устройство металлической перемычки в кирпичной стене
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.
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
Что собой представляют перемычки на кирпичную стену, каково их минимальное и максимальное опирание?
Все постройки имеют окна и двери. Возведение проемов для них связано с некоторыми особенностями, которые предусматривают использование специальных конструкций – перемычек.
Кирпичные стены, содержащие перемычки, равномерно распределяют нагрузку на несущие поверхности, выдерживают вес вышестоящих этажей (до 2 т) и препятствуют обрушению здания.
Подробнее о необходимости использования перемычек в кирпичной стене, правилах монтажа, нормативных актах и других нюансах читайте в данной статье.
Что это такое?
Специалисты называют перемычкой конструктивный элемент, участвующий в перекрытии проемов, что несет основную массу кладки и распределяет нагрузки материалов (кирпичей, цементного раствора, перекрытия).
Перемычки имеют вид железобетонных конструкций (ЖБ), относящихся к заводской серии типа 1.038.1-1 или 1.225-2.
Вместо них можно самостоятельно изготовить монолитные армированные перемычки, соответствующие габаритам проема и распределяемой нагрузке.
Разница в заводском и самостоятельном изготовлении в том, что готовое изделие может стоить дороже, чем самодельное и имеет качественный знак. Независимо от способа изготовления, принято различать такие виды перемычек:
Самыми распространенными считаются первые два вида конструкций (несущие, а также ненесущие), выполняемые по технологии, в соответствии с установленными нормативными правилами. Они, например, делятся на брусковые (ПБ) и плитные (ПП). Перемычки помогают сдерживать уложенные кирпичи от смещения, а стену – от разрушения.
Нормативы СНиП и ГОСТ
В качестве регламентации правил изготовления, использования и монтажа перемычек, используется следующая основная нормативная документация, содержащая весь перечень необходимых технических условий:
Помимо перечисленных, при возведении внутренних и наружных кирпичных стен соблюдают правила:
В соответствии с перечисленными правилами технической документации, необходимо кирпичную кладку осуществлять вручную, без ниш и полостей, а элементы располагать с соблюдением обязательной перевязки, и использованием армированных деталей в местах повышенной нагрузки и проемов.
Подбор перемычки должен осуществляться по ширине выемки, рассчитанной массы нагрузки, в соответствии с цифровым обозначением на изделии, если оно – заводского типа, а также нужной серии, к которой относят:
Используют при устройстве перемычек также СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». Данные правила особо обращают внимание на то, что перемычки из железобетона нужно обустраивать так, чтобы они учитывали нагрузку от перекрытий и свежеуложенной кладки (п. 6.47), которая будет равна 1/3 пролета летом, и целому пролету в зимней работе.
Все правила обязаны неукоснительно соблюдаться при строительстве зданий из кирпича. Их выполнение контролируется специалистами отдела регионального градостроительства.
Показатель опирания, характеристика
Понятие опирания представляет собой способы заделки. Опирание перемычек для стен из кирпича по глубине в норме соответствует 25 см (не должно быть меньше). При этом, над проемом двери она должна попадать концами на стену, не менее 20 см.
При этом опорная часть уменьшится для самонесущей стены до пределов 12 см. Представленные показатели принимают в качестве максимума и минимума глубины опирания.
Учет показателя опирания должен соответствовать техническим требованиям СНиП. Выбор нужной перемычки по глубине определяют при помощи обозначения в таблицах (пример, 2ПБ18-8), с указанием габаритных размеров:
Обозначения перемычек по сечению имеют такой вид:
Перед монтажом перемычек определение глубины опирания – это важная часть подготовки к процессу работы. Для этого смотрят показатели таблицы СНиПов и делают схематический шаблон. По схеме выполняют опалубку, а потом заливают состав сверху на уложенную конструкцию.
Примеры габаритных размеров можно посмотреть в таблице:
Установление перемычек, для их надежного удержания, требует прокладки арматуры при соприкосновении ЖБ-изделия и стены из кирпича.
Разновидности изделий
Перемычки, применяемые для обустройства стен из кирпича, бывают разными:
Железобетонные
Железобетонные изделия бывают сборные и монолитные. Сборные включают в себя такие виды, как:
Встречается также фасадный вид перемычки, но специалисты часто относят его к ПГ, но с небольшой разницей – на торцах полка сделана с выемками, и хорошо просматривается с фасада.
ПП и ПБ считаются взаимозаменяемыми. Они имеют идентичную высоту и длину, но различаются только шириной. Такой вариант используется в том случае, если в наличии на стройплощадке нет перемычек плитного типа.
Монолитные перемычки устраиваются в самой стене с помощью опалубки. Одновременно выполняют расчет высоты конструкции (1/10-1/12 от размеров проема), с обязательным выполнением армирования (металлические стержни с диаметром до 12 мм).
Арматуру заливают бетонным составом, с толщиной, не меньше 20 мм.
Металлические
Для таких перемычек используют стальной прокат. Они могут делать перекрытия на 2-5 м, и закладывать их можно как в несущие части, так и ненесущие. Для кирпичных стен, наряду с ЖБ-изделиями – это один из идеальных вариантов.
Такое изделие выдержит очень большие нагрузки, так как оно – долговечное. Поскольку длина может быть у таких перемычек любая, то здесь не возникает вопросов при обустройстве проемов нестандартной ширины.
Уголки из стали имеют номерной ряд, для возведения стеновых конструкций особенно рекомендуются номера 10-12.
Кирпичные
Обустраиваются по прямой линии или криволинейной (арка). Прямоугольный вариант укладывают на опалубку, по правилам укладки и перевязки кирпичей. Здесь можно создавать клинчатую форму по вертикальным швами кладки.
Нужно следить, чтобы швы получались наклонными, и не было сдвига кирпичей по вертикали. В работе обязательно учитывается показатель ширины проема.
Криволинейная перемычка укладывается клинчатым способом, с упором на сжатие. Арочные сегменты получаются за счет специальной укладки ребром, где швы уложенных кирпичей раскрываются.
Стрелы подъема находятся при этом в промежутке 1/6 — 1/10 от ширины проема. Криволинейные арки выкладываются на специально изготовленное кружало – дугообразное приспособление из металла или фанеры.
Металлическое кружало для арок на практике более предпочтительнее, так как его форму легко выровнять или согнуть.
Деревянные
Такой вид перемычек устраивают из досок хорошего качества, специальных пластин и бревен, имеющих окантовку и древесного бруса. Концы таких конструкций заделывают в стену, не меньше, чем на 25 см.
Перемычки из дерева легко соорудить своими руками. Они могут простоять долгие годы (более 50 лет), но должны быть обязательно изолированы от проникновения влаги.
Поэтому при их монтаже изделия обязательно оборачивают изолирующим материалом (из полипропилена, резины, рубероида, полиэтилена). В современном строительстве все реже используют такие перекрытия, несмотря на их самую доступную стоимость, так как изделия из ЖБ и металла являются более долговечными.
Ячеистые сборные
Такие изделия выполняют из ячеистых бетонов, которые бывают армированными и арочными. Высота такой перемычки 125 мм, а глубина ее опоры составляет 200-250 мм. Такой вид перемычек для кирпичных стен пока не слишком распространен.
Многие специалисты считают, что данный материал больше подходит для стены, построенной из такого же ячеистого бетона.
Армокирпичные
Делаются из кирпича и арматурных металлических составляющих – отсюда и происходит их название. Их создают по такому же принципу, как и кирпичные –прямыми или арочными.
Арматура, которую используют при их обустройстве составляет 6-10 мм. Ее укладывают в опалубке, заливая раствором бетона. Это защищает их от коррозии.
Существует еще один способ укладки данного вида – в виде свода обрушения. Такой способ способен выполнить только профессионал.
Каждый их перечисленных видов перемычки по-своему хорош. Какой из них подходит в каждом конкретном случае, зависит от времени постройки (ремонт старого, новостройка), используемых дополнительных материалов, помимо кирпичей, имеющегося плана и схемы строения (чертежа), пожеланий заказчика и материальной составляющей.
Как подобрать?
Подбор подходящей перемычки лучше предоставить профессионалам. Они оценят тип стены, особенности постройки, и характеристики составляющих элементов, которые нужно будет уложить в одном направлении, чтобы достичь нужной ширины пролета.
При выборе учитывают величину нагрузки, которую должна будет выдерживать перемычка, качество материала. Так, например, если перемычка бетонная, то учитывается марка бетона. Это же относится и к кирпичу, и арматуре (марка стали).
Обращают внимание также на грани конструкции, применение норм СНиП (глубина опирания), параметры готовых изделий, указанные производителями. Особенно, обращают внимание на изгибы материала. Например, опоры из металла должны в норме прогибаться не больше, чем 1/200 собственной указанной длины.
Пример правильного подбора перемычки (в данном случае, металлической) можно посмотреть ниже:
Пример расчета
Правильность расчета перемычки для проема производят по точному или упрощенному расчету. Чтобы не ошибиться, нужно использовать показатели из таблиц СНиП.
Упрощенный
Здесь принято сначала определять нагрузку, действующую на перемычку, затем определяют максимальный изгибающий момент, воздействующий на поперечное сечение.
Нагрузки на погонный метр определяются в зависимости от веса кладки: q1 = p х b х h, где:
Например, при предполагаемом проеме для кирпичной перегородки ширина 1 м, а толщина – ½ кирпичного изделия, то его полная расчетная нагрузка составит: q = 1,1 х 142,5 = 157 (кг/м).
При определении расчетных операций по перемычкам в стенах из кирпича, обращают внимание на кладку летом или зимой, на которые указывает СНиП «Каменные и армокаменные конструкции», в своем п. 6.47.
Материалы и инструменты для устройства
Чтобы обустроить перемычки в стенах из кирпича, потребуются следующие расходные материалы и инструменты:
Отдельно могут пригодиться перчатки, спецодежда, ветошь, щетки и «разравниватели» для бетона, чтобы заливаемый раствор хорошо утрамбовывался, при распределении, заполняя поры стены и опалубки, прикрепленной к поверхности.
Процесс
Обустройство перемычек, с образованием узла и учета опирания в стене, должно проходить по правилам, описанным в СНиПах. Поскольку чаще других в современных зданиях используют именно ЖБ-перемычки, то процесс их устройства заключается в следующих нюансах:
Перемычки из металла имеют небольшой вес. Представленные в виде швеллеров и разных форм стального проката, их достоинство состоит в том, что в процессе работы их можно отрезать по нужной длине.
Кирпичные перемычки монтируют к основной стене по верху проема, а затем соединяют друг с другом, с помощью полки, с которой свисают хомуты, закладываемые в вертикальные швы. Хомуты надежно армируют перемычку, и она получается прочной.
Опытные мастера выбирают продольный, клинчатый, лучковый или сводчатый способ укладки. Бетонный раствор для укладки замешивается в небольших порциях, чтобы быстро не застывал.
В последнее время в большинстве случаев строители подкладывают в кирпичные перемычки профессиональную систему армирования BAUT.
Простой и надежный способ монтажа кирпичной перемычки — в видео:
Последствия ошибок
Чтобы в процессе строительства не возникло проблем в виде последствий, выбор перемычек лучше доверить профессиональному строительному инженеру.
На основании обследования несущей способности стены, глубины опирания, и ряда обязательных характеристик, он проведет нужные расчеты, и точно определит из какого материала, какой формы и размеров подойдет перемычка в данном конкретном случае (длина, ширина, толщина).
Последствия ошибок – это разрушения, трещины, смещение кирпичей. Чтобы они не возникли, нужно соблюдать следующие нюансы:
Заключение
Перемычка является важной конструкцией, перекрывающей проем и принимающей на себя определенные нагрузки.
Расчет обустройства конструкции зависит от:
Для стен из кирпича подбирают перемычки, зависящие от возраста здания, схемы и плана постройки. Наиболее часто используемые и практичные виды конструкций – ЖБ, кирпичные и металлические.
Для крепления перемычек всегда применяют опалубку и армирование (прутьями из стали или строительной сетки). Часто строители пользуются современной удобной армированной системой BAUT. Бетонный раствор, заливаемый в опалубку, является обязательным условием монтажа устраиваемой конструкции.
Перемычки формируют проем, укрепляют стены и создают базу для продолжения возведения здания. Монтаж всех видов арочных перемычек желательно доверить профессионалам.
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.