Расчет металлической перемычки

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.

Разновидности стальных уголков для оборудования перемычек

Строительные уголки из стали изготавливаются способом прокатки или же путем сгибания. Если конструкция предполагает повышенные нагрузки, используется катаный металлопрокат, которому свойственны:

  • высокая прочность, обусловленная утолщением в месте сгиба;
  • четкость контуров наружного угла в сравнении со скругленным уголком, изготовленным методом гибки;
  • увеличенные параметры толщины стенки, обусловленная особенностями производства.

Чтобы изготовить катаный угловой профиль, используются обычные стальные сплавы, насыщенные углеродом, чаще всего Ст3. Для производства металлических изделий, эксплуатируемых в агрессивной среде, рекомендуется применение низколегированного сырья с маркировкой 09Г2С.

С учетом ширины полок, различают неравнополочные и равнополочные изделия. При этом, именно последние получили широкое распространение в разных сферах промышленности.

Наращивание конструкции

Допускается опирание перемычек на кирпичную стену СНиП за счет наращивания конструкции на месте. Для этого важно использовать опалубку, т.е. короб. Выбирать ее необходимо таким образом, чтобы нижняя часть опалубки либо дно полностью повторяли размеры проема. Прибивают опалубку к боковым частям, которые должны заходить минимально на 20-25 см в конструкцию. Сбоку подобное сооружение ограничивают кирпичной кладкой. Для точного прилегания доски к стенке опытные строители рекомендуют монтировку кирпичей таким образом, чтобы с 2 сторон они выступали на половину кирпича.

Короб имеет небольшие выступы для установок, доска прикреплена и лежит идеально ровно. Внизу конструкции выставляют несколько рядов кирпичей (для удержания дна короба). Подобная технология обеспечивает крепкую и надежную фиксацию опалубки. Затем в короб закладывают элементы, заливают раствором.

Для крепкой, надежной сцепки элементов арматуры их можно поместить в стыковой шар раствора со стороны бокового ограничителя либо между кирпичами. На завершающем этапе боковые выступающие кирпичи можно срезать с помощью болгарки либо смело использовать для подвязки деталей декора окон.

Стройка одноэтажных, небольших домиков не требует массивных железобетонных конструкций. Поэтому для них подбирают элементы из готовых металлических объектов. Чаще используют швеллер, обычные прутья арматуры, металлический уголок или полосы. Такие подпорки очень легкие, просты в эксплуатации и быстро устанавливаются.

Перед монтажом подобных конструкций важно правильно рассчитать перемычки. Существует риск прогиба конструкции, что может заклинить либо разрушить окно.

Согласно нормативам СНиП прогибаться подобные металлические опоры могут не более чем на 1/200 длины самой опоры.

Для правильного расчета таких установок потребуется помощь специалиста. Если расчет перемычки производится самостоятельно, то рекомендуется ознакомиться с методиками СНиП.

Укрепление проёмов в каркасных постройках

Для каркасного здания наличие перемычек в верхней части проёмов строго обязательно. Описанные ниже требования справедливы для каркасов как из металла, так и из дерева.

Если по ширине проём не превышает два шага установки стоек каркаса, ближайшие боковые стоечные элементы соединяют двумя горизонтальными перекладинами, а затем добавляют между ними две вертикальные распорки, задавая необходимую ширину проёма.

Если проём по ширине равен трём или более расстояниям между стойками каркаса, его оформляют перекладинами таким же образом. Для дополнительной поддержки коротких стоек над проёмом их разгружают на соседние с помощью диагональных раскосов, идущих от центра наружу. Во всех случаях сечение перекладин не должно быть меньше размера стоечных элементов каркаса.

Если проём превосходит по ширине пятикратное расстояние между стойками, ближайшие к нему вертикали должны выполняться сдвоенными. Внутренняя пара соединяется между собой горизонтальной перемычкой, а внешняя — такой же, но выше на половину высоты проёма. Пространство между двумя горизонтальными перекладинами заполняется диагональной сеткой жёсткости по принципу ферм перекрытия.

Варианты обустройства перемычек

В зависимости от места установки, различаются виды монтируемых перемычек над окнами.

Как известно железобетонные плиты перекрытия опираются на две стороны.

Стена, на которую опирается плита, является несущей. А стена, на которую не опирается плита перекрытия, является самонесущей. Т.е. несет сама себя.

Так вот оконные проемы, расположенные в несущих стенах перекрывают усиленными перемычками — 3ПБ. А в самонесущих стенах перемычками 2ПБ. Длина перемычки подбирается равной ширине оконного проема плюс опирание не менее 250 мм с каждой стороны.

Порядок оформления перемычек в готовых стенах

Укрепление проема в несущей стене

Перед началом оформления проёма в несущей кирпичной стене необходимо будет произвести ряд подготовительных операций:

  1. В первую очередь потребуется сам прогон, подготовленный одним из указных выше способов (исключая вариант самостоятельной заливки бетонной перемычки).
  2. Далее, предстоит пробить отверстие в кирпичной стене, установив предварительно под потолочное перекрытие металлические колонны-подпорки. Колонны должны вбиваться под потолок с ощутимым натягом, создаваемым заранее подготовленными деревянными распорками.
  3. После принятия всех необходимых предупредительных мер можно приступать к формированию контуров будущего оконного проёма, начиная с пробивки участка под перемычку. Выполнять эту операцию следует с большой осторожностью, внимательно отслеживая состояние близлежащих участков стенной кладки.

Изготовление оконного проема в готовой стене

После образования полости необходимого размера в неё заводится перемычка выбранного вами типа, которая фиксируется затем в проёме с помощью бетонного раствора. Сразу же после высыхания раствора с участка под перекрытием удаляется штукатурка (отделочное покрытие), а затем производится разборка кладки с целью формирования отверстия под будущее окно. Разборка должна производиться сверху вниз; при этом нижняя её граница должна располагаться на 10‒15 см ниже требуемого по размеру окна уровня.

Усиление проема швеллерами

Типы перемычек

Мы разберем следующие виды изделий:

  • Железобетонные перемычки;
  • Монолитные конструкции;
  • Металлические элементы;
  • Деревянные изделия.

Каждый вариант имеет плюсы и минусы, поэтому при выборе учитывайте все нюансы.

Железобетонные элементы

Это самый популярный и распространенный вариант, имеющий целый ряд плюсов:

  • Прочность. При изготовлении перемычек ЖБИ используется бетон марки М250 и прочный армирующий каркас. Благодаря этому несущая способность изделий очень высока, они без проблем выдерживают высокие нагрузки;
  • Долговечность. Бетон отлично выдерживает атмосферные воздействия, срок службы изделий превышает 50 лет, но чаще всего они служат намного дольше;
  • Невысокая стоимость. Цена изделий в зависимости от типа и сечения.
  • Большой ассортимент. Вариантов настолько много, что вы без труда подберете оптимальное решение для любого проема.

Железобетонные перемычки для кирпичных стен подходят как нельзя лучше

Недостаток у этого варианта один — элементы имеют довольно большой вес, и если нужны перемычки большого размера, то поднимать их без грузоподъемной техники будет сложно.

Несущие усилители проемов большого сечения весят довольно много, и поднять их без крана невозможно

Разберем основные разновидности изделий:

Если вам надо положить элемент шириной 400-500 мм, то проще взять два брусковых элементы, их намного проще ставить вручную.

Перемычка плитная – сюда относятся все варианты шириной более 250 мм. В частной застройке они используются нечасто, так как для их монтажа нужно использовать подъемные кран.

Перемычки балочные . Имеют специальную четверть для опирания и используются там, где нужна высокая несущая способность. В частном секторе их применяют редко из-за больших размеров.

Что касается размеров, то расчет производится в зависимости от нагрузки на элементы. Вы должны примерно рассчитать, какой вес будет давить на поверхность, и исходя из этого подбирается высота и ширина изделий (подбирать должен специалист-строитель).

Длина зависит от типа конструкции, так опирание перемычек на кирпичную стену должно быть не менее 250 мм с каждой стороны. А если перемычки ставятся на перегородки, то они должны заходить на 200 мм.

Чтобы обеспечивать прочность, перемычки должны заходить на стены не менее чем на 250 мм

Монолитные элементы

Этот вариант часто используется в частном секторе и имеет такие особенности:

    Над проемом сооружается опалубка. Инструкция по проведению работ проста: конструкция должна заходить на стены не менее чем на 250 мм, минимальная высота перемычки — 200 мм, ширина обычно равна толщине стены. Для работы используется прочная доска толщиной не менее 40 мм;

Опалубка должна выдерживать большой вес бетона

При сборке опалубки используйте саморезы, они скрепляют доску намного лучше, чем гвозди.

    Собирается арматурный каркас. Чтобы перемычки были прочными и выдерживали высокие нагрузки, их стоит усилить арматурной конструкцией, элементы связываются проволокой так, как это показано на фото;

Каркас делает бетонные перемычки в разы прочнее
Арматурный каркас закладывается в опалубку . Конструкция выставляется внутри, после чего поверх опалубки для дополнительной надежности прибиваются перемычки;

Дополнительное усиление сверху повышает надежность опалубки

  • Заливается бетон . Для работы используется состав марки не ниже М250, он выравнивается по верхнему краю, после чего нужно дать составу набрать прочность. Опалубку можно снимать уже через 2 дня, но бетон должен набирать прочность как минимум неделю.
  • Для заливки нужен бетон марки не ниже М250

    В строениях из газобетона можно использовать специальные блоки с выемками или вырезать полости в обычных вариантах. Потом туда ставится армировочный каркас и заливается бетон.

    Так можно укреплять проемы в строениях из газобетона

    Плюс этого варианта в простоте и дешевизне, минус — если допустите ошибки, то пострадает надежность.

    Металлические элементы

    Этот вариант отлично подходит для оконных проемов. Его основные особенности таковы:

    • Высокая надежность. Сталь имеет высокую прочность, поэтому отлично подходит для укрепления поверхностей над окнами или дверями;
    • Множество вариантов конструкций. Для работы можно использовать уголки, швеллер, полосу и другие элементы. Главное требование — прочность, а конфигурация не имеет особого значения;

    Металлические перемычки из уголков – простое и надежное решение

    • Возможность проведения работ без остановки . В отличие от монолитных вариантов не нужно ждать, кладете уголки или что-то еще, и поверх них сразу делается кладка;
    • Небольшой вес. Металл весит немного, и его можно устанавливать без посторонней помощи. Это большое преимущество при проведении работ своими силами.

    Выпускаются даже специальные оконные перемычки из оцинкованной стали

    Из минусов можно выделить разве что высокую теплопроводность металла — такие изделия очень хорошо проводят холод.

    Деревянные элементы

    Этот вариант используется нечасто, так как срок службы дерева намного меньше, чем у кирпича или блоков. Что касается преимуществ, то они таковы:

      Невысокая стоимость. Деревянный брус стоит немного, его можно приобрести практически в любом магазине. Как бюджетный вариант он подходит лучше всего

    Деревянные элементы прочны, но срок их службы невелик

  • Небольшой вес . Деревянные перемычки можно установить и своими силами;
  • Простота монтажа. Берется один или два бруса сечением не менее 200х200 мм и укладываются в проем с напуском в 250 мм. Они фиксируются анкерными болтами, а все стыки и швы заполняются цементным раствором. Нижняя часть, которая опирается на стены, гидроизолируется двумя слоями рубероида.

    Брус из дерева нуждается в тщательной антисептической обработке

    Вывод

    Теперь вы знаете, какие перемычки бывают и в чем плюсы и минусы каждого из вариантов. Видео в этой статье раскроет отдельные нюансы темы еще лучше.

    Подбираем перемычки в кирпичных перегородках – примеры расчета

    Исходные данные для расчета можно посмотреть в статье «Как подобрать перемычки в частном доме — примеры расчета».

    Проем №1.

    Подбираем перемычку для проема 0,8 м в кирпичной перегородке толщиной 120 мм.

    Это самая простая часть нашей задачи – перемычки в перегородках. В принципе, их можно не рассчитывать, а просто подбирать по ширине проема. Но задача поставлена – считать будем.

    Весь расчет для удобства сведен в таблицу.

    Обратите внимание: если бы кладка выполнялась в зимних условиях, эта перемычка уже не пройдет по расчету – не хватит несущей способности, т.к. нагрузку нужно брать не от 1/3 пролета, а от целого пролета перемычки (п. 6.47 СНиП «Каменные и армокаменные конструкции»).

    Данные по перемычкам подбираем из таблиц 1 и 5 выпуска 1 серии 1.038.1-1

    Проем №2.

    Подбираем перемычку для проема 0,9 м в кирпичной перегородке толщиной 120 мм.

    По сути, это повторение и закрепление расчета перемычки в перегородке, только проем на 100 мм шире, чем в первом случае.

    Снова обратите внимание на то, что данная перемычка подходит лишь для кладки в летних условиях (п. 6.47 СНиП «Каменные и армокаменные конструкции»).

    Проем №3.

    И снова обратите внимание на то, что данная перемычка подходит лишь для кладки в летних условиях (п. 6.47 СНиП «Каменные и армокаменные конструкции»).

    Еще статьи на тему перемычек:

    Еще полезные статьи:

    Если есть замечания к статье или вопросы по статье, пишите в комментариях.

    Последняя статья на сайте

    Как выполнить расчет каркаса и ничего не упустить

    Расчет железобетонного каркаса — дело непростое, особенно для не опытных расчетчиков.

    Но ведь когда-то нужно начинать, правда? Кто не начинает, тот так и топчется в инженерах 3 категории.

    Предлагаю вашему вниманию небольшое видео с полезной информацией

    Новые статьи

    • Как выполнить расчет каркаса и ничего не упустить
    • Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 5. Колонны, балки, стены, проемы в стенах и перегородках
    • Опирание монолитных плит на стены. Ответы на вопросы
    • Услуги
    • Проверка чертежей железобетонной лестницы входа. Видео с комментариями
    • Проверка чертежей бассейна. Видео с комментариями
    • Конструирование железобетонных лестниц с пояснениями: опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей
    • Конструирование железобетонных балок с пояснениями: опалубка, армирование, примеры выполнения чертежей.
    • Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 4. Перекрытия
    • Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 3. Материалы
    • Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 2. Редактирование элементов.
    • Мономах просто. Обучающий видео-курс. Урок 1. Построение элементов.
    • Как определить реакции на опорах при расчете в ПК Лира
    • Об анкеровке разными способами – что работает, а что – не очень

    Новое в блоге

    Странные отношения с заказчиком

    Иногда случаются странные вещи, и я не могу их объяснить.

    Работа – работой, но отношения с людьми для меня всегда на первом месте. Нет нормальных отношений – работа тоже нормальной не будет.

    Не так давно был у меня случай. Человек нашел мой сайт, написал мне письмо и попросил помочь с двумя расчетами. Ок. Договорились о цене, сроках, выяснила все исходные данные и принялась за работу. Когда работа была выполнена, написала заказчику и сказала, что работа готова, после оплаты вышлю результаты.

    Обычная вроде бы схема, никогда не подводила.

    Изменение по ходу проекта – чем аукается?

    Ох уж эти переделки… Иногда выучишь наизусть и содержимое чертежей, и ход их выполнения, пока десять раз переделаешь.

    А знаете, чем чревато? Ошибками. Переделка – это всегда незамеченные замыленным глазом, не отловленные ошибки. Причем и проверщик не поможет: у проверщика тоже глаз замыливается…

    Как у Бога за пазухой

    Интересное дело. Конструктор чаще всего получает работу от архитектора, ну или от человека, выполняющего роль ГИПа – координатора между заказчиком и всеми исполнителями проекта. Напрямую от заказчика работа поступает редко и мимолетно – это обычно те люди, которые строят без проекта, но особо ответственные конструкции сами «проектировать» не рискуют.

    От вас потребуются всего четыре параметра, которые вы хорошо знаете:

    – ширина перекрываемого проема;

    – тип кирпича кладки стены (силикатный или керамический);

    – является ли стена несущей (опираются ли на нее плиты перекрытий).

    Четыре простых шага:

    • Шаг 1: ширина перекрываемого проема. Введите ширину проема в метрах. Программа рассчитана на проемы с шириной от 0,8 до 2,7 м; при вводе большей ширины будут рассчитаны перемычки на 2,7 м. Калькулятору не важно, какой проем рассматривается: оконный или дверной.
    • Шаг 2: тип кирпича кладки стен. Программа подбирает перемычки для зданий из следующих материалов:
      • керамический одинарный кирпич ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические» высотой 65 мм;
      • силикатный полуторный кирпич ГОСТ 379-95 «Кирпич и камни силикатные» высотой 88 мм.
    • Шаг 3: несущая или нет стена. Вы должны обозначить, опираются ли на рассматриваемую стену плиты перекрытий. Если да, потребуется также указать, опираются ли они с одной стороны или с двух. С двух сторон плиты опираются на внутренние несущие стены, с одной – на внешние.
    • Шаг 4. толщина стены в мм. Возможные варианты: o — 250 мм; o — 380 мм; o — 510 мм; o — 640 мм. При вводе любых иных значений программа применит толщину, арифметически близкую к одной из стандартных толщин кирпичной кладки.

      Все! Введя эти четыре значения, вы получите схему раскладки перемычек над одним проемом. Кроме того, калькулятор предоставит спецификацию с указанием марок и ГОСТа перемычек, требуемое количество перемычек на проем и массу каждой из них. Проделайте ту же процедуру для всех проемов вашего дома или коттеджа, и вы получите материалы для комплексного заказа всех сборных железобетонных перемычек на объект. Таким образом, вы бесплатно получите всю необходимую информацию для приобретения перемычек.
      Подробнее

    После ввода данных вы увидите схему раскладки перемычек по проему. При необходимости можно вернуться на любое количество шагов назад и поменять любой из параметров. Пересчет схемы раскладки произойдет сразу.

    Программа раскладывает только брусковые перемычки марок ПБ по ГОСТ 948-84 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами». Данный стандарт распространяется на железобетонные перемычки, изготовляемые из тяжелого бетона и предназначенные для перекрытия проемов в кирпичных стенах зданий различного назначения.

    Марка перемычки состоит из буквенно-цифровых групп. Например, марка перемычки 5ПБ27-37 расшифровывается следующим образом:
    5 – перемычка сечением 250×220 мм;
    ПБ – перемычка брусковая;
    27 – длина перемычки в дециметрах с округлением до целого числа (в данном случае 2720 мм);
    37 – расчетная нагрузка с учетом собственного веса, с округлением до целого числа (в данном случае 37,3 кН/м).
    В марках перемычек, имеющих строповочные петли, добавлена строчная буква «п». Например, 5ПБ27-37-п.

    При необходимости мы готовы предоставить документацию с исходными данными и спецификацией подобранных перемычек совершенно бесплатно. Укажите адрес электронной почты, на который мы отправим требуемый документ, содержащий также данные об организации, выполнившей подбор перемычек, имя ответственного специалиста и ссылку на допуски нашей организации, позволяющие выполнять указанный вид проектных работ. Пример оформления документа приведен по ссылке.
    s Раскладка железобетонных перемычек – один из этапов проектирования коттеджа. Другие важные этапы включают в себя проектирование фундаментов, раскладка плит перекрытий, проектирование стен подвалов и лестниц. У нас вы можете заказать проект несущих конструкций коттеджа или дома, который будет выполнен опытными проектировщиками (см. «наша команда»). В работе мы применяем современные программные комплексы для расчетов и проектирования несущих конструкций.