаются высокой стоимостью из-за хороших прочностных показателей;
  • обвязочные конструкции, предназначенные исключительно для сооружения перемычек проемов между стеновыми массивами;
  • подкрановые элементы для балансировки работы подъемных кранов;
  • решетчатые материалы для строительства эстакад разного сечения;
  • стропильные балки для обустройства кровли одноэтажных зданий;
  • фундаментные железобетонные материалы для сооружения качественного ленточного сплошного фундамента.

Маркировка и размеры

Согласно имеющимся стандартам, все сборные железобетонные конструкции для сооружения перекрытий имеют свою маркировку согласно классификации. Каждой балке присвоен свой типоразмер.

Аббревиатурой БСП маркируются балки железобетонные стропильные с параллельными поясами. БСО балками называют железобетонные стропильные, односкатные элементы, а БСД – стропильные, двускатные.

Подстропильные конструкции принято маркировать буквами БП.

К буквенным обозначениям принято прилагать также цифры. Маркировка содержит три группы букв и цифр.

  1. Для обозначения типа (буква), типоразмера и перекрываемого пролета в метрах (целые арабские цифры).
  2. Для идентификации категории по несущей способности, класса используемых стальных прутьев и марки бетонной смеси.
  3. Для уточнения дополнительных характеристик, таких как конструктивные отличия, особенности условий применения и т. п.

Вне зависимости от области применения балок существуют три показателя размеров, для которых нужен четкий расчет.

  1. Длина (L). Эта величина должна быть больше длины пролета на 0,4 м и заходить за края опорных частей по 0,20 м на несущие стены.
  2. Высота (H). Параметр должен равняться минимум 5% от длины или ее 1/20 часть.
  3. Ширина (B). Отношение этой величины к высоте должно составлять 5:7.

Изготовление балок

Железобетонные конструкции можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант в ряде случаев является необходимым. Для этого потребуется точный расчет и чертеж. Для самостоятельного изготовления балок из железобетона предварительно нужно соорудить опалубку из деревянных досок или фанеры, толщина которых может варьировать от 2,5 до 4 см и от 1 до 2 см, соответственно. Величиной опалубки задаются размеры будущего изделия. Внутреннюю часть формы следует обклеить пленкой для гидроизоляции покрытия.

Затем выполняется армирование из четырех цельных металлических стержней таврового сечения 1,2-1,4 см.

Если делают сопряжение стальных прутьев, рекомендуется выполнить нахлест в 80 см и обвязать место соединения проволокой.

Для предотвращения коррозии арматуру таврового сечения располагают так, чтобы над ней образовался слой бетона в 5 см. Чтобы произвести точный расчет, используются специальные пластиковые подставки.

Рекомендуемая марка бетонной смеси – м300. Заливать бетон лучше беспрерывно в один прием. В конце заливки накрывается гидроизоляционным материалом. Если работы проводятся в жаркое время, готовый бетон поливается водой раз в 24 часа. Дозревание происходит до 14 дней. Так получается монолитная структура. Таким способом изготавливается балка любого размера для любого типа перекрытий, в том числе оконных и дверных. Для некоторых требуются гидроизоляционные покрытия.

Рекомендации по выбору

При выборе материала для пролетов следует ориентироваться на такие свойства, как высокая огнестойкость, звукоизоляция, теплозащита, пароизоляция, гидроизоляция. Конструкционное исполнение перекрытия должно максимально соответствовать конструкции здания, его фундамента и стен. Например, для каркаса стен на столбчатом основании вес сплошного железобетона будет слишком велик, а пустотелые покрытия в сплошном доме не обеспечат строение должным уровнем безопасности.

Следует принять во внимание, что прочность железобетона как композитного материала зависит от ряда факторов. Поэтому при монтаже конструкции нужен точный расчет всех растянутых и сжатых зон, которые вносятся в чертеж.

Это делается для того, чтобы при сооружении плиты между этажами арматура в балках была вставлена именно в растянутых зонах.

Только таким пролетом обеспечится достаточная надежность здания.

Широкий ассортимент типоразмеров позволит подобрать покрытия нужных габаритов согласно чертежу возводимого здания. Также не исключается возможность самостоятельного изготовление плит без потери высоких характеристик готового изделия.

Источник

Деревянные балки перекрытия

Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.

Балка — это ключевой фрагмент перекрытия, назначение которого – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

Преимущества балок из древесины:

  • низкая трудоёмкость при монтаже в сравнении с металлическими или железобетонными аналогами;
  • доступность цен на материалы из древесины;
  • быстрый монтаж без применения дорогостоящих механизмов и инструментов;
  • эстетичный внешний вид;
  • малый вес;
  • ремонтопригодность.

Недостатки балок из древесины:

  • без специальной защитной пропитки горючи;
  • низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
  • подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
  • могут деформироваться от перепадов температур.

Виды деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.

Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену — обычно добавляют 200—250 мм с каждой стороны..

По сечению деревянные балки делят на следующие типы:

  • квадратные;
  • прямоугольные;
  • двутавровые;
  • круглые или овальные.

Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Для справки! Эпюры усилий — графическое отображение изменение внутренних усилий по всей длине бруса. Применяются при расчетах допустимых нагрузок.

Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.

Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.

Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.

Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.

По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:

  • из цельного бруса или доски;
  • из клееного бруса.

Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции

Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.

Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.

Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.

Клееный брус

Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься — оправдывает ли цель средства.

Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Древесина для изготовления балок перекрытия

Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.

Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.

В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.

О качестве и прочности деревянных балок перекрытия

Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.

Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки — это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.

Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.

Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.

Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:

  • большая влажность;
  • безответственное хранение;
  • скрытые дефекты;
  • пересортица;
  • плохие линейные геометрические параметры;
  • заранее обусловленные болезни древесины.

Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить — это доверить работу профессионалу.

Основные исходные положения для расчёта размеров

Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.

Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.

Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.

Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.

Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа

  • Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.
  • Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.
  • Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.
  • Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.
  • Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.
  • Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.
  • Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.
  • Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.
  • В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.
  • Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.

Как рассчитать

Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:

  • длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);
  • расстояние между балками (их шаг);
  • нагрузку на конструкцию.

Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.

Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.

Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.

Расчет деревянной балки производят по таким формулам:

  • Mmax = (q*l2)/8;
  • Wтреб = Мmax/130.

q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.

l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.

Балки металлические: традиционная надёжность

Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

  • с металлом тяжело работать на высоте;
  • необходимы специальные механизмы для монтажа;
  • сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
  • высокая стоимость материала;
  • балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

Есть у металлических балок и положительные моменты:

  • они не горят;
  • долговечнее;
  • металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
  • виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

Заключение

Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.

Источник

Комментировать
0
Это интересно

Как выбрать железный забор? Разное
0 комментариев

Как закрепить деревянные балки Разное
0 комментариев

Как украсить балки Разное
0 комментариев
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит