Подбор швеллера для перекрытия - OknaForLife.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Подбор швеллера для перекрытия

Как правильно выбрать швеллер для перекрытий, расчеты на изгиб

Цены на стальной швеллер и балку

При строительстве жилых зданий и прочих сооружений каждый сталкивается с необходимостью правильного расчета и монтажа перекрытия. Перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, находящуюся внутри здания, которая делит его на смежные помещения по вертикали (этажи, чердак и т.п.). Кроме того, данная конструкция является несущей, так как она воспринимает все нагрузки, приходящие от мебели, людей, оборудования и самого перекрытия и передает их либо на стены, либо на колонны (зависит от типа сооружения).

Виды перекрытий

По назначению перекрытия можно разделить на:

  • цокольные – отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
  • межэтажные – направлены на разделение между собой этажей здания
  • чердачные. Первые . Из названия второго вида следует, что они . Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:

  • Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
  • Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.

Швеллер для перекрытий

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

  • швеллер необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном
  • схема укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке

Такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Расчет на изгиб швеллера для перекрытий

Как рассчитать и выбрать размер швеллера – на странице “Моменты сопротивления швеллера по ГОСТ”

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р = 2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

  • qн = 540∙р = 540∙2 = 1080 кг/м = 10,8 кН
  • qр = 540∙р = 624∙2 = 1248 кг/м = 12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

  • Мн = qн∙L2/8 = 10,8∙6,22/8 = 51,9 кН∙м
  • Мр = qр∙L2/8 = 12,48∙6,22/8 = 60 кН∙м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

Ry = 240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное
γ = 1 – коэффициент условий работы

Тогда Wтр = 60/(1∙240)∙1000 = 250 см3

Подбор сечения и проверка на жесткость швеллера

По справочнику (см. ГОСТ 8240-97 или ГОСТ 8278-83) подбираем профиль швеллера, который имеет момент сопротивления больше расчетного. В данном случае подходит швеллер 27П, Wx = 310 см3, Ix = 4180 см4. Далее необходимо осуществить проверку на прочность и жесткость на изгиб швеллера (прогиб хлыста).

Проверка на прочность:

    σ = Мр/(γ∙Wx)∙1000 = 60∙1000/(1∙310) = 193 Мпа

Швеллер — использование и нагрузка

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л – легкую. Литеры С (например – 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Читайте также:  Деревянные двутавровые балки перекрытия расчет

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 – один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП – «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Номер швеллераМасса 1 метра в кгМетров в тонне
54,84206,6
6,55,9169,5
87,05141,8
108,59116,4
1210,496,2
1412,381,3
1614,270,4
1816,361,3
2018,454,3
222147,6
242441,7
3031,831,4

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм – высота сечения изделия, 80 мм – ширина полок, а 6 мм – толщина полок и стенок)

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. «Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

Вид C. «Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид D. «Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

Вид E. «Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

-Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

-Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Читайте также:  Допустимый перепад плит перекрытия СНИП

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

Видео по теме:

Межэтажное перекрытие швеллером.

Добрый день.
Имеется площадь 6м*9м.

необходимо расчитать перекрытие с использованием
стального швеллера номер 14 или 16.

по металлоконструкции будет досчатый пол 2-го этажа.

помогите расчитать через какое расстояние положить швеллер,
какой швеллер использовать, примерную кострукцию.

В инете есть куча программ по сопромату. Да и комбинировать дерево с металлом мне как-то не по душе.

На 6м- не то, что 14, на 16- маловато будет. Хотя для чердачного перекрытия- пойдет.
Сейчас лень считать. Я себе на 5м клал 16-й швеллер. Через 90см (по-моему, не помню точно). Если не найдёте больше нигде- посмотрю.
Вобщем- сверху доска по лагам. Всё работает.

Да и комбинировать дерево с металлом мне как-то не по душе

у меня нет выбора.
имеется старое строение, над которым сделана надстройка.
ранее перекрытия были деревянными,
сейчас неоходимо деревянные перекрытия убрать и сделать перекрытия металлом
и сверху металлоконстр-и дощатый пол.
это будет не чердак а жилое помещение.

прошу рекомендаций и расчет по устройству перекрытия,
порекомендуйте номер швелера и конструкцию.

если интересно, то дам ссылки на дом и помещение, в котор.необходимо
заменить перекрытие.

Машинист написал :
В инете есть куча программ по сопромату.

пожалуйста, не нужно отвечать, если нет желания помочь,
я прошу помощи, кто может – посоветуйте, как перекрыть этаж
я думаю, что в моем случае меньше трудозатрат при использовании металла,
дерев-е балки там использовать уже не получается,
старое перекрытие было сделано из балок, которые от времени прогнулись,
поэтому уже не хочется связываться с деревом.

Подбор двутавра для перекрытия Нагрузка на
перекрытие, кг/м2
Пролет 6 м, при шаге
1,0 м 1,1 м 1,2 м
300 16 16 16
400 20 20 20
500 20 20 20

если сварить швеллер (как балку)
при шаге 1 м. я получу конструкцию с несущей способностью 300 кг на кв.м?

что можно еще порекомендовать?

” >
Например тут есть.

alex11100 написал :
при шаге 1 м. я получу конструкцию с несущей способностью 300 кг на кв.м

А Вам этого хватит? Вы считали СВОИ нагрузки?

А почему хотите использовать именно швеллер? Удобнее в работе- двутавр.
Стены дома из чего? Как планируете сделать узел опирания? Швеллер- надо крепить, чтобы не падал, в отличии от балки. Кроме того, у балок есть полки с двух сторон- можно на них класть доски- черновой потолок получается.

Швеллер- надо крепить
конструкция будет разварена, опирание на армированный пояс залитый по керазитобетонным стенам,
поэтому как-бы опирание не критично – обопрется, разварится и в бок не завалится.

300 кг на кв.м. нагрузки за глаза – достаточно 200 кг на кв.м. и даже меньше,
перекрытие будет не нагружено неоходимо просто для перемещения по перекрытию.

на помещение можно посмотреть здесь.
” >
сейчас проварены 3 балки из гнутого металла, не знаю как объяснить,
есть произв-во по выпуску печек бул. н, вот из 5-ки гнули профиль и варили,
если прыгать по такой балке – вибрирует, но скорее это какой-то уже внутренний
“мондраж”, будем усиливать и проваривать швеллером,
хочется послушать специалистов.

это 2-й этаж – надстройка над старым строением,
на др.фотографиях внешний вид дома – там капитальные стены с перекрытиями из ж.бет. плит.
проблема именно в наличии старого строения – там сейчас перекрытия старые – балки по ним доски с глиной. Хочется это все за лето выломать и сделать перекрытие металл+доска.

А почему хотите использовать именно швеллер

уже закуплен, я думаю не критично если сварить их между собой ребрами – вот и получатся балки.

alex11100 написал :
я думаю не критично если сварить их между собой ребрами – вот и получатся балки.

Да смысла нет- дорого получается.

Михалыч ох, я ведь о деньгах не спрашивал, там вложено не мало,
поэтому это не критерий, я сам знаю, что дорого,
материал закуплен и уже лежит на месте строительства,
дерево и металл оплачен и доставлен.

мне необходим совет – надежно или нет,
какой применить материал (размер швелера),
с каким промежутком кинуть балки или швеллер на пролете в 6 метров.

alex11100 написал :
ох, я ведь о деньгах не спрашивал, там вложено не мало,
поэтому это не критерий, я сам знаю, что дорого,

Тогда так- смысла соединять, описанным Вами способом, нет.

Здесь почитайте, найдёте, что Вы хотели: ” >

alex11100 написал :
Имеется площадь 6м*9м.

Янн:- А перегородки будут? Возможно с перегородками задача проще станет.

Янн написал :
Возможно с перегородками задача проще станет.

6м для металлических балок- не проблема.

2alex11100 А Вы хотите гнутый швеллер использовать или горячекатанный?

Читайте также:  Монтаж межэтажных перекрытий ЛСТК

спасибо большое за ссылку.

работники очень просили не покупать балку – оч.тяжело руками поднимать
6-ю балку, монтировать.
если они проварят по ребрам швелера (сложат вместе и проварят) – сделают из них балки,
будет ли это работать, нести как балка,
т.е. 2 сваренных 16 швелера = 1 балке двутавровой номер 16?

нет, под металло-деревянным перекрытием
перегородок не будет – это будут холлы,
на фото понятно, где расположены эти комнаты.

Михалыч написал :
А Вы хотите гнутый швеллер использовать или горячекатанный?

горячекатанный сейчас закуплен и из него будут делать усилители,
ранее делали из гнутого, но он теперь не в счет,
т.е. параллельно бутдут проложены балки из горячекатанного и
наверное встык разваривать конструкцию,
т.е. через каждые 2 метра будут вварены поперечены,
чтобы сделать “монолитную” металлоконстр-ю

alex11100 написал :
работники очень просили не покупать балку – оч.тяжело руками поднимать

Я один поднимал. Руками. По лестницам. Одну сторону- на одну ступеньку, потом другую сторону- на одну ступеньку и т.д. 36 балок и 4 швеллера. За полдня.

т.е. кидаем двутавр.балки(в уме по 2 швеллера проваренных) и по ним щит из досок.
шаг балок 100-120.
бетон.стяжку, как на ссылке желания нет.
пространство между щитами набьем базальтом для звукоизоляции.

alex11100 написал :
пространство между щитами набьем базальтом для звукоизоляции.

Сначала- на черновые доски пергамин, потом- вату. Поперёк балок- лаги, на них шпунтованные доски.

ага, спасибо за детали,
главная боязнь была в надежности констр-и,
в голове-то как-то все так и укладывалось.

alex11100 написал :
главная боязнь была в надежности констр-и,

Главное- опорные площадки под балки из стали 4мм 200х300мм, торец балки- утеплить пенопластом или минплитой не менее 50мм. Расстояние между балками- не более 1м.

alex11100 написал :
работники очень просили не покупать балку – оч.тяжело руками поднимать
6-ю балку, монтировать.
если они проварят по ребрам швелера (сложат вместе и проварят) – сделают из них балки,
будет ли это работать, нести как балка,
т.е. 2 сваренных 16 швелера = 1 балке двутавровой номер 16?

Дом Дачу своими руками

Все о самостоятельном расчете и выборе бюджетных перекрытий своего дома, часть 2

Проектирование бюджетного перекрытия своего дома самому, часть 2

Таким образом, перекрытие получается достаточно высоким, или потребит больше древесины. Но, такая нагрузка придется на данное перекрытие в случае загрузки 20 человек в комнату 10 м2, оно бывает? Нет. Таким образом вполне можно уменьшить нагрузку и рассчитать снова, давайте уменьшим до 200 кг/м2.

Все, нагрузка на 200 кг/м2 проходит (мой случай).

Вот вобщем то и простенький расчет перекрытий 2 этажа дл спальных комнат, с детскими комнатами будет чуть сложнее, и нагрузка хоть и будет соотвествовать,но вибрация по балкам будет будь здоров, в данном случае необходимо делать отдельный потолок на 1 этаже, который не касается балок перекрытий (натяжной, например).

По перекрытиям цоколя чуть серьезнее, так как на 1 этаже состредоточены основыне нагрузки, вес кухонной мебели, гостиной, массовое пребывание людей на праздничных мероприятиях. Таким образом расчет перекрытий цоколя уже даст другую картину, его необходимо считать как минимум 300 кг м2, но зато перекрытия на цоколь могут быть выполнены с меньшими пролетами (использование промежуточных столбиков-тумб). Таким образом при расчете деревянных перекрытий по промежуточным столбам легко посчитать их взяв пролеты от столба до столба. Правда пример автора показывает обратную картину, монолитные перекрытия выполнены без промежуточных опор, по причине перестраховки, боялся разной линии осадки, если дом просядет то пол выпрет, а это серьезная прооблема.

Вот так мы плавно подошли к вопросу перекрытия больших пролетов с увеличенной нагрузкой (над подвалом, елси не хочется ставить подпорки). Для этого вполне возможно (и нужно) использовать комбинированные перекрытия, например с использованием двутавра, расчет двутавра можно провести в программе “Балка” (тут скачать). Рассмотрим небольшой пример как работать с программой, заоднем рассчитаем нагрузку на 5 кн (500 кг/м2) на ПОГОННЫЙ метр двутавра (т.е. если двутавр укладывать шагом 1 метр то сверху он выдержит нагрузку в 500 кг на метр квадратный, (см рисунок)

Рисунок для расчета ниже.

Открыв программу, выберем тип геометрии балки – без консолей, пролет установим 5 метров (или какой нужен нам, по умолчанию там 6 метров), поставим галочку учета собственного веса, затем наберем нагрузки, для этого выставив цифру 5 кн (500 кг) и метраж от начала балки (я выставил 0,5 и далее через метр), подтвердим это столько раз сколько длина нашей балки, на рисунке справа отобразятся наши нагрузки. После этого откроем вкладочку с нарисованным двутавриком.

В данной вкладке выберем тип балки (двутавр, швеллер) и нажмем кнопочку “Подобрать” программа из сортамента подберет нужный

Пример показал как нужно работать с программой для расчета, понятно что при увеличении шага двутавра необходимо увеличивать нагрузку на него пропорционально.

Есть еще интересный случай с применением двутавра в перекрытиях, он позволит сохранить небольшую строительную высоту.

двутавр в перекрытиях

В даном случае необходимо будет провести 2 расчета – расчет двутавра и затем расчет шага деревянных балок внутри двутавра. И настилка половой доски будет вдоль двутавра а не поперек.

Вот, вобщем то азы расчета перекрытий самостоятельно я выложил, надеюсь что данная статьяпоможет самостоятельно рассчитать и смонтировать перекрытия Вашего дома с наименьшими ошибками.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector