Расчет металлической перемычки для несущих стен

Опирание перемычек на кирпичную стену с учетом СНиП

Опирание перемычек на кирпичную стену СНиП — важная составляющая создания дверных и оконных проемов при возведении любого объекта. Перемычка — это элемент строительства, который используют в месте оконного либо дверного перекрытия. Это незаменимая деталь, которая сдерживает шары кирпичей от смещения, а стену — от разрушения.

Ошибки в монтаже перемычек могут привести к разрушению всего здания.

Виды конструкций

Трудно найти помещение без окон и дверей. Но и окна, и двери, несмотря на свою важность, полезность, функциональность, — проблемные зоны для работников. Их установка требует наличия специально подготовленных проемов. Если речь идет об обычной стене, тогда кирпичи устанавливают рядами, нагрузка равномерная. В стене, где планируются окна либо дверь, требуется монтаж перемычек, которые уберегут стену от обрушения. При этом нагрузка на перемычку высокая — 1 куб.м кирпича вместе с раствором весит в среднем около 2 т.

Перемычки в кирпичных стенах бывают нескольких разновидностей:

Установка стальных перемычек в несущих стенах и в перегородках.

  1. Металлические перемычки — облегченные сооружения, используемые при небольших нагрузках. Это может быть арматура, уголок, швеллер.
  2. Кирпичные перемычки фирмы «Baut». С их помощью кладку кирпичей можно проводить горизонтально и вертикально.
  3. Арочная кладка. Такое устройство — одновременно перемычка и составляющая фасадного декора. Ее установка требует специальных инструментов и навыков работы.
  4. Железобетонное устройство сборного характера. Подобные элементы устанавливают при большой нагрузке на проемы. Зачастую это возведение 2 этажа, использование непростых конструкций в проекте.

Железобетонные перемычки могут быть разного вида:

Перемычки в кирпичных стенах также разделяют на несущие и ненесущие конструкции. Несущие элементы — высокопрочные изделия, способные выдерживать немалые нагрузки. Чаще всего их устанавливают при строительстве 2 этажа, на несущие кирпичные стены. Ненесущие элементы — способны выдержать кроме себя еще несколько рядов кирпича.

Общие требования к железобетонным перемычкам:

  1. Обязательное наличие сварного арматурного каркаса и смеси бетона.
  2. Сооружение подобных конструкций осуществляют только на горизонтальные, подготовленные места.
  3. Согласно нормам СНиП перегородка на сплошную стену должна заходить на 25 см; а минимальное значение в кирпичной перегородке между окнами — 20 см.
  4. Установку многоэлементных перемычек важно осуществлять в одном положении, до получения необходимой ширины пролета.

Наращивание конструкции

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

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

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

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

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

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

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

Выбор конструкции

Чаще всего над оконными, дверными проемами в кирпичном доме применяют готовые заводские железобетонные элементы — это типичная серия 1.038.1-1 или 1.225-2 (для больших пролетов). Для перемычек в кирпичных стенах используют армированные монолитные элементы из железобетона, металлические балки. Подбор перемычек проводят, ориентируясь на размеры самого пролета и степень нагрузки на стену в доме.

Серия железобетонных перемычек 1.038.1-1:

  1. Для стен, на которые опирается перекрытие.
  2. Для самонесущих стен.
  3. В кирпичных стенах, толщина которых 120 мм.
Читайте также:  Насадка на дрель для шлифовки стен

Как расшифровывается 2ПБ18-8?

ПБ — маркировка изделия. Это элементы брусковые, которые бывают 120 мм и 150 мм в ширину. Их покупают по несколько штук, в зависимости от ширины стен, толщины самых перемычек. Также бывают конструкции марки ПП — плитные перемычки. Их ширина 380 мм либо 510 мм. С их помощью перекрытие проемов по ширине происходит полностью.

2 — обозначает размеры сечения элемента. 1ПБ имеет сечение 120 мм.на 65 мм;

2ПБ — 120 мм на 140 мм;

3ПБ — 120 мм на 220 мм;

4ПБ — 120 мм на 290 мм;

5ПБ — 250 мм на 220 мм.

Это расчет перемычек только брусковых, для плитных элементов есть своя градация.

18 — зашифрованная длина объекта — 1810 мм. Учитывая глубину опирания на стену с 2 сторон по 100 мм, этот элемент можно использовать для проема с максимальной шириной в 1610 мм.

8 — максимально возможная нагрузка для данной перемычки. В данном случае — это 8 кг/м. Такой элемент прекрасно справится с самонесущей стеной. Номер 1 — только для перегородок, с 27-го номера — это элементы для стен, на которые опираются перекрытия.

Для упрощения подбора нужной перемычки все они имеют свои обозначения (например, 2ПБ18-8), которые приведены в виде таблиц, где указаны важные характеристики — размеры, длина, вес, максимально возможная нагрузка на конструкцию.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник: kubkirpich.ru

Расчет и конструирование перемычки

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

Перемычкой называется жб конструкция, расположенная над оконным или дверным проемом и предназначенная для восприятия нагрузки от вышележащих конструктивных элементов здания.

Подбор перемычки осуществляется по ГОСТу 948-84 следующим образом:

– Lсв +500мм = предварительная длина несущей перемычки;

– Lсв +250мм = предварительная длина ненесущей перемычки, где Lсв , мм – ширина оконного проема в свету;

Несущая перемычка должна иметь сечение как минимум 120х220мм,

ненесущая – сечением 120х140мм.

Перемычки подразделяют на следующие типы:

ПБ– брусковые, шириной до 250 мм включительно;

ПП– плитные, шириной более 250 мм;

ПГ – балочные, с чертвертью для опирания или примыкания плит перекрытий;

Обозначение маркировки перемычки:например,3ПБ 18-37п

3- порядковый номер поперечного сечения;

18- длина перемычки в дм;

37- значение расчетной нагрузки;

п- для монтажа применяются монтажные петли.

Перемычка типа ПБ

1- технологический уклон

Для изготовления применяется тяжелый бетон плотностью свыше 200кН/м 3

Рабочая арматура каркаса перемычки: А400, B500

Поперечная арматура каркаса: А240, A400, Bp-I

Арматура петель: А240

Порядок расчета перемычки.

1. Исходные данные для расчета:

– ширина оконного проема в свету Lсв;

– класс бетона В, Rb, МПа – расчетное сопротивление бетона по прочности на осевое сжатие; γb2=0,9– коэффициент условия работы бетона; Rbt, МПа – расчетное сопротивление бетона по прочности на осевое растяжение, (см. прил.7);

– рабочая продольная арматура класса А, Rs, МПа- расчетное сопротивление арматуры по прочности на осевое растяжение (см. прил. 8);

– размеры принятой по ГОСТу перемычки (длина – L, высота- h, ширина- b,мм)

2. Сбор нагрузокна один погонный метр перемычки.

На несущую перемычку передается нагрузка:

Если оконный проем находится на последнем этаже здания, то в расчет вводится нагрузка от веса покрытия q р покр.,кН/м

– от веса покрытия

где Lпл – длина плиты покрытия;q р покр–расчетная нагрузка на 1м 2 покрытия;

Если оконный проем на любом этаже, то в расчет вводится нагрузка от весачердачного перекрытия или от веса перекрытия qчерд.перекр., qперекр.,кН/м

– от веса перекрытия

гдеq р перекр.-расчетная нагрузка на 1м 2 перекрытия (см. раздел «Сбор нагрузок)

от кирпичной кладки высотой 1/3 пролета перемычки:

где rкирп.кл., – плотность кирпичной кладки;gf=1,1 –коэффициент надежности по нагрузке

от собственного веса перемычки

где rжб=25кН/м 3 –плотность железобетона, b, h- размеры сечения перемычки, м.;

Полная нагрузка на несущую перемычку:

На ненесущую перемычку передается нагрузка:

– от веса кирпичной кладки высотой 1/3 пролета перемычки qкл

– от собственного веса перемычки qсоб.вес.

Полная нагрузка на ненесущую перемычку

Определение расчетного пролета перемычки.

Схема опирания перемычки на стену:

Lоп= (L – Lсв) /2 , м – длина опирания перемычки на стену.

Lef =Lсв + Lоп , м–расчетный пролет перемычки.

Определение внутренних усилий, действующих на перемычку.

Читайте также:  Как посчитать количество кирпича на стену

Максимальный момент:

Мmax = , кНм

Qmax = , кН

3. Определение площади сечения рабочей арматуры:

ho =h-a=h– 0,1h- рабочая высота сечения перемычки

Определить табличный коэффициент:

Ао =

Площадь сечения рабочей арматуры:

Аs = ,м 2 , где Rs – мПа, (см.прил. 8)

По сортаменту определить диаметр рабочей арматуры (см. прил. 10)

Назначить диаметр и класс поперечных стержней из условия:

Определить диаметр и класс монтажной арматуры по формуле ds 1 =0.5ds+2…4мм и по сортаменту назначить диаметр монтажной арматуры.

4. Конструирование каркаса перемычки.

Определить величину приопорного участка: Lприоп= 1/4L, где L-длина перемычки, величину Lприоп. округлить кр. 100мм

· на приопорных участках:

а) при h≤450мм шаг поперечных стержней S1-не более h/2 и не более 150мм;

· на остальной части пролета:

б) при высоте сечения h≤300мм поперечные стержни в середине пролета можно не ставить, но прочность при этом должна быть проверена расчетом.

в) в несущих перемычках постановка поперечных стержней в середине пролета обязательна с шагом S=3/4h, но не более 500мм

5. Проверка прочности перемычки по наклонному сечению.

Проверяем выполнение условия:

где jb3 =0,6 –коэффициент для тяжелого и ячеистого бетона.

Если элемент прямоугольного сечения, коэффициент φf=0, если элемент без предварительного напряжения φn=0. Если условие выполняется, значит, бетон выдерживает поперечную силу и дальнейший расчет обеспечения прочности по наклонной трещине не требуется. Если условие не выполняется, продолжаем расчет.

Каждый поперечный стержень воспринимает поперечную силу с определенной длины элемента, равной шагу поперечных стержней.

5.1.Определить усилия в поперечной арматуре на единицу длины элемента по формуле:

усилие в поперечной арматуре на единицу длины элемента

кН,

где Rsw, МПа→ кПа, – расчётное сопротивление растяжению поперечной арматуры;

S1, м- шаг поперечной арматуры на приопорном участке;

n- количество каркасов в перемычке (см. армирование перемычки)

Аsw→м 2 – площадь сечения поперечной арматуры (см. прил.10)

5.2.Проверить условие:

, кН,

где – для тяжёлого бетона,Rbt–кПа, b–м,
Если условие не выполняется, то надо увеличить диаметр поперечной арматуры или уменьшить шаг и сделать перерасчёт.

5.3.Определяем значение с

,

Полученное значение с принимается не более c= 2h

Принимают полученное значение с=с и определяют по формуле уточненную поперечную силу, воспринимаемую бетоном

, кН

Если полученная поперечная сила, воспринимаемая бетоном, больше действующей поперечной силы Qb>Qmax, то расчет прочности по наклонной трещине закончен, а если Qb 2

Принимаем по сортаменту Æ диаметр арматуры класса А240

Источник: lektsii.org

Расчет перемычки над дверным проёмом

Рассчитать и законструировать сборную ж/б перемычку для перекрытия дверного проема при следующих данных:

– конструкция пола – ж/б плита;

– ширина дверного проема в свету lсв=1310 мм;

– толщина кирпичной стены 120 мм;

– бетон класса С 16 /20;

– рабочая арматура класса S500;

– поперечная арматура класса S500;

– класс по условиям эксплуатации – ХС1;

– нагрузка на перемычку принята от кирпичной кладки высотой 1м.

Для принятой стандартной перемычки 8ПБ16-1 (l=1550 мм, b=120 мм, h=90 мм), величина заделки в стену составляет 120 мм.

2.3.1. Определяем расчетный пролет перемычки:

Каждый элемент перемычки работает как однопролетная, свободно лежащая, равномерно загруженная балка. Определяем расчетный пролет перемычки:

Рис 9. Определение расчетного пролета перемычки.

2.3.2. Определение нагрузок на перемычку

Наименование нагрузки Нормативное значение, кН/м
1 2 3
I Собственный вес перемычки 0,36
II Собственный вес кладки стены 0,864
Итого: 1,224

Расчетная нагрузка на 1 м.п. длины перемычки и переменных расчетных ситуациях принимается равной наиболее неблагоприятному значению из следующих сочетаний:

– первое основное сочетание:

– второе основное сочетание:

Расчетная нагрузка на 1 м.п. длины перемычки g = 1,65 кН/м.

Определение максимальных расчетных усилий

Определяем максимальные расчетные усилия Мsd и Vsd :

Мsd = (g∙leff 2 )/8 = 1,65 ∙ 1,43 2 /8=0,42 кН м;

Рис 10. Расчетная схема перемычки.

Расчет прочности перемычки по нормальному сечению.

Бетон класса С 16 /20;

fck = 16 мПа = 16 Н/мм 2 ;

Рабочая арматура класса S500;

Поперечная арматура класса S240;

Рабочая высота сечения:

d = h – с = 90 – 25 = 65 мм.

Где с = а + 0,5 Ø , а=20 мм – толщина защитного слоя бетона для арматуры (класс по условиям эксплуатации ХС1).

С=25 мм – расстояние от центра тяжести арматуры до наружной грани перемычки.

αm = Msd / α ∙ fcd∙ b∙d 2 = 0,42∙10 6 / 1∙10,67∙120∙65 2 = 0,079;

При αm = 0,079; η = 0,949;

Требуемая площадь поперечного сечения продольной арматуры

Ast = Msd / (fyd∙ η ∙ d) = 0,42∙10 6 / (450∙0,949∙65) = 15,1 мм 2 ;

Читайте также:  Как закрепить дюбель в рыхлой стене

Принимаем: 1Ø6 S500 Ast = 28,3 мм 2

ρ = Ast / (b∙d) = 28,3 / (120∙65) = 0,36 %;

к = 1+√200 / 65 = 2,0; принимаем к = 2;

Vrd, ct, min= 0,4∙120∙65∙1,27 = 3,9;

Vrd, ct = 3,7 кН 2 / VSd = 2∙1,27∙120∙65 2 / 2480 = 1109,2 мм > S2=100 мм;

fctd= 1,9 / 1,5 = 1,27 МПа

Проверка прочности перемычки по наклонным сечениям на действие поперечной силы.

E cm = 35 ∙ 10 3 мПа;

E s = 20 ∙ 10 4 мПа;

А sw1 = 28,3 мм 2 Ø6 S240.

n = 1 ; S1 = 100 мм ; n – количество каркасов.

Геометрические размеры поперечного сечения: b w = 120 мм ; h = 90 мм ; d = 65 мм ; S1 = 100 мм; S2 = 100 мм не превышают S max = 709,74 мм.

α Е = Е s / E cm= (20 ∙ 10 4 ) / (35 ∙ 10 3 ) = 5,71;

ρ sw = ( n ∙ A sw1 ) / ( b w ∙ S1 ) = (1 ∙ 28,3) / (120 ∙ 100) = 0,0024 ;

n w1 = 1 + 5 ∙ 5,716 ∙ 0,0024 = 1,07 2 ;

n f = 0- для прямоугольного сечения

n c2 = 2,0 – для тяжелого бетона.

М сd = 2,0 ∙ 1,0 ∙ 1,27 ∙ 120 ∙ 65 2 = 1287780 Н∙мм = 1,29 кН∙м.

Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения.

l inc = √ М сd / g = √ (1,29 ∙ 10 6 ) / 17,65 = 810,34 мм.

l inc должна быть не более.l inc ≤ 3,33 ∙ d = 3,33 ∙ 195 = 649,35 мм.

Принимаем l inc = 649,35 мм.

Поперечная сила, воспринимаемая сечением над вершиной наклонной трещины :

V сd = М сd / l inc = ( 11,59∙ 10 6 ) / 649,35 = 17848,62 Н = 17,85 кН.

Усилия в поперечном стержне на единицу длины:

V sw = ( 157 ∙ 1 ∙ 28,3) / 100 = 123,25 Н / мм > (0,6 ∙ (1 + 0)∙ 1,27 ∙ 120)/ 2 =

n c3 = 0,6 –для тяжелого бетона.

Длина проекции наклонного расчетного сечения l inc,cr ;

Должны соблюдаться условия:

Поперечное усилие , воспринимаемое поперечными стержнями:

Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 757 ;

Источник: studopedia.net

Расчёт несущей перемычки 3 ПБ16

2. Расчетно-конструктивный раздел

2.1.Расчёт несущей перемычки 3 ПБ16-37

Определение конструктивных размеров.

Принимаем несущую перемычку над оконным проёмом 3ПБ 16-37 по серии 1.038.1-1.

Изображаем элемент плана:

Изображаем деталь опирания перемычки на кирпичную стену:

Расчётное сечение перемычки прямоугольное:

Нормативные нагрузки, кПа

Керамическая плитка 10мм, ρ= 1800 кг/м 3

Цементно-песчаный раствор 30мм, ρ= 1800 кг/м 3

Оклеечная гидроизоляция 5мм, ρ= 600 кг/м 3

Цементная стяжка 30мм, ρ= 1800 кг/м 3

Плита перекрытия 220мм,

Итого:

Нагрузка с покрытия

Нагрузка на 1м= 0,724+2,921+28,5= 32,145 кПа

Расчётная схема перемычки.

Расчётная схема перемычки представляет собой простую балку (так как ), нагруженную распределённой нагрузкой:

Нагрузка на 1м погонный м перемычки:

Учитывая коэффициент по надежности γn=0,95,

q=32,145 * 0,95= 30,53 кН/м

Расчетная длина перемычки:

L = 1550-2 lon/2= 1550-2*170/2= 1380мм = 1,38м

Q max = q*l/2= 30,53*1,38/2= 21,06кН

M max = q*l 2 /8= 30,53*(1,38) 2 /8= 7,26кН*м

Задаем материалами: принимаем бетон класс прочности на сжатие В15;

γВ2= 0,9 арматура класса А400; СНиП 2.03.01-84*

Rb= 8,5 МПа = 0,85 кН/см

Rbt= 0,75 МПа = 0,075 кН/см 2

Еb= 27*10 -3 МПа = 2,7*10 3 кН/см 2 (В20)

Rs= 365 МПа = 36,5 кН/см 2

Rsw= 265 МПа = 26,5 кН/см 2

Задаем расстояние от центра тяжести арматуры до крайнего

растянутого волокна бетона и определяем рабочую высоту перемычки h:

Принимаем а = 3,0см; h = h-a= 22-3 = 19cм

Проверяем, чтобы значение коэффициента А было не больше граничного значения АR,

По значению А= 0,02 по таблице принимаем коэффициент ƞ= 0,99

Находим требуемую площадь арматуры:

принимаем арматуру 1 стержень ø12, А400; Аs = 1,131 см 2 , т.к. ширина 120мм.

Проверяем процент армирования перемычки:

% армирования больше минимального = 0,05%

Принимаем 1 стержень ø6, А240; Аs= 0,283см 2

Определяем диаметр поперечных стержней:

Принимаем проволочную арматуру ø4, В500, Аsw= 0,25см.

Конструктивный каркас перемычки:

Определяем длину приопорных участков

Определяем требуемый шаг поперечных стержней

S = h/2= 220/2= 110мм, что ˂150мм, принимаем шаг стержней 100мм.

Определяем шаг поперечных стержней в середине перемычки:

S= 3/4*h= 3/4*220= 165мм.

Проверяем выполнение условия:

где = 0,6 (для тяжёлого бетона СНиП 2.03.01-84 * , стр. 39);

= 0 (так как элемент прямоугольного сечения);

= 0 (так как элемент без предварительного напряжения арматуры

19,113кН ˂ 92,34кН – условие выполняется.

Проверяем выполнение условия:

α= Еs/ Еb= 20*10 -4 /27*10 -3 = 0,74*10 -1 = 0,074

φw1= 1+5*α*μw= 1+5*0,097*0,002= 1,0009

Расчет на монтажные и транспортные нагрузки на один метр длины:

1,10кН/м, где – коэффициент динамичности на монтажные и транспортные усилия.

Определяем опорный момент:

Определяем опорный момент.

Определяем пролетный момент:

Расчётная схема при монтаже имеет вид

Прочность обеспечена, т.к. рабочая арматура принята из расчета

16) Определение диаметра монтажной петли :

Принимаем диаметр петли Ø8, А 240

17) Технико-экономические показатели:

Источник: studfile.net