Балочные перекрытия Работу выполнили студентки группы ДАРС 21 Дементьева О. , Склемина М. Руководитель: Кизимова О. В.
Балочные перекрытия Настил (накат) балочного перекрытия — и цокольного, и междуэтажного, и чердачного — осуществляется по балкам, которые могут быть деревянными, металлическими либо железобетонными.
Конструкции деревянных балочных перекрытий Индивидуальные и малоэтажные жилые дома часто возводят с деревянными балочными перекрытиями. Деревянные перекрытия (рис. 1) в большинстве случаев состоят из несущих балок, пола, межбалочного заполнения и отделочного слоя потолка. Звуко- или теплоизоляция обеспечивается настилом, который называют накатом. Рис. 1. Виды деревянных перекрытий: а чердачное перекрытие с утеплением по верхней обшивке; б - перекрестное чердачное утепление; в -надподвальное перекрытие с межбалочным утеплением; 1 - балки перекрытия; 2 - дощатая обшивка; 3 - пароизоляция; 4 - первый слой утеплителя; 5 - арматурная сетка; 6 паропроницаемая стяжка; 7 - деревянный (дощатый) накат; 8 - перекрестный каркас; 9 - дощатая обшивка (как вариант паропроницаемая армированная стяжка); 10 - второй слой утеплителя; 11 -черепной брусок; 12 - деревянный пол; 13 - плинтус; 14 - щель воздухообмена.
Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения. Для накатов целесообразно применять деревянные щиты. В целях экономии древесины дощатые накаты можно заменять накатами из ребристых или пустотелых гипсовых или легкобетонных блоков. Такие элементы несколько тяжелее деревянных накатов, зато они невозгораемые и не загнивают. Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату делают глинопесчаную смазку толщиной 20 -30 мм, поверх которой насыпают шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6 -8 см. Засыпка из пористого материала поглощает часть звуковых волн. В конструкцию деревянного перекрытия входит настил пола из строганных шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500 -700 мм.
Деревянные балки перекрытий Несущими элементами балочных перекрытий являются деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140 -240 мм и толщиной 50 -160 мм, уложенные через 0, 6; 0, 8; 1 м. Сечение деревянных балок перекрытий зависит от нагрузки, подшивки (наката) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам Использование лиственных пород дерева в качестве балок перекрытия не допустимо, так как они плохо работают на изгиб. Поэтому в качестве материала для изготовления деревянных балок перекрытия применяют хвойные породы древесины, очищенные от коры и антисептированные в обязательном порядке. Чаще всего концы балок заводятся в специально оставляемые для этой цели гнезда в кирпичных стенах непосредственно в процессе кладки (рис. 2 а. или рис. 2 б. ), либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен. Рис. 2. а. Заделка деревянных балок перекрытия в наружную стену: 1 - стена, 2 подкладка, 3 - заделываемый конец балки.
Рис. 2. б. Заделка деревянной балки перекрытия в кирпичную стену: 1 кирпичная стена, 2 - деревянная балка, 3 - конец балки, обработанный антисептической пастой или обернутый рубероидом, 4 - гидроизоляция из двух слоев рубероида.
Длина опорных концов балки должна быть не менее 15 см. Укладку балок ведет "маячковым" способом - вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок проверяют уровнем или ватерпасом, а промежуточных - рейкой и шаблоном. Балки выравнивают, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины. Подкладывать щепки или подтесывать концы балок не рекомендуется. Деревянные балки перекрытий укладывают как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно другу и с одинаковым расстоянием между ними. Концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезают наискось под углом 60 град. , антисептируют, обжигают или обертывают двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен мы рекомендуем концы балок обработать битумом и просушить, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок обязательно оставляют открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполняют вокруг балки эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). При толщине кирпичных стен до 2 -х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливают цементным раствором. Можно также как вариант утеплить концы балок деревянными коробами, предварительно просмолив их. В толстых стенах (2, 5 кирпича и более) концы балок не прикрывают, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняет концы балок от конденсации влаги. Диффузия влаги в деревянной балке показана на рис. 3.
Рис. 3. Диффузия водяного пара в деревянной балке: 1 - кирпичная стена; 2 слой штукатурки; 3 - воздушный зазор между торцом деревянной балки и кирпичом; 4 - плинтус; 5 - пол из шпунтованных досок; 6 - деревянные доски; 7 - водяные пары; 8 - жидкая влага; 9 - рубероид или толь
При опирании балок на внутренние стены под их концы подкладывают два слоя толя или рубероида. Каждую третью балку, заделываемую в наружную стену, закрепляют анкером. Анкеры крепят к балкам с боков или снизу и заделывают в кирпичную кладку. При отсутствие бруса подходящего сечения можно использовать сколоченные и поставленные на ребро доски, при этом общее поперечное сечение, по сравнению с целой балкой, не должно уменьшиться. Кроме того, вместо брусчатых балок можно использовать бревна соответствующего диаметра, обтесанные с трех сторон, что более экономично (круглый лес значительно дешевле пиломатериалов), но в этом случае бревна должны быть выдержаны в сухом помещении не менее одного года, подобно бревенчатому срубу. Для усиления несущей способности перекрытия может быть использована перекрестная схема установки силовых балок. При применении такой схемы перекрытие опирается на все стены здания по контуру. Узлы пересечений балок стягивают хомутами или проволочными скрутками. Перекрестная схема перекрытий применяется крайне редко, так как гораздо проще уменьшить шаг несущих балок и сделать обыкновенное перекрытие, но на изготовление перекрестного перекрытия расходуется меньшее количество пиломатериалов, чем на традиционное, при одинаковой несущей способности перекрытий. Конструктивные различия перекрытий наблюдается при их утеплении (рис 1. ). Междуэтажное перекрытие не утепляют, чердачное (с холодным чердаком) - утепляют с устройством нижнего пароизоляционного слоя, а надподвальное - утепляют с устройством верхнего пароизоляционного слоя.
Накат Следующим этапом в сооружении перекрытий является настил наката. Для его крепления к балкам прибивают черепные бруски сечением 5 х 5 см, непосредственно на которые и укладывают доски наката. ( рис 4. ) Рис. 4. Накат на черепных брусках с утеплителем: 1 - балки; 2 - черепные бруски; 3 черный пол; 4 - пергамин; 5 - утеплитель; 6 - пергамин; 7 - доски пола
Пластины наката плотно подгоняют друг к другу, убирая все щели между отдельными досками. Стремитесь к тому чтобы нижняя поверхность наката была в одной плоскости с балками перекрытия. Для этого необходимо в досках наката выбрать четверть (фальц). Для сооружения наката не обязательно использовать полноценные доски, их вполне можно заменить горбылем. Подшивку из досок толщиной 20 -25 мм крепят гвоздями, забиваемыми под углом. Как мы уже отмечали вместо досок для наката можно использовать фибролитовые, гипсошлаковые и другие легкобетонные плиты, что повышает огнеустойчивость перекрытий. Уложенный накат покрывают слоем толя или рубероида и засыпают или закладывают утеплитель: как и в стенах, здесь можно использовать минеральную вату, опилки, шлак. При утеплении перекрытий сыпучие утеплители не утрамбовывают, а их засыпку осуществляют на ? высоты балок. В последнюю очередь верхнюю грань балок застилают толем или рубероид, а сверху накладываютлаги. Заметим, что лаги не являются обязательным элементом перекрытия. Укладка лагэкономически обоснована, если балки имеют редкое расположение. Также обращаем ваше внимание на то, какие элементы перекрытий окажутся лишними при сооружении цокольных и чердачных перекрытий: - в цокольном перекрытии нет подшивки - в чердачном перекрытии нет лаг и чистого пола
Цокольное перекрытие можно сконструировать таким образом, что лишними окажутся накат и утеплитель (разумеется, без ущерба для эксплуатационных качеств), однако в этом случае будет обязательна рубероидная прокладка по всей площади пола, а засыпка будет гравий или утрамбованный щебень (Рис 5. ) Рис 5. Вариант устройства цокольного перекрытия: 1 - утрамбованный грунт; 2 гравий; 3 - балка; 4 - лага; 5 - рубероид; 6 - чистый пол; 7 - фундамент-цоколь
Примеры деревянных балочных перекрытий
Перекрытия на стальных балках Второстепенные несущие элементы в таких перекрытиях (это, как правило, балочный настил на шиповых соединениях) усиливают новыми стальными балками, воспринимающими часть нагрузки, падающей на участок деревянных балок, устанавливаемыми под этими дефектными балками (см. схему ниже): Усиление балочного настила между стальными балками перекрытия 1 - стальная балка; 2 - балки на шпоночных соединениях; 3 - новая стальная балка.
Часто для заполнения перекрытий на стальных балках используют армированный шлакобетон. Эта конструкция, представляющая собой перекрытие, состоящее из стальных балок, установленных через 1, 5 -3, 5 м, с заполнением между ними шлакобетонной плитой переменного сечения, была запатентована на рубеже столетия (перекрытия типа "Матраи"). Конструкцию рассчитывали с помощью табличного пособия. Способ расчета перекрытий типа "Матраи" теоретически ошибочен, потому что провисающие канаты и жгуты канатов, прилипая к бетону, вызывают в нем сжимающие усилия, которые из-за низкого качества бетона воздействуют на стальную балку, создавая перенапряжения в ее верхнем поясе. Ошибочным также является предположение, что провисающие жгуты стальных канатов представляют собой чисто растянутые конструкции, так как даже слабое сцепление с бетоном изменяет игру сил. К сожалению, однако, эта армированная в двух направлениях шлакобетонная плита, которая укладывается между балками, вблизи этих балок не имеет никакого армирования и, таким образом, в действительности представляет собой подвесную конструкцию. Запас прочности перекрытий такого типа заключается в том, что балки рассчитывают как двухопорные шарнирные, в то время как на самом деле они являются двухопорными с защемленными концами.
В случаях, когда для приготовления шлакобетона используют невыщелоченные шлаки, влага, проникающая в перекрытия такого типа, образует серную и сернистую кислоты, которые, снижая прочность бетона и уменьшая поперечное сечение, вызывают разрушения. Вследствие имеющегося запаса несущей способности перекрытий типа "Матраи" в негодность приходит только шлакобетон в пространствах между балками. Его разрушение начинается раковинообразным отпадением поверхности, отслоением больших участков. Особенно опасны эти разрушения из-за того, что они не проявляются никакими деформациями, и опасное состояние возникает неожиданно. Взрывоподобно быстро происходит обрушение, которое может повлечь за собой человеческие жертвы. Некоторые специалисты считают, что разрушение перекрытий такого типа не представляет серьезной опасности, так как на практике известно лишь о небольшом количестве, несчастных случаев. Однако необходимо помнить: мало их потому, что в последние годы ремонтники очень серьезно воспринимают опасность таких разрушений и укрепляют перекрытия задолго до наступления аварии, при первом же подозрении на возможность опасного состояния.
1. КОНСТРУКЦИИ СТАЛЬНОЙ БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ Балочные перекрытия в зданиях различного назначения, а также покрытия рабочих площадок могут выполняться из стальных конструкций. Рабочие площадки служат для размещения производственного оборудования на определенной высоте в помещении цеха промздания. В конструкцию площадки входят колонны, балки, настил и связи (рис. 1). Система несущих балок стального покрытия называется балочной клеткой. Рис. 1. Конструкция площадки: 1 – колонны; 2 – главные балки; 3 – балки настила; 4 – настил; 5 – связи
В качестве покрытия балочной клетки (несущего настила) обычно применяются плоские стальные листы, которые в виде полос укладываются на балки настила и крепятся к ним при помощи электросварки. Балочные клетки могут быть упрощенного, нормального или усложненного типа (рис. 2). В упрощенном типе клетки расстояние между стенами или колоннами сравнительно невелико и ограничивается по экономическим соображениям, так как при частом расположении длинных балок (что обусловлено малой величиной пролета настила) возникает противоречие между получаемой несущей способностью и требуемой жесткостью балок. Рис. 2. Типы балочных клеток: а – упрощенный; б – нормальный; в – усложненный; 1 – балки настила; 2 – стены; 3 – главные балки; 4 – колонны; 5 – вспомогательные балки
В нормальном типе клетки расстояние между колоннами может быть больше, чем в упрощенном типе, так как шаг главных балок не зависит от пролета настила. В усложненном типе клетки имеются еще и вспомогательные балки, на которые опираются балки настила. При этом возрастает трудоемкость монтажа конструкций. Однако расход стали на площадку часто оказывается меньше, чем в предыдущем типе. Тип балочной клетки выбирается на основании сравнения технико-экономических показателей при вариантном проектировании. Сопряжение балок по высоте может быть поэтажным или в одном уровне (для нормального типа клетки), а также пониженным (для усложненного типа клетки, рис. 3). Рис. 3. Сопряжения балок: а – поэтажное; б – в одном уровне; в – пони женное; Нс – строительная высота перекрытия; 1 – главная балка; 2 – балка настила; 3 – настил; 4 – вспомогательная балка
Поэтажное сопряжение является наиболее простым при монтаже конструкций, но соответствует наибольшей строительной высоте перекрытия. Сопряжения в одном уровне и пониженное позволяют сохранить оптимальную высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но усложняют конструкцию примыкания балок. Известно, что при нагрузках, не превышающих 50 к. Н/м 2, и предельном прогибе не более 1/150 прочность стального настила будет всегда обеспечена, и его рассчитывают только на прогиб [3, 4, 7]. Однако в последнее время в целях экономии металла величина предельного прогиба была увеличена до 1/120 [2], поэтому в учебном пособии предусматриваются обе проверки: как из условия прогиба, так и из условия прочности. При компоновке балочной клетки пролёт настила увязывается с пролётом главной (или вспомогательной) балки, на которую опирается балка настила и делит её на равные части, равные пролёту настила.
Примеры стальных балочных перекрытий
Перекрытия по железобетонным балкам. Рис. 5. Перекрытия по железобетонным балкам (размеры в мм): А - с межбалочным заполнением в виде легкобетонных плит; Б - с заполнением межбалочных пустотелыми легкобетонными блоками; 1 - балки железобетонные; 2 - легкобетонные плиты; 3 пустотелые блоки; 4 - цементный раствор; 5 засыпка шлаком (песком); 6 - звукоизоляционная прокладка (оргалит); 7 - лага; 9 - толь; 10 шлакобетон; 11 - пол из линолеума на мастике; 12 - дощатый пол Сборные железобетонные междуэтажные перекрытия (рис. 5) балочного типа состоят из балок таврового профиля и заполнения между ними. Заполнителем здесь служит накат из гипсобетонных или легкобетонных плит толщиной 80 и длиной 395 мм, армированных деревянными реечными или брусковыми каркасами, а в чердачных перекрытиях легкобетонные плиты толщиной 90 и длиной 395 мм, армированные сварными стальными сетками. Швы между балками и плитами заполняют цементным раствором и затирают. Чердачные и цокольныеперекрытия обязательно утепляют, междуэтажные звукоизолируют. Для этого используют керамзитовую или песчаную подсыпку, слоистые покрытия с упругими прокладками. При этом желательно, чтобы теплои звукоизоляция осуществлялась не за счет увеличения веса строительных конструкций. Так как элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшой вес, их применяют на постройках, оснащенных кранами малой грузоподъемности (до 1 т). При устройстве железобетонных перекрытий в санитарных узлах в конструкцию перекрытия включают гидроизоляционный слой. Для этого поверх настилов или панелей обычно наклеивают на битумной мастике 1 -2 слоя рубероида.
Анкеровка железобетонных перекрытий При устройстве перекрытий из сборных железобетонных элементов следует особое внимание уделять анкеровке их в существующие кирпичные стены, так как благодаря этому достигаются пространственная жесткость здания и его надежность. На рисунке представлен тип анкеров, рекомендуемых к применению при устройстве перекрытий из сборных железобетонных настилов типа КНП в существующих стенах. а — анкеровка настилов; б — анкеры А 1, А 2, А 3, А 4, А 5 и А 6; в — анкеровка настилов в наружных стенах; г — анкеровка настилов во внутренних стенах; 1 — настил; 2 — анкер, заливаемый после установки слоем цементного раствора марки 100; 3 — выравнивающий слой цементного раствора марок 75— 100; 4 — минеральный войлок; 5 — бетой марки 100; 6 — планки, приваемые после установки анкера.
Анкеры А 1, А 2 и А 3 изготовляются из обрезков круглой стали класса А 1 диаметром 10 мм (для анкерных тяжей) и 16— 18 мм (для заделываемых в кладку штырей). Анкерные штыри, заделываемые в существующие стены, целесообразно располагать горизонтально (с целью сокращения объема пробивки гнезд). Заделка штырей производится бетоном марки 100. Сварка анкерного устройства производится на месте работ при его установке. Для электросварки рекомендуется применение тонкообмазанных электродов марки Э 42. а — схема анкеровки балок (план); б — анкеры A 1, А 2, А 3; в — анкеровка балок в наружные стены; г — анкеровка балок во внутренние стены; 1 — балки с вкладышами; 2 — бетон марки 100; 3 — анкер, залитый после установки стрем цементного раствора марки 50; 4 — анкер, приваемый к верхнему стержню каркаса балки; 5 — выравнивающий слой цементного раствора марок 75— 100; 6 — анкер А 3 приваемый к верхнему стержню каркаса до замоноличивания.
Глубина пробиваемого гнезда около 250 мм, а борозды для укладки анкера — 70 f 80 мм. Концы анкерных тяжей приваются к отогнутым монтажным петлям настилов, а обнаженные над ними участки тяжей защищаются слоем цементного раствора марки не ниже 50. Пробивку и заделку гнезд рекомендуется выполнять последовательно, с тем чтобы не ослаблять прочности старых стен в процессе производства работ. а — схема анкеровки настилов (план); б — схема анкеровки балок (план); в — деталь анкеровки настилов; г — деталь анкеровки балок; 1 — анкерный крюк; 2 — настил; 3 — балка; 4 — выравнивающий слой цементного раствора марок 75 — 100; 5 — утеплитель.
Спасибо за Внимание!
Скачать презентацию Балочные перекрытия Работу выполнили студентки группы ДАРС 21
Балочные перекрытия.pptx