устройство металлической перемычки в кирпичной стене
Устройство металлической перемычки
Если нет возможности купить сборные перемычки, можно сделать металлические.
Кирпичная кладка после набора прочности раствором сама по себе отлично несет собственный вес (при умеренной ширине окна, конечно, и отсутствии нагрузки от перекрытия). Но на период строительства, пока раствор не набрал прочности, кирпичная кладка над проемом нуждается в поддержке. Также кладка нуждается и в дальнейшей поддержке в период эксплуатации, если проем в стене широкий или есть значительная нагрузка (от перекрытия или высокой стены над проемом).
Какие бывают перемычки?
И в-третьих, перемычки из металлических прокатных профилей (уголков, швеллеров или двутавров).
Для подбора металлических элементов в качестве перемычек необходимо выполнить расчет и определить, достаточно ли прочности у подобранных элементов, а также, не будет ли прогиб перемычки больше допустимого.
Обычно, если нужно подобрать металлический элемент, условия (1) и (2) преобразовывают следующим образом:
Рассмотрим на примерах подбор перемычке для дверных и оконных проемов.
Исходные данные. Дверной проем в стене толщиной 250 мм, без опирания перекрытия. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 1000 мм. Подобрать металлическую перемычку.
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим момент по формуле
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм = 113 см.
Мн = 0,41*1,132/8 = 0,065 т*м = 65 кН*см;
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
Необходимый момент инерции:
Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:
q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.
Определим нагрузку от плит перекрытия и пола на 1 погонный метр перемычки:
q = (0,3 + 0,1*1,8)*1*3,6/2 = 0,9 т/м.
Определим временную нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда
L = 2000 + 2*200/3 = 2130 мм = 213 см.
Мн = (0,41 + 0,9 + 0,36)*2,132/8 = 0,95 т*м = 950 кН*см;
Мр = (0,41*1,1 + 0,9*1,1 + 0,36*1,2)*2,132/8 = 1,06 т*м = 1060 кН*см.
Необходимый момент сопротивления из условия прочности:
Необходимый момент инерции:
Еще полезные статьи:
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
2,5 тонны от 1 кубометра перекрытия.
При толщине плиты 0,2 м нагрузка от квадратного метра плиты 0,2*2,5*1,1
Металлические перемычки: виды и особенности опор
Пробивание проемов в стенах – ряд действий, направленных на расширение или увеличение количества ниш, проходов в несущих перегородках. В каком порядке выполнять работы зависит от материала для конструкции. Особенно аккуратно проводят работы с мелкоштучным кирпичом. При строительстве снижается механическая прочность стены, поэтому следует контролировать ход пробивки, распределение нагрузки.
Перемычки и материалы изготовления
Перемычки – архитектурный элемент, частично перекрывающий оконные и дверные проемы, распределяет нагрузку на боковые стены.
Особенности опирания видов
Способ опоры перемычки на поверхность – важное условие в нормах и правилах во время обустройства проема при строительстве объекта. Во время планирования берётся в расчёт вид конструкции, особенность стены. Следует определить, является ли стена несущей. От этого параметра зависит глубина вбивания изделия. Для несущих конструкций глубина опирания составляет 250 мм и более, для самонесущей не меньше 120 мм, а над дверным проемом больше 200 миллиметров.
Кирпичные
Использование кирпичных конструкций требуется для перекрытия дверных и оконных проемов. Из-за низкой механической прочности они не применяются для поддержки несущих конструкций. Поэтому используется для не несущих стен, при ширине пролета менее 170 миллиметров.
Процесс монтажа
Установка проводится по металлической опалубке, укладывающейся на подклиненные металлические стойки. Стержни монтируют на 1.2 см на опалубку. На 1 газобетон должно приходиться не менее 2 стержней. После выкладывается не менее 6 рядов, с тщательным заполнением швов.
Арочные конструкции
Перемычки имеют дугообразную форму, повышающую сложность в сборке конструкции. Короб из дерева собирается так, чтобы его можно было просто разобрать. Из-за сложной формы нагрузка действует не напрямую, поэтому ряды располагают перпендикулярно. Швы тщательно заполняют. Дуга дополнительно оштукатуривается для увеличения прочности.
Каждый ряд кладки располагается перпендикулярно к деревянному коробу. При установке перпендикулярность проверяется отвесом, закрепленным на опалубке. Метод возведения схож с клинчатыми перемычками. Эту технологию допустимо использовать для крупных проемов, от 3.5 до 4 метров.
Железобетонные
Устанавливают для усиления проёмов в несущих стенах. Делают расчеты, выполняют укладку переборок. Все действия проводятся в соответствии со СНиП и записанным в них рекомендациями. Конструкции из железобетона монтируются на цементный раствор. Минимальная глубина опирания больше 25 см.
Осуществлять подгонку габаритов резкой запрещается. При существенной толщине стен укладываются несколько опор параллельно.
Металлические
Металлические перемычки усиливают проемы. Перед установкой, требуется предотвратить изгиб переборок. Проверить на прочность правильным вычислением толщины. Установка металлических изделий выполняется подгонкой компонентов под швы между кирпичами. Глубина упора угла детали превышает 15 см. Металлические переборки универсальны.
Деревянные
Используется для частных домов. У них много недостатков:
Достоинства – низкая цена. Применять их нежелательно. Рекомендуется использовать в каркасных домах.
Разновидности перемычек
Используют два вида перемычек:
Расчет перемычки
Для расчета потребуется калькулятор. Для определения нагрузки на погонный метр учитывают массу кладки и собственный вес металлической перемычки, отделку стены, плит перекрытия. Другой вариант — онлайн-калькулятор.
Данные необходимые при расчете
Сделать правильный выбор металлической перемычки для дома следует рассчитать нагрузку и материал перемычки. Для газобетонного (газосиликатного) дома подбирают металлические или железобетонные изделия. Они отличаются прочностью, и монтаж проводится легко с учетом глубины расположения конструкции.
Как сделать перемычки для газобетонных блоков своими руками из уголка: размеры +Видео
Стальные уголки – востребованный вид фасонного металлопроката. Используют их часто в качестве перемычек в строительной сфере, например, при строительстве зданий из кирпича и блоков. А еще стальные уголки выполняют несколько важных функций:
Изготавливают строительные уголки из стали способом прокатки или сгибания. Готовые уголки отличаются сразу несколькими важными преимуществами:
Для получения катаных угловых профилей из стали используют стандартные сплавы, насыщенные углеродом. Для этой цели лучше подходит низколегированная сталь.
Перемычки и материалы изготовления
Перемычки – архитектурный элемент, частично перекрывающий оконные и дверные проемы, распределяет нагрузку на боковые стены.
Почему востребованы стальные уголки?
Если нужно сделать перемычки, то для этого подойдут и обычные монолитные или сборные заготовки из железобетона. Но если нужно изготовить сооружения с высокой прочностью или укрепить отдельные конструкции, то потребуется именно угловой прокат. И вот почему:
По сути, стальные уголки выступают в качестве поддержки для кирпичей и цементной смеси на стадии их затвердевания.
Особенности опирания видов
Способ опоры перемычки на поверхность – важное условие в нормах и правилах во время обустройства проема при строительстве объекта. Во время планирования берётся в расчёт вид конструкции, особенность стены. Следует определить, является ли стена несущей. От этого параметра зависит глубина вбивания изделия. Для несущих конструкций глубина опирания составляет 250 мм и более, для самонесущей не меньше 120 мм, а над дверным проемом больше 200 миллиметров.
Кирпичные
Использование кирпичных конструкций требуется для перекрытия дверных и оконных проемов. Из-за низкой механической прочности они не применяются для поддержки несущих конструкций. Поэтому используется для не несущих стен, при ширине пролета менее 170 миллиметров.
Процесс монтажа
Установка проводится по металлической опалубке, укладывающейся на подклиненные металлические стойки. Стержни монтируют на 1.2 см на опалубку. На 1 газобетон должно приходиться не менее 2 стержней. После выкладывается не менее 6 рядов, с тщательным заполнением швов.
«Железо» для создания проема
Расчетные параметры «железа» при создании проема и установки перемычки будут зависеть в полном объеме от длины самого проема. Параметры необходимо также согласовывать. Это необходимо запомнить. В качестве примера, для проема длиной 2,5 метра по расчету необходимо применять швеллер № 18 длиной три метра. Крепление швеллера осуществляется стяжными болтами.
Практика ведения работ подсказывает, что предпочтение необходимо отдать болтам диаметром 20мм и длиной, которая позволит выступать швеллеру со стороны стены. Монтируемые в подготовленные штрабы швеллера затем цементируют раствором М100 и устанавливают путем вдавливания. Затем стяжные болты затягивают и заполняют швеллер ячеистым бетоном.
Другой пример: для создания проема в кирпичной стене согласование размеров будет производиться следующим образом: производим расчет и намечаем контур будущего проема на стене рассчитываем и устанавливаем перемычку из двух швеллеров устанавливаем и согласовываем расположение вертикальных уголков по граням проема привариваем уголки к верхней части швеллера.
Таким образом, согласование устройства проема в стене будут произведено корректно, и не повлечет за собой негативных последствий или переделок.
Более подробная информация о создании проема в несущей стене представлена здесь.
Выполнение нового или расширение существующего проема, особенно в несущих стенах, проводят по заранее подготовленной расчетной документации. В ней четко прописывается вся последовательность проведения работ, начиная с разметки проема и заканчивая его оштукатуриванием, а также представлена спецификация материала необходимого для проведения работ.
Основные этапы работ:
Проект перепланировки по резке и усилению проема, в обязательном порядке должен содержать:
Все расчеты и работы должны выполняться специалистами организации имеющей допуск СРО на проведение строительно-монтажных работ. Не следует заниматься разработкой проекта и непосредственно работами по устройству и усилению проемов собственными силами, не имея соответствующих знаний и опыта. Алмазная резка проема должна осуществляться только профессиональным оборудованием, так как для обеспечения конструктивной целостности стен при проведение работ по устройству проемов и разборе перегородок, применение инструментов с высокой энергией удара запрещено.
Основные причины по которым необходимо производить расчет усиления:
Не обходимо помнить, что выполнение проемов, и других работ, связанных с перепланировкой, по действующему законодательству, предшествует подготовка проекта и согласование его в соответствующих инстанциях.
Пренебрегать данным требованиям не стоит. В том случае, если вам в дальнейшем Вам понадобится произвести с квартирой какие-либо нотариальные действия (продажу, дарение и т.п.), перепланировка будет признана незаконной и на владельца будет наложен штраф.
Расчет усиления проемов
В процессе подготовки проекта перепланировки проводятся инженерные расчеты. Важным этапом здесь является расчет усиления проемов, на основании которого разрабатывается соответствующий раздел проектной документации. Инженер-проектировщик, получив данные технического заключения о возможности перепланировки, производит на их основании необходимые расчеты, в случае необходимости, выезжает на объект для дополнительных замеров и исследований.
После обработки всей информации рассчитывается подходящий тип усиления, отчерчиваются схемы, формулируются рекомендации по порядку производства работ, используемым инструментам, сварке и крепежу, а также включению металлоконструкций в работу (монтаж на раствор, зачеканка и пр.).
Чертеж усиления проема
Графической частью раздела по резке и усилению проема являются подробные чертежи по осям с пояснениями:
Усиление проемов необходимо для сохранения и увеличения прочности стены после частичного демонтажа. Для усиления проемов применяются специальные металлоконструкции: уголки, швеллеры и др. с последующим замоноличиванием.
Виды укрепления несущих стен:
Усиление проемов швеллером
Используется для предварительного переноса нагрузок на металлоконструкцию перед началом прорезки проема и отличается высокой надежностью и несущей способностью.
Монтаж Н-образной рамы из швеллерных балок осуществляется с двух сторон стены. Вертикальные стойки рамы устанавливаются непосредственно под верхнее перекрытие. Рамы соединяют между собой резьбовыми шпильками. После монтажа рамы при помощи алмазной резки прорезается проем в несущей стене.
Недостатком такого усиления является то, что конструкция рамы отстоит от стены на расстояние равное ширине полки швеллера и требует дальнейшего декорирования.
Усиление проемов уголком
Усиления проемов уголком, наиболее часто применяется при устройстве новых проемах в панельных домах. В зависимости от толщины панели 14,16,18,20,22см., этажа на котором производятся работы и общей этажности здания применяют стальные уголки разных размеров от наименьшего 63х5мм., до мощных уголков 140х90х12мм. Во всех случаях усиление проема представляет собой две рамы из уголка с двух сторон стены, связанных между собой стальными пластинами по всем сторонам проема. Дополнительными крепежными элементами могут выступать механические анкерные шпильки или арматура, закрепленная на химических анкерах.
Максимальная надежность данного вида усиления достигается за счет возможности подчеканки швов между стальной рамой и стеной во время или после монтажа металлоконструкции.
Применяются в зданиях, где толщина стен превышает 300 мм. Горизонтальную часть усиливают швеллером, а вертикальные стойки производят из уголков. Такие конструкции достаточно надежны, и могут сохранять несущие способности.
Минусом такого способа усиления считается то, что проем надо прорезать выше на такую величину, как толщина швеллера, при этом несущая способность данной металлоконструкции удерживается на швах, которые выполняются сваркой. Сварные швы располагаются по углам, и несут на себе всю основную нагрузку. По этой причине, все сварочные работы здесь должны выполняться только высококвалифицированными сварщиками.
Сложные укрепления проемов и стен часто выполняются в советских и досоветских зданиях. Многие здания той эпохи имеют высокие потолки и толстые стены, и не большие дверные проемы. Как правило, возраст, а также низкое качество строительных материалов используемых при строительстве требуют наивысшего уровня безопасности производства работ на таких объектах. Учитывая такие особенности комбинированные конструкции, могут принимать самые разнообразные конструкции.
Усиление проемов в кирпичных стенах
Проемы в кирпичных несущих стенах укрепляют П-образной металлической рамой из уголков или швеллеров. Так как кирпичная кладка не обладает монолитностью железобетона, и проемы в ней следует выполнять с осторожностью. В кирпичных стенах верхняя перемычка должна устанавливаться до начала демонтажа проема, а выпиливать проем предпочтительнее алмазной машиной, в противном случае, можно нарушить целостность кирпичной кладки.
Сразу же после того как проем демонтирован, его вертикальные грани усиливают стойками, которые крепятся к стене химическими анкерными болтами или арматурой, а к горизонтальной перемычке с помощью сварки. Уголки, опираясь на напольные пятки, служат опорой для перемычки и одновременно укрепляют края проема.
Проемы в кирпичных стенах большой толщины часто укрепляют перемычкой из двух швеллеров, стянутых друг с другом шпильками и стойками из уголков. Между швеллерами приваривают поперечные металлические планки, соединяющие их. Образующиеся свободные пространства между профилей и стеной при монтаже, заполняется раствором (зачеканивается).
В старых кирпичных кладок часто требуется инъектирование пустот между кирпичами саморасширяющимся полимерно-цементным раствором.
Усиление проемов в бетонной стене
Схема и технология усиления проемов бетонных стен такая же, как и в кирпичных. Устанавливается П-образная металлическая рама из уголков или швеллеров. При этом усиление из уголков предпочтительнее, поскольку плотнее прилегает к стене и проще зачеканивается раствором. К стене усиливающие конструкции крепятся химическими анкерными болтами или стержнями из арматуры, а опираются на металлические пятки, крепящиеся арматурой к перекрытиям.
Если бетонная стена имеет значительную толщину, то проем в ней укрепляют конструкцией с комбинированным усилением — из верхней швеллерной перемычки и уголков по бокам. Вертикальные опоры уголкового профиля соединяются со стеной анкерными болтами, а швеллера связываются между собой планками на сварке и стяжными болтами сквозь стену.
Встречаются и другие нестандартные варианты усиления, когда требуется взять в металлическую обойму боковой простенок или, в дополнение к основной раме, смонтировать усиление перекрытия.
Арочные конструкции
Перемычки имеют дугообразную форму, повышающую сложность в сборке конструкции. Короб из дерева собирается так, чтобы его можно было просто разобрать. Из-за сложной формы нагрузка действует не напрямую, поэтому ряды располагают перпендикулярно. Швы тщательно заполняют. Дуга дополнительно оштукатуривается для увеличения прочности.
Каждый ряд кладки располагается перпендикулярно к деревянному коробу. При установке перпендикулярность проверяется отвесом, закрепленным на опалубке. Метод возведения схож с клинчатыми перемычками. Эту технологию допустимо использовать для крупных проемов, от 3.5 до 4 метров.
Расчет перемычки
Для расчета потребуется калькулятор. Для определения нагрузки на погонный метр учитывают массу кладки и собственный вес металлической перемычки, отделку стены, плит перекрытия. Другой вариант — онлайн-калькулятор.
Данные необходимые при расчете
Сделать правильный выбор металлической перемычки для дома следует рассчитать нагрузку и материал перемычки. Для газобетонного (газосиликатного) дома подбирают металлические или железобетонные изделия. Они отличаются прочностью, и монтаж проводится легко с учетом глубины расположения конструкции.
Основные характеристики
Для изготовления уголков при эксплуатации в стандартных условиях применяется металлопрокат из углеродистой стали обыкновенного качества Ст3. Такой вид перемычек подразделяется на 2 категории:
Существующие размеры горячекатаных уголков:
Для строительства в регионах с суровым климатом и при повышенных нагрузках на перекрытия используется угловой металлопрокат из низколегированной стали 09Г2С со следующими параметрами (размеры указаны в мм): 50х50х4, 50х50х5; 63х63х5; 75х75х6, 75х75х8; 80х80х6, 80х80х8; 100х100х7, 100х100х8, 100х100х10; 125х125х8; 160х160х10.
Гнутый стальной уголок получают в результате дополнительной обработки детали. Изделие деформируется без сильного нагрева, что сохраняет его хорошую свариваемость. Гнутые равнополочные уголки производят по ГОСТу 19771-93, неравнополочные по ГОСТу 19772-93.
Максимально допустимая длина профиля – 12 метров, но в отдельных случаях стальной уголок изготавливается длиннее (до 20 м).
Устройство металлической перемычки в кирпичной стене
Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.
Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.
При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).
Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.
Методика подбора перемычек по таблицам
Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие.
Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.
Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах
Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.
Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.
Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м
Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м
Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)
Таблицы подбора металлических перемычек
(для увеличения изображения кликните по нему)
Таблица 1. Подбор перемычек для стен толщиной 250 мм 
Таблица 2. Подбор перемычек для стен толщиной 380 мм 
Таблица 3. Подбор перемычек для стен толщиной 510 мм 
Таблица 4. Подбор перемычек для стен толщиной 640 мм 
Металлические элементы перемычек (прокатные балки) рассчитаны на восприятие давления от вышележащих стен, величина которого эквивалентна весу столба кладки высотой, равной 1/3 пролета перемычки. Несущие перемычки, кроме того, рассчитаны еще и на равномерно-распределенную погонную нагрузку от перекрытий величиной q=4,4 т/пог.м. Для несущих перемычек, устраиваемых в стенах толщиной 250 мм (кладка в 1 кирпич), расчетная погонная нагрузка от перекрытий принята равной q=2,2 т/пог.м.
Для проемов шириной более 3 м и нагрузках, отличающихся от указанных выше, сечение элементов перемычек принимать по расчету.