Крепление металлической балки к кирпичной стене
Крепление кронштейнов для балконов анкерными болтами
Часто случается, что нужно пристроить балкон к существующей стене или же возвести его сразу, используя консольные балки из швеллеров для опирания балконной плиты. Это очень распространенное решение, но нужно знать некоторые нюансы, чтобы не наделать ошибок.
Начнем с теории. Есть два основных варианта крепления в строительстве: шарнир и защемление. При шарнире возможен поворот конструкции на опоре, при защемлении любой поворот заблокирован.
И есть одно простейшее правило сопромата: любая консоль (без дополнительных стоек или подкосов) должна иметь защемление на опоре. При шарнире она просто будет проворачиваться, и это приведет к аварийному состоянию конструкции. 
Теперь рассмотрим, как это защемление реализовать в натуре, а как крепить кронштейны для балконов категорически запрещено.
Начнем с худшего.
Недопустимое крепление швеллера анкерными болтами к стене
Если вы приварили швеллер к пластине, а эту пластину закрепили к стене четырьмя распорными анкерами (или другим количеством анкеров – не имеет значения), это будет шарнир. Болты испытывают выдергивающее усилие, пластина – гибкая, все это приведет к повороту балки на опоре. Это не мгновенное разрушение конструкции, а растянутое во времени. Поначалу поворот происходит очень медленно и незаметно, но он постоянно увеличивается – и это будет происходить до критического момента, когда самый слабый элемент в конструкции не выдержит и вызовет аварийное состояние. И каким бы надежным и мощным ни был швеллер, если узел его крепление не надежен, вся конструкция считается аварийной.
Недопустимое крепление кронштейна из швеллера к существующей стене
Если вы выбьете в существующей стене нишу (не важно, на всю толщину стены или не на всю), приварите к швеллеру пластину и уложите все это на пластичный раствор, а нишу потом забетонируете (или заполните раствором), то такой вариант тоже является шарниром. Чем меньше глубина заделки в стену, тем больше возможности у швеллера повернуться, и тем быстрее возникнет аварийное состояние. Но даже если заглубить швеллер на всю толщину стены, все равно у него останется возможность поворота, т.к. качественного заполнения раствором не получится при малых размерах ниши, швеллер под нагрузкой будет выкрашивать этот раствор и стремиться выскочить из гнезда. Такой вариант крепления возможен только для балки, опирающейся двумя концами, или для балкона с подкосом или стойкой на конце.
Крепление швеллера к стене – швеллер сверху
В данном варианте швеллер приваривается к пластине, которая крепится анкерными болтами к монолитному поясу (или монолитной подушке). Помимо этого важно заанкерить верхнюю часть швеллера, чтобы препятствовать повороту. Для этого к нему приваривается сверху уголок, который будет заделан в кладку стены, служащей в том числе пригрузом для швеллера. Уголок – это один из вариантов анкеровки. Можно также к верхней полке швеллера приварить металлический элемент, который в свою очередь будет приварен к закладной детали в монолитном поясе или в перекрытии. Главное – создать надежный анкер, препятствующий повороту швеллера.
Следует обратить внимание, что для надежной конструкции балкона нужно не только выполнить расчет швеллера, но и расчет узла его опирания. Рассмотрим это на примере.
Пример. Расчет консольной конструкции балкона в виде швеллерной балки без подкоса и узла опирания швеллера.
Дано: балкон шириной 1,2 м, швеллеры установлены с шагом 1,1 м, толщина балконной монолитной плиты по швеллеру 80 мм, пол – керамическая плитка на растворе (общая толщина 30 мм).
Определить: номер швеллера; запроектировать узел опирания консоли.
Собираем нагрузку на швеллер (на один погонный метр)
Схема расположения нагрузки на швеллер:
Как видно, постоянная нагрузка распределена вдоль всего швеллера, а вот временная (согласно п. 10а таблицы 6 ДБН «Нагрузки и воздействия») распределена по краю балкона на полосе шириной 0,8 м.
Определим максимальный нормативный и расчетный момент для консоли (максимальный момент будет расположен у опоры).
Моменты от постоянной нагрузки равны:
М = qL², где L – расчетный пролет балки (для консоли он равен расстоянию от конца консоли до стены).
Нормативный момент от постоянной нагрузки равен:
Мн,пост = 320∙1,1² = 387 кг∙м.
Расчетный момент от постоянной нагрузки равен:
Мр,пост = 365∙1,1² = 442 кг∙м.
Чтобы определить максимальный нормативный и расчетный моменты для консоли от временной нагрузки (распределенной не по всей балке), воспользуемся справочной таблицей 14.1 (Улицкий «Железобетонные конструкции»)
Для нашего случая а = 0,8 м, х = L, момент нужно определить в точке В.
Нормативный момент от временной нагрузки равен:
Мн,врем = 480∙0,8(1,1 – 0,8/2) = 269 кг∙м.
Расчетный момент от временной нагрузки равен:
Мр,врем = 580∙0,8(1,1 – 0,8/2) = 325 кг∙м.
Суммируем моменты от постоянной и временной нагрузок, получая итоговые моменты для расчета:
Мн = 387 + 269 = 656 кг∙м.
Мр = 442 + 325 = 767 кг∙м.
Определим требуемый момент сопротивления швеллера:
Wтр = Мр/1,12R = 767/(1,12∙21) = 33 см 3 . По сортаменту (например справочник Васильев А.А. Металлические конструкции, приложение III) подбираем швеллер №10 (момент сопротивления W = 34,8 см 3 , момент инерции I = 174 см 4 ).
Проверяем прочность консольной балки из условия: σ = М/1,12W = 767/(1,12∙34,8) = 19,7 кН/см 2 , что меньше R = 21 кН/см 2 — условие обеспечено.
Проверим жесткость консоли (согласно ДСТУ «Прогибы и перемещения» при проверке прогиба для консоли значение L нужно удваивать).
Мн∙L/(10EI) = 656∙2∙120/(10∙21000∙174) = 0,004 = 1/232 2557 кг). Это очень приличный диаметр болтов, крепление только болтами – достаточно расходный способ.
После того, как определена марка болтов, следует проверить ограничения по установке этих болтов.
Согласно таблице «Параметры установки» минимальное расстояние от оси болта М20 до края бетона должно быть с = 140 мм. У нас 50 мм. Это означает, что необходимо сдвигать узел крепления в сторону центра стены, если нам позволяет это сделать ширина стены.
Случай 2. Рассмотрим вариант узла опирания консольной балки с приваркой к швеллеру анкерующего уголка №50 длиной 300 мм, при этом уголок удерживается кирпичной кладкой подоконной части (высота кладки 800 мм, толщина 250 мм). Швеллер закреплен четырьмя болтами HST М8.
В данном случае расчетный момент Мр воспринимается конструкцией узла в двух вариантах: слева показывается восприятие момента болтами, работающими на сжатие и на вырыв под действием пары сил F (эта пара сил представляет собой момент); а справа показано восприятие момента анкерным уголком и болтами (уголок восрпринимает горизонтальную силу, пытающуюся его выдернуть из кладки вместе с балкой, а болты при этом работают на срез, воспринимая горизонтальную силу в противоположном направлении). Наша задача – проверить, какой момент воспринимается конструкциями в каждом из вариантов, затем сложить эти моменты и сравнить их с расчетным моментом Мр, действующим на конструкцию.
Определим момент, воспринимаемый болтами, работающими на вырыв и на сжатие.
У нас имеется четыре анкерных болта М8, на которые действует усилие от момента. Момент М по простой формуле раскладывается на пару сил – две силы F, одна из которых пытается оторвать балку вверх (вырвать два болта), а другая одновременно придавливает балку вниз (сжимает два других болта). Вместе эти две силы и представляют собой искомый момент М1. Причем, взаимосвязь между силами и моментом передается через расстояние между болтами: М1 = Fa. То есть, чем больше расстояние между болтами, тем меньше будет в них усилие от момента.
В нашем случае балка заходит в стену на 270 мм, расстояние между болтами 150 мм, расстояние от края стены до болта 70 мм.
Сжимающее усилие нас не интересует, т.к. болты на сжатие работают очень хорошо, а вот вырыв нужно проверить.
Воспользуемся Руководством по анкерному крепежу фирмы Hilti (его можно свободно скачать у них на сайте), определим расчетное сопротивление вырыву для анкер-шпильки М8 HSТ. Это и будет наша сила F = 5 кН = 500 кг.
Найдем момент, который могут выдержать болты М8, с учетом того, что болтов, испытывающих усилие отрыва, два:
М1 = F∙2a = 500∙2∙0,15 = 150 кг∙м.
Следует также проверить ограничения по установке этих болтов.
Согласно таблице «Параметры установки» минимальное расстояние от оси болта М8 до края бетона должно быть с = 50 мм. У нас 70 мм – есть некоторый запас.
Далее определим момент, который может воспринять конструкция, работающая согласно схеме, показанной на рисунке ниже.
В данном случае у нас действует момент М, но мы его раскладываем на другую пару сил: горизонтально влево действует сила F, стремящаяся вырвать уголок, а горизонтально вправо действует противоположная ей сила, стремящаяся срезать болты. Расстояние между этими силами равно высоте швеллера 100 мм.
Определим, какую силу выдержит уголок, заанкеренный в кладке. Площадь сечения уголка №50х5 равна 4,8 см2; 2100∙4,8 = 10080 кг (здесь 2100 кг/см2 – расчетное сопротивление стали). Это значительное усилие, но у нас есть и более слабые элементы.
Найдем силу F для уголка: F = Mр/a = 767/0,1 = 7670 кг.
Найдем силу F для болтов (с учетом, что их 4): F = Mр/4a = 767/(4∙0,1) = 1918 кг.
Определим, выдержит ли уголок такого сечения действующую на него силу. Площадь сечения уголка №50х5 равна 4,8 см2; 7670/4,8 = 1598 кг/см2 19,18 кН).
Минимальное расстояние от оси болта М12 до края бетона равно с = 55 мм – опорную пластину следует на 5-10 мм сдвинуть от края.
Узел крепления обвязочной балки к колонне (для опирания кирпичной кладки снаружи здания)
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
Железобетонные колонны
1 –колонны сплошного сечения бесконсольная для пролетов в подвесными кранами или для пролетов без кранового оборудования;
2 – колонны сплошного сечения консольная для пролетов:
— с краном грузоподъемностью –
— шириной пролета – до 24м
3 – колонна двух ветвевая для пролетов:
— с краном грузоподъемностью –
— шириной пролета – до 30м
| Железобетонные стропильные и подстропильные фермы |
| Железобетонные стропильные балки |
Узел опирания и крепления балки на колонну
| Железобетонные подстропильная балка |
Узел опирания стропильной балки на подстропильную балку
| Общий вид на одноэтажное здание с железобетонным каркасом |
| Железобетонные подстропильные фермы |
Примет опирания конструкций
Узлы опирания конструкций:
А) стропильной фермы на подстропильную ферму,
Б) опирание плит покрытия на верхний пояс фермы
| Общий вид железобетонных конструкций производственного здания |
| Реальные объекты с железобетонным каркасом |
| Железобетонные балки |
| ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ФЕРМЫ |
| Железобетонные подкрановые балки |
| Стальные подкрановые балки |
— стальные подкрановые балки с ребрами жесткости:
— стальные подкрановые балки:
· С усиленным верхним поясом: • Составная балка: • Узел крепления балки к колонне:
Узлы крепления рельса к подкрановой балке:
| Обвязочные балки |
Стены из кирпича
Стены из кирпича (рис. 32) устраивают для зданий, имеющих небольшие размеры и большое количество дверей и технологических отверстий, а также связанных с производством, где повышенная влажность и агрессивная среда.
Рис. 32. Кирпичные стены промышленных зданий:
а — несущие, усиленные изнутри пилястрой; б — несущие, усиленные
снаружи контрфорсом; в — угол стены; г— фрагмент самонесущей стены;
д — опирание навесных стен на обвязочные балки;
е — крепление самонесущих стен к колоннам каркаса;
1 — фундаментная балка; 2 — отмостка; 3 — гидроизоляция;
4 — кирпичная кладка; 5 — железобетонная перемычка; 6 — карниз;
7 — колонна каркаса; 8 — закладная деталь; 9 — обвязочная балка;
10 —металлический столик; 11 — стальной анкер диаметром 10-12 мм
Узел крепления обвязочной балки к колонне (для опирания кирпичной кладки снаружи здания)
| Стальной каркас одноэтажных производственных зданий |
Преимущества:
· Каркасы одноэтажных промышленных зданий с пролетами 18,24, 30, 36 м и шагом колонн 6 и 12 м возводят из типовых металлических конструкций.
· Стальные каркасы допускаются: при высоте одноэтажного здания более 14,4 м; при грузоподъемности кранов 50 т и более; при пролетах здания 30 м и более, а в неотапливаемых зданиях — 18 м и более; при двухъярусном расположении кранов; при высоких динамических нагрузках; при строительстве в труднодоступных районах.
· Устройство стального каркаса наиболее оправдано для многих цехов металлургической промышленности (мартеновские, прокатные и др.) и в цехах тяжелого машиностроения.
· Сокращаются сроки возведения.
· Доставка отдельных частей в отделённые районы строительства.
Недостатки:
· Конструкции повержены коррозионному разрушению и нагреву.
Повышение коррозионной стойкости стального каркаса достигается нанесением соответствующих защитных покрытий — масляных красок, битумных лаков. С этой же целью для работы в агрессивной среде следует применять круглые, гнутые, сплошностенчатые конструктивные формы элементов, в которых отсутствуют места скопления влаги и пыли, являющиеся источником развития коррозии.
Защита стальных конструкций от чрезмерного нагрева производится облицовкой огнеупорными материалами (керамикой, бетонами) и установкой отражающих экранов при постоянном источнике теплоизоляции (на некоторых участках горячих цехов).
| Стальные колонны |
Основные типы стальных колонн:
а — сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов;
б — то же двухветвевого сечения; в — сплошного сечения для зданий,
оборудованных мостовыми кранами; г— то же, двухветвевого переменного
сечения; д — то же, раздельного типа переменного сечения
Базы стальных колонн
(крепление колонн к фундаменту):
Опирание балки на кирпичную стену большой и уменьшенной толщины
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
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:
Вернуться к оглавлению
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.
Вернуться к оглавлению
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.
Технология установки балок перекрытия своими руками
В малоэтажном строительстве, где пролеты между несущими стенами небольшие, установка балок перекрытия — рациональное решение. Здесь нет смысла монтировать тяжелое железобетонное сборное или монолитное перекрытие. Реконструкция или ремонт здания часто подразумевает замену перекрытий. Тут также без балок не обойтись. Но какие класть конструкции, чтобы построить безопасное перекрытие и не потратить лишние деньги? Рассмотрим все по порядку.
Схема заделки перекрытия в наружную стену: 1 – стена, 2 – подкладка, 3 – заделываемый конец балки, 4 – плита перекрытия.
Виды балок перекрытия
- Железобетонные.
- Металлические.
- Деревянные.
Железобетонные балки перекрывают большие пролеты, но устанавливают их только с применением тяжелой грузоподъемной техники. Металлические конструкции практически не имеют ограничений по ширине пролета, но их недостаток — подверженность коррозии и высокая теплопроводность и звукопроводность. Деревянные балки перекрытия лишены этих недостатков, поэтому и получили широкое применение.
Преимущества деревянных балок перекрытия
Схема балки перекрытия.
- Малый вес конструкций. Его легко выдерживают стены и фундамент, а при монтаже можно обойтись без грузоподъемных механизмов.
- Простота монтажа. Работа посильна для людей без высокой строительной квалификации.
- Высокие теплоизоляционные свойства.
- Хорошая надежность, прочность и долговечность.
- Меньшая стоимость по сравнению с конструкциями из других материалов.
Для изготовления брусьев можно применять древесину как хвойных, так и лиственных пород дерева. Но особое внимание надо обратить на качество древесины:
- Отсутствие сучков и трещин. Брус работает на изгиб, и любая трещина снижает несущую способность. Это приводит к прогибу перекрытия или его полному разрушению.
- Отсутствие гнили или поражения паразитами. Эти факторы постепенно распространяются в теле конструкции даже после обработки защитными средствами и уменьшают возможность выдерживать нагрузки;
- Влажность. Деревянные брусья должны быть просушены на открытом воздухе в течение не менее 3 месяцев при высокой температуре и низкой влажности воздуха.
Подбор сечения бруса
Крепление деревянных балок к стенам сруба.
Балки применяют прямоугольного или квадратного сечения. У прямоугольного бруса широкая сторона должна располагаться вертикально. Это повышает жесткость конструкции и уменьшает прогиб перекрытия. Наиболее распространенные сечения: 100×100 мм, 100×250 мм, 150×150 мм, 150х250 мм.
Исходя из проектного расчета, могут использоваться и другие сечения. Чтобы правильно подобрать сечение балки, надо рассчитать нагрузку на ее погонный метр. Она будет состоять из веса самого бруса, элементов конструкции перекрытия, мебели и предметов верхнего этажа, а также веса людей. Нагрузки надо округлять в большую сторону, создавая определенный запас прочности конструкции.
| Нагрузки, кг/пог.м | Сечение балок при длине пролета, м | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 150 | 5×14 | 5×16 | 6×18 | 8×18 | 8×20 | 10×20 | 10×22 |
| 200 | 5×16 | 5×18 | 7×18 | 7×20 | 10×20 | 12×22 | 14×22 |
| 250 | 6×16 | 6×18 | 7×20 | 10×20 | 12×20 | 14×22 | 16×22 |
| 350 | 7×16 | 7×18 | 8×20 | 10×22 | 12×22 | 16×22 | 20×00 |
Монтаж балок перекрытия
Деревянные изделия используют для пролетов до 5 м при междуэтажном перекрытии и до 6 м при перекрытии чердачном. Концы должны опираться только на несущие стены. Шаг балок принимают в пределах 0,6 — 1 м. В прямоугольном помещении конструкции укладывают параллельно короткой стене, если длинные стены несущие.
Схема монтажа балок перекрытия.
Начинают монтаж перекрытия с установки 2 балок у противоположных стен. Их располагают на расстоянии более 5 см от края стены. Расположение изделий в одной горизонтальной плоскости проверяют водным уровнем. Натягивают между крайними брусьями маячный шнур и, ориентируясь по нему, укладывают остальные изделия на равномерном расстоянии друг от друга, но не больше расчетного.
Для регулировки балок по высоте ее конец можно подтесать, если надо опустить вниз, или подложить цельный кусок древесины при необходимости поднятия вверх. Подкладывать щепки нельзя, поскольку при усыхании древесины они могут сместиться и выпасть. Чтобы конструкции не двигались, их можно временно закрепить до обустройства настила. Пространство между концами на стене закладывают кирпичом или блоками.
Торец балки междуэтажного перекрытия не должен доходить до наружного края стены 20-30 см.
Схема металлической балки.
Это позволит положить изделие в сухой зоне, не проходя «точку росы», где образовывается конденсат, пагубно действующий на древесину. Для защиты концы брусьев закрывают рубероидом или обрабатывают специальным защитным раствором. Но в случае установки балок чердачного перекрытия их концы могут быть выпущены за пределы наружных стен и служить основанием карниза крыши.
При строительстве деревянного дома из брусьев балки перекрытия могут крепиться к стенам с помощью специальных упорных кронштейнов, не нарушая целостности стены. Если сквозь перекрытие проходит труба печного или каминного отопления, то в целях пожарной безопасности расстояние от трубы до балки должно быть не менее 40 см.
Изготовление сборных балок
Если идет ремонт и требуется установка или замена балок, но нет конструкций необходимой длины или сечения, то их можно изготовить самостоятельно из досок. Подбираем доски таким образом, чтобы их ширина соответствовала высоте балки, а толщина доски была не менее 1/3 ширины балки. Составляем вместе три доски, смещая среднюю на 1 м. Образовавшееся пространство заполняем такой же доской длиной 1 м. Сращивание элементов таким способом дает возможность получить конструкцию требуемой длины и сечения.
Решение вопроса о том, как крепить доски, следующее: на расстоянии 10 см от места состыковки досок вкручивают 6-8 саморезов по дереву с каждой стороны стыка, располагая их вертикально в 2 ряда. Использовать гвозди нежелательно. Со временем древесина усохнет, и гвоздевое соединение ослабнет, чего не происходит при креплении саморезами.
Примечание: обработка защитным средством от гниения досок перед сборкой дает больший эффект, чем обработка цельного бруса. Такие сборные конструкции можно эффективно использовать для подвального перекрытия.
Установить балки перекрытия технически не очень сложная работа. Несколько рабочих без проблем справятся с этой задачей. Строительство нового дома или ремонт существующего пройдет согласно плану без проблем и задержек.
Выбираем анкера для кирпичной стены
Лучшего крепежа для навесных конструкций чем анкера для кирпичной стены просто не придумать. С не меньшим успехом их используют и для подвешивания тяжелых конструкций на бетонные стены.
Монтаж анкера для кирпича.
Сейчас разработаны специальные конструкции анкеров и для других материалов. Ведь решив сделать навесную мебель в кухне или устанавливая бойлер в ванной, хозяину придется использовать какой-то прочный крепеж.
Анкер и дюбель — в чем разница
Принцип работы этих двух крепежных элементов одинаков. И анкера, и дюбеля работают на распирание стенового материала. Разница их в том, что в дюбель можно вкручивать саморезы, забивать в них гвозди. А анкер всегда состоит как минимум из двух деталей — распорной части и нераспорной, которая вкручивается в первую. При вкручивании винта лепестки анкера раскрываются и, подобно якорю на дне, цепляется за стеновой материал и прочно удерживается внутри стены. Поскольку анкер имеет минимально 2 элемента, то его часто называют анкерной системой.
И то, и другое крепежное изделие используют для подвешивания достаточно тяжелых предметов: карнизов, люстр, навесных шкафов, спортивных стенок. Но анкерная система может выдерживать нагрузки большие, чем дюбельный крепеж — более 100 кг. Поэтому анкера применяют для монтажа навесных фасадов, крепления тяжелых металлических конструкций к наружным стенам зданий.
Виды анкеров для работы с кирпичной кладкой
Сегодня есть множество видов этих крепежных элементов. У них разное назначение, поэтому и конструкция разных анкеров различна. Например, есть так называемые рамные анкера, которые используются только для крепления окон и дверных луток к стене. Есть фундаментные анкерные крепления. С их помощью, устанавливают, например, металлические колонны.
Различные по типоразмерам анкера также предназначены для выполнения разных задач.
Химический анкер для пустотелого кирпича и рядового.
От правильного выбора крепежной системы будет зависеть в дальнейшем прочность конструкции, которую мы создаем.
Рассмотрим анкерные системы, используемые для кирпичной кладки.
Забивной анкер состоит из распорной части (гильзы), болта и гайки. Распорную часть забивают в подготовленное отверстие. Болт вкручивают в распорную часть вместе с гайкой, затем гайку снимают. Такое монтажное крепежное изделие применяют для последующего привинчивания с помощью гайки петель или уголков. На них можно подвешивать полки, карнизы и др.
Существуют такие виды забивного анкера, как болт-крюк, болт-угол, болт-кольцо. Их назначение уже другое, чем обычного болтового анкерного крепежа. Например, на болт-угол обычно навешивают тяжелые посудные кухонные шкафы или водонагреватели для ванной. На кольцо можно навешивать, например, калитки или ворота в кирпичном заборе.
Схема вкручивания дюбеля в кирпичную стену.
Клиновой крепеж используют чаще для сквозных креплений. Клин прочно удерживает прикрепляемый элемент на поверхности стены.
Так называемый MSA. Этот крепеж сделан из латуни. Как и все крепежные анкерные системы, он имеет насечку на наружной поверхности гильзы для лучшего сцепления с внутренней поверхностью отверстия в стеновом материале. Максимальное внутренне сечение гильзы составляет 8 мм. Предназначен он для закрепления на кирпичной стене не очень тяжелых изделий и материалов.
Анкер двойного распирания состоит из шпильки с двумя распорами и гильзы с разрезами посередине и на конце. Благодаря двум распорам крепление выходит более прочным. Его используют при монтаже на стену из пустотелого кирпича, когда нужна большая устойчивость к вырыванию.
Делают и двухраспорный крепеж с гайкой и запрессованной шайбой. Этот вид используют для крепления металла. Такие системы делают из оцинкованной стали.
Не так давно появился новый вид анкерных систем — клеевой, или химический. Ведь крепить что-то к стене из пустотелого кирпича очень проблематично. Для этой цели используют данный вид крепежа. Вместо гильзы в нем применяют ампулу со специальным полиэфирным клеем, в который вкручивается шпилька. Через короткое время клей застывает, и надежное крепление готово.
Что нужно помнить при монтаже анкерных систем
Все, что раньше крепили к стенам при помощи гвоздей, саморезов, винтов и болтов, сегодня монтируют при помощи анкерных систем. Анкера для кирпичной стены — самый надежный способ повесить, соединить любые элементы или предметы с кирпичной кладкой. Но чтобы крепеж был прочным, нужно не забывать о ряде правил.
Нельзя использовать перфоратор для проделывания отверстий в кирпиче, поскольку материал этот достаточно хрупкий. Под воздействием ударов от перфоратора он может рассыпаться и давать трещины. В этом случае нужно будет делать новое отверстие.
Нельзя сверлить отверстия под анкера в швы кирпичной кладки. Цементный раствор за счет наличия в нем песка имеет более низкую прочность, чем кирпич. Крепление, особенно если нагрузка на него большая, со временем может вывалиться, и последствия могут быть непредсказуемыми.
Отверстия в стене должны быть строго горизонтальными. Даже небольшой наклон вниз уменьшает устойчивость крепежа к вырыванию.
При монтаже забивной конструкции не стоит бить молотком по металлу, лучше подложить деревяшку, чтобы не повредить край резьбы.
Перед завинчиванием болта следует прочистить внутреннюю поверхность гильзы, чтобы не повредить резьбу.
Соблюдая эти правила, вы сможете прочно и надежно смонтировать козырек над входом, спортивную стенку для сына, полки для цветов и книг или любые прочие предметы, необходимые в доме или квартире.
