Металлические балки перекрытия — особенности, преимущества и недостатки

Главная / Монтаж, ремонт, уход / Преимущества и недостатки металлических балок перекрытия

Во время ремонта или строительства частных домов немалую часть времени занимает возведение межэтажных перегородок. Они являются одной из основных частей любой постройки и выполнить работы необходимо очень качественно. Чтобы их собрать можно использовать различные технологии, но, чаще всего, в основе лежат несущие каркасы. В данной статье рассмотрим способы возведения и ремонта, при которых перекрытия опираются на металлические балки.

Особенности

В подобных разделяющих этажи плитах важнейшую роль играет каркас, собираемый из металлических составляющих и расчёт возникающих нагрузок. В зависимости от величины нагрузки выбирается вид создаваемой межэтажной перегородки. Они могут быть следующих видов:

• Монолитная, на основе силового каркаса из металла.
• Деревянное перекрытие по металлическим силовых элементам.
• Железобетонные сборные основания из плит.

Каждая разновидность имеет свои собственные плюсы и минусы. Однако, из всех названных типов деревянные будут как самыми легкими, так и наименее прочными. Если говорить об остальных двух типах, то монолитное основание по балкам из металла будет несколько сложнее собрать, но, оно позволит избежать использования тяжелой подъемной техники. Основания из железобетона будут собираться быстрее, но, использования тяжелого крана не избежать.

Достоинства решения

Металл позволит создать практически не подверженную влиянию внешних факторов несущую основу. Такие каркасы не боятся огня, практически не подвержены воздействию влаги и очень прочны. Кроме того, металлическими деталями можно произвести усиление плит перекрытия в уже построенном здании, хотя, процесс это непростой.

При создании монолитного варианта не потребуется использовать тяжёлую технику для перевозки бетонных панелей – они отливаются прямо на месте. То же самое можно сказать и про межэтажные плиты, сделанные на основе профлиста – сами листы не слишком тяжелые, а бетон заливается уже на месте.

Если же техника есть и разделительная межэтажная плита будет состоять из отдельных железобетонных панелей, то скорость возведения постройки значительно возрастет, по сравнению с монолитными основаниями, но, без техники будет уже не обойтись.

Недостатки

У каждого из названных выше вариантов сооружений есть свои минусы. Так, для монтажа межэтажных перегородок из железобетонных элементов понадобится привлекать строительную технику в виде подъемного крана. Собирая монолитное перекрытие по металлическим балкам необходимо тщательно рассчитать и спроектировать все узлы конструкции, что не получится сделать без привлечения специалистов.

Кроме того, понадобится и опалубка, а также техника, которая обеспечит доставку и заливку бетона. При этом, потребуется создать специальный арматурный каркас, который будет отвечать за прочность создаваемой панели – без квалифицированного сварщика тут не обойтись и все это, приводит к увеличению расходов на строительство.

Собирая перекрытие при помощи металлической балки и досок нужно понимать, что такая конструкция будет менее надежной, чем железобетонные панели или же монолит. При этом, дерево становится потенциальным источником пожарной опасности.

Немаловажным моментом будет и вес всей создаваемой конструкции. Стены должны выдержать подобную нагрузку и расчёты опять же придется доверить специалисту, чтобы избежать ошибок, так как от этого будет зависеть ваша жизнь и прочность всей постройки.

Этот момент будет особенно важен тогда, когда производится усиление перекрытий балками, так как работы производятся снизу и опорой для устанавливаемых деталей станут стены. В них придется подготовить специальные проемы, в которые будут вставлены концы несущих деталей и обеспечить после монтажа гидро и теплоизоляцию опорных площадок.

Как производится монтаж

Наливные бетонные конструкции создаются в несколько этапов: подготовка стен, укладка несущих частей каркаса, установка опалубки или укладка профлиста, выполняющего эту роль, а последним этапом станет заливка бетона.  После заливки, требуется от трех до шести недель на то, чтобы залитое основание высохло.

Сборное железобетонное основание чаще всего монтируется по двутавровым металлическим балкам и заключается в монтаже силовых элементов, с предшествующей подготовкой стен и укладки плит. Бетонные панели устанавливаются таким образом, чтобы их нижняя плоскость опиралась на широкую часть силовых деталей каркаса. В такой конструкции потребуется дополнительная звуко и теплоизоляция.

Если осуществляется усиление перекрытий, необходимо произвести расчёт габаритов, а также несущей способности монтируемых элементов и опорных площадок – они должны будут выдержать увеличенную нагрузку, так как подобные работы производятся в тех случаях, когда необходимо укрепить существующие перекрытия по причине возросшей нагрузки или ослабления имеющихся несущих элементов.

Все перечисленные способы обустройства и усиления перекрытий весьма сложны в исполнении. Если у вас нет специального опыта и строительных навыков, браться за подобную работу не стоит – лучше доверить все операции подготовленной строительной бригаде. Кроме того, без привлечения помощников все равно будет не обойтись – даже в случае с конструкциями, собранными из балок и дерева, вес отдельных элементов не позволит выполнить их монтаж самостоятельно.

Металлические балки перекрытия — заказать изготовление и монтаж у завода металлоконструкции Арес по низким ценам

→ Металлические балки перекрытия

Перекрытия: металлические балки, плиты

Одним из самых популярных стройматериалов являются металлические балки перекрытия. В промышленных и гражданских стройках они служат в качестве элемента каркасов. Для кровли или межэтажных перекрытий также употребляются железобетонные плиты.

Двутавровая металлическая балка

Использование металлоконструкций в строительстве вполне оправданно: они крепкие, долговечные, устойчивы к нагрузкам и перепадам температуры. Именно металлические перекрытия делают строение пожаро- и сейсмоустойчивым. Компания Арес обладает обширным опытом в изготовлении и монтаже различных конструкций для перекрытия:

• Двутавровая металлическая балка. Выполнена в форме буквы Н, изготовлена из низколегированной или углеродистой стали. Позволяют создать длинные жесткие стойкие пролеты. Бывают узкополочные, нормальные, среднеполочные, широкополочные балки и металлические колонны;
• Перфорированные стальные балки имеют многоугольные отверстия вдоль перекладины. Такие балки выше и крепче стандартных двутавровых;
• Металлическая ферма – композиция из профильной трубы. Это самое легкое перекрытие из металла. Сечение трубы может быть не только овальным, но и квадратным или прямоугольным. Благодаря легкости и относительной прочности находит применение, в основном, в гражданском и сельскохозяйственном строительстве;
• Балки металлического уголка – равнополочный или неравнополочный металлопрокат Г-образной формы. Употребляется как вспомогательный материал для усиления конструкции. Точность прокатки бывает обычная и высокая;
• Швеллер – равнополочная или неравнополочная П-образная конструкция. Хорошо выдерживает тяжести. Выделяют холоднокатанный, горячекатанный и специальный швеллер;
• Лаги – металлические прямоугольные полые балки. Употребляются в строительстве заборов и полов в зданиях любого назначения.

Кроме того, мы производим прочные и универсальные опоры балок, железобетонные плиты перекрытия. Особым спросом пользуются монолитные перекрытия. Они состоят из высокопрочной стальной арматуры и бетона. Материалом служит легкий, тяжелый, или силикатный бетон. Плиты отличаются несложным монтажом.

Цены за метр на плиты перекрытия и цены стальных двутавровых балок перекрытия можно узнать у нашего консультанта. Заказывайте высококачественные конструкции для покрытия в компании Арес!

Отправьте ваш запрос на email: [email protected]
или через форму ниже

Наши инженеры

Почему с нами удобно работать:

• Нормальное юрлицо
• Выезд на замер в день обращения
• Начало работ в течение 48 часов
• Работаем с НДС
• Огромный опыт — более 500 сданных объектов
• Можем вести монтаж в ночную смену

Балка двутавровая стальная — стоимость, сортамент, размеры, расчет на прочность, нагрузка на колонные и широкополочные металлические двутавры 25б1, 09г2с

Как узнать минимальные цены на двутавровую балку

Чтобы узнать стоимость и минимальные цены на двутавровую балку в METAL БЮРО, необходимо в меню выбрать черный металл и кликнуть на ссылку «Балка». Далее в таблице «Минимальные цены», используя фильтры характеристик, изучить все цены на требуемые виды стальных балок.

Например, узнаем сколько стоит балка 25Б1, СТО АСЧМ 20-93 по стали 09Г2С. Для этого выбираем в сером фильтре ГОСТ, далее размер 25, потом профиль б1, сталь 09г2с и мерную или немерную длину.

Для быстрого перехода воспользуйтесь нижеуказанными ссылками:

Где используют стальные двутавры

Металлическая балка применяется в различных сферах строительства: в промышленном, гражданском и крупнопанельном для возведения перекрытий, колонных металлоконструкций, мостов, опор и подвесных путей.

Специальную информацию о размерах, несущей способности двутавровой балки, нагрузки на перекрытие и расчет прочности этого проката, вы всегда получите у специалистов METAL БЮРО по телефону +7 (495) 232-2233 или через ответ по заявке на закупку металла.

Виды и технические характеристики балки двутавровой

В METAL БЮРО вы всегда найдете по минимальным ценам балки для строительства:

1. С параллельными гранями полок:

СТО-АСЧМ 20-93 (длина 12 метров)

• маркировка Б — нормальные
• (20 Б1, 25Б1, 25 Б2, 30 Б1 Б2, 35 Б1 Б2, 40 Б1 Б2, 45 Б1 Б2, 50 Б1 Б2, 55 Б1 Б2, 60 Б1 Б2)
• маркировка Ш — широкополочные двутавры
• (20 Ш1, 25 Ш1, 30 Ш1, 35 Ш1 Ш2, 40 Ш1 Ш2, 45 Ш1 Ш2, 50 Ш1 Ш2, 55 Ш1 Ш2)
• маркировка К — колонные двутавры
• (20 К1 К2, 25 К1 К2, К3, 30 К1 К2 К3 К4, 35 К1 К2)

ГОСТ 26020-83 (длина 6, 11,7, 12 метров)

• маркировка Б — нормальные балки перекрытия (12 Б1, 14 Б1, 16Б1)

2. С уклоном внутренних граней полок:

ГОСТ 8239-89 (длина 9, 11,7 и 12 метров)

• без буквы — обычные стальные балки перекрытия (10, 12, 14, 16, 18, 20, 30, 36, 45)

ГОСТ 19425-74 (длина 12 метров)

• маркировка М — специальные стальные двутавры для подвесных путей (18М, 24М, 30М, 36М, 45М)
• маркировка С — для армирования шахтных стволов (14С, 20С, 22С, 27С)

Для изготовления балок с параллельными гранями полок и с уклоном внутренних граней полок используют следующие марки стали: 3СП, 09Г2С.

Расчет стоимости 1 метра или штуки двутавра 25Б1

Рассчитать цену 1 метра или 1 хлыста стальной балки 25б1 вы можете при помощи нижеприведенных формул или позвонить по вышеуказанному телефону специалистам по продажам.

1.  Цена за 1 погонный метр стального двутавра 25Б1 рассчитывается по формуле:
     Цена 1 п.м (руб) = Вес 1 п.м (кг) х Цена 1 тн (руб/тн) : 1000 (кг)

Вопрос: Сколько стоит 1 п.м балки 25 Б1?
Ответ: Цена 1 п.м = 25,7 кг х 35 790 руб/тн : 1000 кг = 919,80 руб

2.  Цена 1 штуки двутавровой балки 25 б1 сталь 3 рассчитывается по формуле:
     Цена 1 шт (руб) = Цена 1 п.м (руб) х Длина 1 шт

Вопрос: Сколько стоит 1 балка 25Б1 длиной 12 м?
Ответ: Цена 1 шт = 919,8 руб х 12 м = 11 061,65 руб

Упаковка завода-производителя

Стальная или двутавровая балка поставляется с заводов-производителей на склады в Москву, МО и другие регионы РФ в пачках, которая скрепляется металлической лентой и средний вес одной пачки составляет 7-8 тонн.

Какие заводы производят

Основными заводами и предприятиями-изготовителями двутавровой балки являются:

• Нижнетагильский металлургический комбинат (ОАО «Евраз НТМК»)
• Западно-Сибирский металлургический комбинат (ОАО «ЗСМК»)
• Кулебакский металлургический завод (ОАО «КМК»)
• Металлургический комбинат «Азовсталь ( ОАО «МК «Азовсталь»)
• Енакиевский металлургический завод (ОАО «Енакиевский МК»)

Стандартная норма загрузки в автотранспорт

Максимальная масса загрузки такого металлопроката, как стальная балка — составляет 25 тн.
Автотранспорт, в частности длинномер, позволяет перевозить эту продукцию — длиной до 12 м.

Норма загрузки стального балки в ж/д транспорт

В одном грузовом вагоне ж/д транспорта возможна перевозка двутавровой балки массой до 70 тн и длиной до12 м. Отгрузка вагонными нормами осуществляется напрямую с заводов-изготовителей или с металлобаз Москвы, Московской области и других регионов РФ, кроме того возможна комплектация стального двутавра различных характеристик.

Как называется балка на английском языке

I-beam

Перекрытия по металлическим балкам — технология устройства металлического перекрытия при строительстве загородного дома от НПО «АНТАРЕС трейд»

Перекрытия по металлическим балкам считаются одними из самых надёжных, за счёт чего так полюбились российским домовладельцам. Их монтаж и транспортировка требуют определённых затрат, однако и прослужить они могут существенно дольше.

Перекрытия по металлу опираются на металлические балки, играющие роль несущей конструкции. Именно эти балки воспринимают основные нагрузки, передаваемые на них с плит покрытия.

В сравнении с деревянными, перекрытия по металлическим балкам куда более надёжны и долговечны. При этом они имеют намного меньшую толщину, давая возможность человеку, осуществляющему строительство загородного дома, сэкономить немного пространства.

Чтобы заполнить проёмы между установленными металлическими балками, обычно используют деревянные щиты, легкобетонные вставки, реже — облегчённые железобетонные плиты. Средним нормальным весом одного квадратного метра перекрытия считается 400 кг.

К преимуществам данного типа перекрытий относят:

• возможность прокладывать большие пролёты без опасений за деформацию материала;
• пожаробезопасность металлических балок;
• невосприимчивость металла к биологическим воздействиям.

Но имеют перекрытия по металлическим балкам и свои недостатки:

• перекрытия такого рода обладают не очень хорошими теплоизоляционными и шумопоглощающими свойствами;
• в местах с повышенной влажностью на металле может образовываться коррозия (смягчить этот недостаток может помочь обёрнутый вокруг балки войлок).

Балки — лишь основа перекрытия, его скелет. Чтобы образовать полноценный пол или потолок, между балками укладывают сборные пустотелые плиты из железобетона. Как правило, их толщина составляет порядка 9 см, что существенно меньше толщины перекрытий из дерева. Сверху на смонтированные плиты наносятся железобетонные стяжки и слой шлака.

Расход стали при возведении перекрытий по металлическим балкам достаточно высок, что отражается и на конечной стоимости работ. Цена за одну тонну металла начинается с отметки в 1000$, что часто отпугивает людей, осуществляющих загородное строительство. Однако и прослужит такое решение значительно дольше.

Из-за своей способности выдерживать большие нагрузки, такой тип перекрытий часто применяется при строительстве промышленных помещений. В загородном строительстве он применяется несколько реже. Но если человек всё же хочет построить дом, в котором смогут жить его внуки и правнуки, то его выбор очевиден.

Монтаж металлических балок перекрытия и покрытия: цена за работу

Монтаж металлических балок перекрытия и покрытия

ЧЗТ «Магистраль» оказывает услуги по возведению стальных балок перекрытия и покрытия. Специалисты нашей компании сертифицированы НАКС, что говорит о качестве свариваемых металлоконструкций.

Балка представляет собой опорную строительную конструкцию, которую используют для распределения различных нагрузок от элементов и сооружений, лежащих выше, например, крыши, верхних этажей, мебели и пр.

Для межэтажных перегородок используют металлическое, деревянное или железобетонное перекрытие.

Для формирования силового каркаса строений чаще задействуют металлические балки. Применяют в высотных домах, промышленных зданиях и для перекрытий с большими пролётами.

Основная функция балки как элемента инженерной конструкции – перераспределение вертикальных и горизонтальных нагрузок при работе на изгиб.

В качестве балок перекрытия используют:

• двутавр с Н-образным сечением;
• два металлических уголка, раздвинутых на заданное расстояние;
• швеллер с двумя рёбрами жёсткости.

Двутавр по жёсткости превосходит уголок и швеллер.

Для решения нестандартных задач выпускают сварные, болтовые, клёпаные балки.

Экономически приемлемый вариант балки выбирают исходя из расчёта изделия, который учитывает:

• количество опор;
• схему опирания и крепления;
• условия эксплуатации;
• прочие факторы.

Стальные двутавровые балки

Наиболее востребованный вид балок перекрытия и покрытия – это двутавр. Профиль образован двумя параллельными полками, соединёнными поперечной стенкой. Форма усиливает прочность и придаёт жёсткость конструкции. Поперечное сечение делают тонкостенным, чтобы балка ответственно работала на изгиб. Полки у двутавра могут располагаться параллельно или с уклоном.

Двутавр – это вид фасонного проката из высококачественной стали, низколегированной или углеродистой.

Горячекатаный двутавр использует серийный прокат, поэтому является наиболее доступным и дешёвым вариантом.

Сочетание небольшого веса и высокой степени жёсткости превращает двутавр в идеальный вариант основы под массивные сооружения.

Преимущества

• Придание конструкции повышенной прочности;
• равномерное перераспределение нагрузок на опоры;
• невосприимчивость к огню и гниению;
• уменьшение массы и удешевление конструкций;
• несложный монтаж;
• устойчивость к деформациям, высоким температурам;
• длительный срок эксплуатации;
• отсутствие необходимости ремонтов.

Где заказать монтаж

ЧЗТ «Магистраль» поможет вам возвести металлоконструкции по вашим чертежам, смонтировать стальные балки перекрытия и покрытия. Цена металлоизделий зависит от размеров, материалов, сложности исполнения.

На собственном производстве компании действует налаженная система контроля качества. Чтобы купить услугу, свяжитесь с менеджером по телефону, электронной почте, оставьте заявку на сайте.

Примеры готовых металлических балок перекрытия и покрытия

       

       

Изготовление балок перекрытия | Металлопрокат от АБТ-ГРУПП

Металлические балки перекрытия представляют собой двутавровые балки Н-образного сечения. Такая форма позволяет выдерживать высокие как статические, так и динамические нагрузки. Сейчас практически ни один объект не обходится без использования данных балок, так как они обеспечивают надежность сооружения при невысоких затратах. Данная статья расскажет, как балки перекрытия производятся. По методу изготовления выделяют два вида двутавровых балок: горячекатаные и сварные.

Наше производство предлагает изготовление сварных балок перекрытия, а также поставку прокатных балок от завода изготовителя.

В случае с горячекатаными все просто, они выполняются из стальной заготовки путем горячего проката. Производство сварных балок разберем подробнее.

Сварные балки состоят из трех полос листового металла, две из которых являются поясами, а третья стенкой. В первую очередь необходимо нарезать эти полосы, на предприятиях это производится как правило термическими способами резки, такими как плазменная резка.
Когда элементы балки готовы, их располагают необходимым образом в кондукторе или скрепляют зажимами. Сначала осуществляют сварку поясов со стенкой, потому что данные швы требуют большего внимания, затем уже приваривают ребра жесткости. Сварку осуществляют с применением флюса, что значительно снижает разбрызгивание материала, и улучшает качество шва. Пояса свариваются автоматом, установку ребер жесткости производят полуавтоматом или вручную. Сваренные балки проходят процесс зачистки швов с последующим покрытием грунтовкой.

При необходимости возможно проведение порошковой окраски.

Завершенные балки отправляются на строй площадку и готовы служить опорой сооружению.

Цены на балки перекрытия

Цена металлических балок напрямую зависит от их размера, назначения и способа производства. Стоимость Вы можете узнать, позвонив нам по указанным на сайте телефонам или отправив заявку по почте [email protected]

Виды металлических балок для перекрытий. Что такое балка? Виды балок Основные исходные положения для расчёта размеров

В современных строительных процессах очень часто используют железобетонные, стальные и деревянные балки. Давайте попробуем определить, что это за конструктивный элемент и в чем заключается его предназначение.

Что такое балка?

Современное строительство — это многообразие материалов и процессов по их обработке. Для укрепления конструкций очень часто используется балка — элемент, который представляет собой горизонтальный либо наклонный брус, чаще всего работающий на изгиб. Именно эта деталь позволяет уменьшать вес металлических конструкций и качественно их укрепить.

В современных строительных процессах балка, размещенная в горизонтальном положении, отвечает за поперечную нагрузку перекрытия. Но некоторые ситуации вынуждают учитывать возможные природные влияния, к примеру, землетрясения, мощные ураганы и прочие катаклизмы.

Вы уже знаете, что такое балка, но как же она воздействует на строительные опоры? Речь идет о подвесах, стенах, колоннах и различных брусках, на которых располагается укрепляющий конструктивный элемент. Балка давит на опоры, передавая им некую часть давления, а в результате последние начинают работать на сжатие.

Ни одно крупное промышленное здание производства и даже большого гаража не обходится без перекрытий, уменьшающих нагрузки на конструкцию и одновременно укрепляющих ее.

Виды балок

Абсолютно все строительные детали и механизмы различаются по типу, размеру и предназначению. «Что такое балка?» — это базовый вопрос. И от него мы перейдем к более сложным понятиям, рассматривая наиболее распространенные виды укрепляющих брусков, работающих на изгиб.

К примеру, имеют параллельные грани и делятся на широкие и колонные типы, каждый из которых имеет собственное предназначение.

Для формирования несущих опорных конструкций в строительстве используют широкополые балки, ведь колонные не способны выдержать настолько мощную нагрузку.

Деревянная балка

Ранее, отвечая на вопрос о том, что такое балка, мы уже говорили о разнообразии материалов, из которых производят этот конструктивный элемент. Деревянные детали чаще всего используются для формирования перекрытия в каркасных, бревенчатых, брусовых жилых и загородных домах. Только благодаря деревянным балкам можно равномерно распределить нагрузку по плоскости крыши и последнего этажа здания. Благодаря качественным характеристикам этого материала обеспечиваются прочность и устойчивость любого дома.

Кроме того, обработанный специальным раствором брус не подвергается влиянию плесени и огня, а это значит, что строительная конструкция будет надежно защищена от трещин и дальнейшего разрушения.

Двутавр (балка двутавровая) — разновидность сортового металлопроката, отличающаяся высокой несущей способностью. Имеет узнаваемое Н-образное сечение, которое и предопределяет технические характеристики изделия. Один из самых востребованных материалов в различных промышленных сферах.

Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте с актуальными ценами на новую двутавровую балку и .

Назначение и сфера применения

Двутавровые балки используются в качестве несущих элементов при возведении металлоконструкций и в крупнопанельном строительстве. Применение проката данного типа позволяет упростить проектные решения без потери несущей способности сооружений. Чаще всего двутавры используются для решения следующих технических задач:

Допускается применение балок этого типа при сооружении любых конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по несущей способности. Рекомендовано размещение двутавра в теле бетонной конструкции, при открытом монтаже требуется обязательная антикоррозийная обработка.

Преимущества изделия

Специфическая форма сечения обеспечила отличную несущую способность этого конструктивного элемента. По сравнению со стандартными прямоугольными профилями двутавр обладает повышенной в 7 раз прочностью и более чем в 30 раз жесткостью. По своим конструктивным особенностям двутавр близок швеллеру, но последний в основном используется при возведении более легких конструкций, он не сможет эффективно работать при значительной нагрузке.

Массовость применения двутавровых балок определена следующими преимуществами.

• Высокая устойчивость к деформациям на изгиб и кручение.
• Повышенная несущая способность.
• Уменьшенный вес по сравнению с другими типами металлопроката с аналогичными техническими характеристиками.

Особенности производства

На практике применяют две основных методики изготовления двутавровых балок.

1. Технология горячего проката, позволяющая обеспечить выпуск изделий в промышленных масштабах.
2. Изготовление двутавров с применением сварочных технологических линий. Сварные балки отличаются более точной геометрией, но уступают горячекатаным по некоторым техническим параметрам.

Производство данного вида несущих конструктивных элементов осуществляется с применением высокоуглеродистых низколегированных сталей, что предопределяет обязательную антикоррозийную обработку при открытом монтаже.

В соответствии с ГОСТ 27772-88, регламентирующим производство горячекатаного фасонного проката, для изготовления двутавров должна применяться сталь следующих марок: С 235, 245, 255, 275, 285, 345, 345К, 375.

Существующие классы и соответствующие ГОСТы

Все выпускаемые методом проката разновидности двутавров можно разделить на три основных класса, требования к которым определяются действующими стандартами.

Сварные изделия выпускаются на основании технических условий производителя ТУ У 01412851.001-95. Отдельные производители используют свои собственные ТУ для производства того или иного типа двутавров.

По особенностям сечения выделяют следующие категории продукции:

• Балки с нормальной шириной полок (Б).
• Двутавры с увеличенной шириной полок (Ш).
• Колонные двутавровые балки (К).
• Монорельсовые двутавры (М).
• Балки специальной серии для особо сложных условий (С).

Производители осуществляют отгрузку партий с кратной, кратной мерной, немерной длиной двутавров. Стандартные размеры предполагают изготовление изделий длиной от 4 до 13 метров, производство балок, выходящих за пределы указанных параметров, может быть организовано по согласованию непосредственно с производителем.

Особенности расчета потребности

При определении количества необходимого для различных конструкций материала, выбора способа транспортировки необходимо знать соотношение размеров и массы двутавровых балок. Необходимость перевода одной величины в другую возникает так же при разработке проектной документации.

Решить данную проблему можно при помощи онлайн калькуляторов, а в случае их отсутствия рекомендуется воспользоваться специальными таблицами, приведенными в нормативных документах.

Так для горячекатаных стальных двутавров соотношение приведено в следующей таблице.

А для определения общей площади поверхности двутавров того же ГОСТа, рекомендуем воспользоваться следующей таблицей.

Такие справочные данные существенно упростят расчет и разработку проектной документации.

Новые статьи

Плоский и однообразный «выглаженный» ландшафт степной зоны скрашивают и оживляют своими живописными очертаниями именно они — балки. Как образовывается эта форма рельефа? Что такое балка, и каковы ее главные особенности? В этой статье мы попробуем ответить на все эти вопросы.

Флювиальный рельеф — что это такое?

Рельеф, образованный поверхностными водотоками (постоянными либо временными), принято называть флювиальным (от латинского слова fluvio — «течь, протекать»).

Любой водный поток выполняет определенную геологическую работу, а именно: разрушает цельные блоки горных пород (эрозионный процесс), переносит продукт разрушения и откладывает его в новом месте (аккумуляционный процесс). В результате этой работы на земной поверхности образуется множество разнообразных форм рельефа: меандры, промоины, овраги, конусы выноса, шлейфы и прочие.

Флювиальные процессы возможны лишь при определенных природно-климатических и геологических условиях. Самая подходящая местность для формирования флювиальных форм рельефа — это равнинная территория, сложенная «мягкими» горными породами, с достаточным увлажнением и редкой древесной растительностью. Иными словами, это степная или лесостепная природные зоны.

Классический ряд эрозионных форм рельефа, созданных поверхностными водотоками, выглядит так:

• Борозда (эрозионная).
• Промоина.
• Овраг.
• Балка.
• Речная долина.

Причем этот ряд является эволюционным. То есть каждая из этих форм со временем переходит в следующую в точно таком порядке.

Что такое балка? Где и при каких условиях она формируется? Далее мы более подробно расскажем об этой форме флювиального рельефа.

Что такое балка?

Балки, овраги, долины — без всех этих объектов невозможно представить себе классическую степь (украинскую, русскую или молдавскую). Кстати, именно в культурном наследии перечисленных народов нередко упоминаются эти формы рельефа — в сказках, рассказах, песнях и легендах.

Однако у слова «балка» значений несколько. Помимо вышеупомянутой формы рельефа, этим термином также обозначают конструктивный элемент из деревянного бруса, служащий опорой для чего-либо. Кроме того, балка — это еще часть автомобильной подвески.

Определение балки в географической науке следующее: это отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа, образованная временным водным потоком. При этом ее дно может быть сухим, или же заполненным небольшим ручьем. Балка — типичный «продукт» эрозионных геологических процессов.

Главные особенности балок

Склоны и днища балки покрыты густой травянистой и кустарниковой растительностью (иногда — с небольшими участками леса). Эта особенность отличает ее от оврага, дно которого не задерновано и больше подвержено эрозии. Чаще всего балка развивается именно из оврага, но не всегда. При определенных условиях она может миновать овражную стадию «флювиальной эволюции».

В степном рельефе балка, как правило, четко и ярко выражена. Очень часто на ее склонах выступают скальные обнажения и выходы более глубоких горных пород. Особенно это характерно для балок Донецкого кряжа.

Днище балки чаще всего ровное и расширенное. Однако чем ближе к верховьям — тем оно становится более узким. В отличие от оврагов, для балок характерна разветвленная структура. В плане их форма напоминает ветвистое молодое дерево или куст. Некоторые особо развитые балки усложнены продольными боковыми террасами — выровненными ступенчатыми площадками, сложенными аллювиальными наносами.

Структура, размеры и виды балок

Параметры балок могут быть разными:

• Длина — от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров.
• Ширина — от 50 до 500 метров и более.
• Глубина — от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Строение любой балки включает в себя следующие элементы:

• Бровка.
• Склоны.
• Днище.
• Тальвег (линия максимальной глубины, измеряемая по днищу).

По форме в плане все балки делятся на прямые, криволинейные и древоподобные; по размеру — на малые, средние и длинные; по сложности организации — на одиночные и ветвистые.

Примеры известных балок

Итак, что такое балка, мы уже разобрались. Данная форма рельефа характерна для степной зоны Украины и умеренных широт европейской части России. Давайте познакомимся с самыми известными примерами балок на территории этих двух государств.

Балка Северная Красная расположена на окраине украинского города Кривого Рога (см. фото). Ее общая протяженность — 36 км, максимальная глубина — 30-40 метров. Сегодня территория балки объявлена заповедной. На ее склонах имеются выходы железистых кварцитов, возраст которых оценивается геологами в 3-3,5 млрд лет.

Каменный Лог — одна из самых красивых балок России. Она расположена в окрестностях деревни Кошлаково Белгородской области. В пределах балки произрастают десятки краснокнижных видов растений — лен желтый и многолетний, ковыль перистый, тимьян меловой и другие.

Сотера — одна из живописнейших балок Крыма. Она находится недалеко от Алушты и села Солнечногорского. Балка привлекает внимание огромного числа туристов благодаря своим природным памятникам — уникальным «Каменным грибам» и водопадом Грейзер.

Типы балок

Балкой называют сплошной элемент, который работает преимущественно на поперечный изгиб и воспринимает нагрузку, расположенную в пролете, передавая ее на опоры.

Наибольшее распространение в стальных конструкциях имеют разрезные балки вследствие определенности их работы, а также простоты изготовления и монтажа.

Наиболее приспособленной для работы на изгиб формой поперечного сечения балки, как известно, является двутавр. Не исключена возможность применения также и швеллерного профиля, если это конструктивно удобно.

Балки бывают прокатные и составные. Следует по возможности стремиться к применению прокатных балок как менее трудоемких. Однако вследствие ограниченности сортамента прокатных балок мощные балки, воспринимающие большие моменты, приходится проектировать составными сварными или клепаными.

Сварные балки составляются из трех листов: одного вертикального, называемого стенкой, и двух горизонтальных, называемых , которые привариваются к стенке.

Клепаные двутавровые балки составляются из вертикального листа — стенки — и поясных уголков, которые приклепываются к стенке. Если необходимо применять мощные клепаные балки, то для увеличения момента сопротивления к полкам уголков приклепывают горизонтальные листы.

Сварные балки экономичнее клепаных. Поэтому последние имеют ограниченное применение, преимущественно в тяжелых конструкциях, а также в конструкциях, подвергающихся большим динамическим или вибрационным нагрузкам.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Плоский настил из металлического листа располагают и приваривают к полкам балок. Толщина настила назначается по расчету, чаще всего в зависимости от принятого допустимого прогиба, так как полное использование напряжений в листе при заданном прогибе не всегда возможно. Поэтому расчет листового настила ведется по нормативным нагрузкам. Особенность листового настила заключается в том, что по характеру своей…

Генеральными размерами балки являются ее расчетный пролет и высота сечения. Расчетный пролет балки l представляет собой расстояние между центрами опорных частей; таким образом, действительная длина балки lд всегда несколько больше расчетного пролета. Расстояние l0 называется расстоянием в свету; оно обычно определяется условиями эксплуатации вооружения и обосновывается экономическими соображениями. Генеральные размеры балок Высоту сечения h назначают,…

При проектировании балочных конструкций, как правило, необходимо в зависимости от назначения балок составить схему их расположения, наметить генеральные размеры и определить приходящуюся на балки нагрузку. В случае необходимости перекрыть некоторую площадь поддерживающие перекрытие балки располагают обычно в двух направлениях. Такая конструкция, состоящая иногда из целой системы пересекающихся балок, называется балочной клеткой. На балочную клетку может…

Современные металлокомбинаты производят большое количество металлопроката для укрепления объектов строительства. Эта продукция имеет разное назначение, в зависимости от размеров и прочности. Наиболее прочным типом металлопроката является балка двутавровая. Ее используют при строительстве очень массивных сооружений, так как балка легко справляется с большими нагрузками.

Особенности и назначение

Двутавровая балка — это металлическое изделие с сечением в форме буквы «Н». Оно состоит из двух полок и соединяющей их стенки. Название данного металлопроката произошло от латинского слова «taurus». В переводе на русский taurus означает «бык». То есть, в дословном переводе эта разновидность металлопроката называется двурогой балкой.

Для изготовления данной продукции используют сталь. Как правило, это низколегированная или углеродистая сталь, в зависимости от назначения будущего изделия. Этот металлопрокат производится горячекатаным методом.
Балка двутавровая используется в промышленном и гражданском строительстве. С ее помощью армируют:

1. Кровли разной степени сложности.
2. Межэтажные перекрытия в многоквартирных домах.
3. Колонны сложных архитектурных объектов.
4. Стальные фермы для гражданских и промышленных зданий.
5. Стволы шахт.
6. Железнодорожные вагоны.
7. Мосты и другие объекты, возводимые на прочном стальном каркасе.

Также с помощью этой балки создают надежные крановые эстакады, мачты и монорельсовые дороги.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом данного металлопроката является его прочность и надежность. Эти характеристики связаны с формой сечения изделия. Ведь сечение в виде буквы «Н» значительно повышает жесткость продукции. Если сравнивать двутавровую балку с обычной, имеющей квадратную форму в разрезе, то первая будет намного прочнее и жестче. Показатель прочности у такой продукции даже превышает аналогичную характеристику у швеллера.

Высокие прочностные характеристики связаны с распределением механической нагрузки на металлическую конструкцию. При сечении в виде буквы «Н» нагрузка равномерно распределяется на всю балку, а не концентрируется в определенных точках. Поэтому при использовании данного металлопроката исключается риск быстрого износа и разрушения стального каркаса. Следовательно, балку двутавровую можно задействовать в строительстве очень массивных объектов, подверженных огромным нагрузкам. Главное — правильно подобрать размеры продукции.

Кроме прочностных характеристик, стоит рассмотреть и другие преимущества использования этого металлопроката. Самые важные из них:

1. Экономичность. Ввиду своей жесткости, двутавровая балка надежно армирует крупные объекты, не требуя использования вспомогательной арматуры. Если бы вы выбрали армирующий профиль другого типа, вам бы пришлось купить его в большем количестве, чтобы обеспечить устойчивость конструкции к разрушениям. В случае с двутавром в этом нет необходимости. Следовательно, вы сможете сэкономить на металлопрокате.
2. Малый вес. Сечение в форме буквы «Н» значительно снижает массу данного металлопроката. При этом его прочностные характеристики заметно возрастают, в сравнении с теми же характеристиками у более жесткой квадратной продукции.
3. Устойчивость к изгибу и сжатию. Благодаря этим преимуществам, двутавр хорошо переносит колебания и может использоваться при строительстве тяжелых мостов.
4. Возможность монтажа с помощью сварки. Сваривание элементов стальной конструкции ощутимо повышает скорость работ и сокращает сроки сдачи объекта.
5. Постоянство геометрических характеристик. Так как жесткость двутавра обусловлена его формой, любые изменения в ней привели бы к снижению прочности каркаса и разрушению постройки. Это исключено при использовании данного металлопроката. Ведь он не деформируется даже при слишком высоких нагрузках.
6. Легкость и экономичность перевозки. Для транспортировки более массивного металлопроката вам бы пришлось арендовать несколько транспортных средств. В случае с данной продукцией можно сократить количество транспорта. Ведь специфическая форма двутавра способствует компактной укладке, а его малый вес позволяет не беспокоиться о перегрузке.

Как и любой другой металлопрокат, балка двутавровая имеет не только достоинства, но и недостатки. Рассмотрим основные из них:

1. Плохая устойчивость к огню. Если на вашем объекте возникнет пожар, любое промедление в его тушении пагубно отразится на прочности конструкции. При выходе ситуации из-под контроля постройка даже может разрушиться.
2. Слабая устойчивость к коррозии. Углеродистая и низколегированная сталь боится ржавчины, поэтому данные материалы должны проходить обработку защитными веществами. И даже после правильной обработки балку не рекомендуется использовать в условиях сильной влажности (например, для сооружения подводных опор мостов).
3. Невозможность применения на слишком больших пролетах. При отсутствии дополнительных опор несущие способности двутавра заметно снижаются. Вам нужно уделить максимум внимания этой особенности металлопроката при разработке проекта.
4. Очень низкая устойчивость к скручиванию. Данный недостаток наблюдается у всех изделий с открытым сечением. Например, он есть у швеллера и уголка. Устойчивость балки к скручиванию примерно в 400 раз ниже, чем этот же показатель у круглой трубы с такой же площадью сечения. Если каркас вашего будущего объекта будет подвергаться скручиванию, лучше выбрать для армирования другой тип металлопроката.

Разновидности

Балка двутавровая бывает разного назначения. В зависимости от области применения, она имеет определенные характеристики. Например, этот металлопрокат выпускается с параллельными или наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном металлопрокате, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Она обозначает:

1. «У» — изделие с узкими полками.
2. «Ш» — металлопрокат с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки.
3. «Д» — двутавр со средними полками.
4. «К» — продукция, предназначенная для сооружения колонн. Эти балки имеют большой вес и характеризуются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками тоже бывает разного назначения, в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Продукция с маркировкой «М» предназначена для сооружения подвесных путей. Угол наклона ее внутренних граней не должен превышать 12 %. Балки с маркировкой «С» используют для укрепления стволов шахт. У этих двутавров угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это максимальные показатели для угла данной продукции. Их нельзя превышать в процессе изготовления металлопроката.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая классифицируется по степени точности. Этот показатель говорит о допустимых отклонениях от размеров во время прокатки (таблица размеров и отклонений размещена в ГОСТ 8239-89). Степень точности отмечается на продукции буквой «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит это изделие с обычной точностью изготовления. Буква «Б» говорит о повышенной точности. Такая продукция подходит для сложных задач, требующих отсутствия даже мельчайших погрешностей. При ее изготовлении очень важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок и кривизны самого изделия.

В государственном стандарте указаны следующие критерии точности:

1. Допустимый прогиб стенки — не больше 0,15.
2. Притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», для обычных балок этот показатель не имеет значения).
3. Кривизна изделия — не больше 0,2% от его длины.

Точность соблюдения других характеристик (высоты двутавра, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б») и его размеров. Все эти коэффициенты приведены в таблице в ГОСТ для металлопроката с обычной и повышенной точностью изготовления.

Размеры и вес

При изготовлении балки двутавровой в обязательном порядке учитываются требования ГОСТ 8239-89. В этих требованиях регулируются размеры изделий и просматривается их зависимость друг от друга. Например, в готовой балке взаимосвязаны следующие параметры:

• площадь поперечного сечения;
• радиусы внутреннего закругления;
• толщина полок;
• угол наклона внутренних граней;
• высота изделия;
• толщина стенки;
• ширина полки;
• радиус закругления полки;
• вес изделия.

Величина этих характеристик не подлежит изменениям. Например, балка двутавровая с маркировкой «10» имеет площадь поперечного сечения 12 кв. см. При этом ее остальные характеристики должны равняться:

• радиус внутреннего закругления = 7 мм;
• толщина полок = 7,2 мм;
• высота изделия = 100 мм;
• толщина стенки = 4,5 мм;
• ширина полки = 55 мм;
• радиус закругления полки = 2,5 мм;
• вес изделия = 9,46 кг (имеется в виду вес балки длиной 1 метр).

При изготовлении металлопроката данного типа надо соблюдать все перечисленные размеры, так как они взаимосвязаны друг с другом. Если изменится хотя бы одна размерная характеристика (например, увеличится длина стенки или уменьшится ширина полки), прочность балки заметно снизится. Это значит, что металлопрокат нельзя будет использовать в строительных работах, ведь он станет слишком ненадежным. Такая балка сломается при любых физических или сейсмических нагрузках, что приведет к разрушению дома, моста или другого объекта.

По ГОСТ 8239-89 двутавровая балка может иметь площадь сечения от 12 до 138 кв. см (в зависимости от размеров, двутавр маркируется цифрами «10», «12», «14» … «60»). У самого крупного изделия из государственного стандарта следующие характеристики:

• радиус внутреннего закругления = 20 мм;
• средняя толщина полок = 17,8 мм;
• высота двутавра = 600 мм;
• толщина перемычки между полками = 12 мм;
• ширина каждой полки = 190 мм;
• допустимый радиус закругления полки = 8 мм.

При таких размерных характеристиках вес изделия должен составлять 108 кг на каждый метр. Как правило, балки выпускаются длиной 4-12 метров, при этом их длина зависит от площади сечения металлопроката. Чем больше площадь, тем больше и длина. Но есть и исключения. Например, если покупателю необходимы балки меньшей длины, он может заказать их прямо у производителя.

Также при изготовлении на заказ возможно изменение других характеристик. Если в ГОСТ 8239-89 максимальная площадь сечения двутавра указана 138 кв. см, это еще не значит, что вы не сможете получить более массивную продукцию, при необходимости. В государственном стандарте приведены расчеты в ограниченном диапазоне. Любые другие вычисления выполняются инженерами индивидуально. То есть, заказчик обращается к производителю и оставляет заявку на изготовление нужной ему продукции. Далее начинается процесс производства по такой схеме:

1. Выполняются расчеты размерных характеристик. При вычислении этих характеристик соблюдаются их соотношения друг с другом, как и в рассмотренных в ГОСТ изделиях. Также специалисты определяют допустимый показатель погрешности, в зависимости от степени точности продукции. В процессе работы инженеры учитывают не только размеры балки, но и такие ее коэффициенты, как момент инерции, статический момент полусечения, момент сопротивления и радиус инерции. Только при соблюдении всех этих характеристик можно получить качественное, прочное изделие.
2. Делаются чертежи. Если у вас есть свои чертежи, вам не придется оплачивать эту услугу. Но учтите, что создание такой документации требует наличия очень глубоких знаний и опыта проведения подобных работ. Поэтому не заказывайте услугу у сомнительных специалистов, ориентируясь на низкую цену. Помните, что от правильности проведения расчетов будет зависеть прочность вашего двутавра и всей постройки, которую вы собираетесь армировать сделанными по чертежам балками.
3. Изготавливается двутавровая балка в нужном количестве.

Где купить?

Если вас заинтересовала балка двутавровая, ее купить можно здесь . Это сайт нашей компании «МС» — металлобазы, занимающейся реализацией проката любого типа. У нас вы найдете продукцию высотой от 100 до 691 мм. В каталоге есть изделия с узкими, средними, нормальными и широкими полками. Также мы можем предложить вам колонные и специальные балки. Перечень доступных товаров и их характеристики доступны для просмотра на сайте.

Если вы еще не определились с выбором поставщика металлопроката, ознакомьтесь с преимуществами нашей компании. Они ежедневно привлекают к нам новых клиентов. Основные из наших преимуществ:

1. Сотрудничество с ведущими металлокомбинатами РФ. Мы не закупаем товар у сомнительных лиц, поэтому можем уверенно сказать, что продаем качественный металлопрокат.
2. Большой выбор продукции. Вы найдете в каталоге двутавр любого размера, следовательно, вам не придется дожидаться его изготовления. Кроме того, у нас есть много металлопроката другого типа, а не только балки. Если вы профессиональный строитель, вам известно, что при возведении крупного объекта одних двутавровых балок будет недостаточно. Вам придется покупать арматуру и другой прокат. Сотрудничая с нами, вы сделаете это одновременно, не задерживая строительных работ и не переплачивая за доставку.
3. Доступные цены. Так как мы берем товар прямо с металлокомбинатов, а не через посредников, нам не приходится закупать его по повышенной цене. Соответственно, наши клиенты получают металлопрокат по цене производителя.
4. Оперативная поддержка. Если вы не знаете, какая двутавровая балка подойдет для ваших задач, попросите помощи у нашего специалиста. Он найдет вам товар с оптимальными характеристиками.
5. Акции и распродажи, позволяющие сэкономить на покупке.
6. Полезные дополнительные услуги. Мы не только продаем прокат, но и занимаемся его сваркой и резкой.

Чтобы заказать двутавр, уточните стоимость изделия и ожидайте доставки. Если вы указали адрес в СПб, мы доставим товар своей машиной. В остальных случаях продукция будет отправлена подходящей вам транспортной компанией.

Фото, использованные в статье, приведены для иллюстрации и не являются изображением продукции компании.

Двутавровые балки из дерева и стали: что лучше?

В. Я готовлюсь к постройке большого помещения, которому нужна балка для поддержки балок пола. Мне сказали, что подойдет деревянная балка, но я всегда видел стальные двутавры в других домах. Может ли древесина делать эту работу? Какие плюсы и минусы у деревянных двутавров и стали? Если бы вы строили, вы бы использовали дерево или сталь? Я не хочу ошибиться по поводу такого ответственного элемента конструкции.

А.О, черт возьми, для тебя нет простого ответа. И из дерева, и из стали можно сделать великолепные несущие балки. Я использовал оба материала на протяжении десятилетий во всевозможных ситуациях. На самом деле, вы можете этого не осознавать, но вы можете смешать их, создав гибридную балку из дерева и стали.

Фото / Тим Картер На этой фотографии вы можете увидеть два разных вида деревянных двутавровых балок. Большая балка наверху поддерживает меньшие деревянные двутавровые балки или балки.

Во-первых, позвольте мне сказать вам, что я не инженер-строитель, хотя я работал со многими и устанавливал балки, которые они спроектировали.Хорошая новость заключается в том, что и дерево, и сталь могут использоваться для перевозки огромных сосредоточенных нагрузок.

В последнем доме, который я построил, у меня было две деревянных балки в одной стене, которые выдерживали тонны и тонны веса. В подвале того же дома у меня были большие стальные двутавровые балки длиной почти 16 футов, которые также выдерживали огромные нагрузки. Использование стали позволило мне создавать широкие открытые пространства с минимальными опорными колоннами.

Это одно из преимуществ стали перед деревом, когда вы работаете с материалами примерно одинакового размера.Фунт за фунт, сталь намного прочнее дерева.

EVOLUTION

Интересно наблюдать за эволюцией деревянных балок за последние 40 лет. Ламинированные балки, миркроламы и т. Д. Сейчас очень распространены, но я хорошо помню, когда они были новенькими. Сегодня на рынке нередко можно встретить ламинированные балки в обычных домах.

Вернитесь в прошлое и посмотрите на старые сараи и другие здания, построенные с использованием столбово-балочного метода, и вы увидите деревянные балки, сделанные из цельного куска дерева.Пожалуй, самые прочные деревянные балки, сделанные таким образом, — это пихта Дугласа. Может быть, дерево посильнее, но я не знаю об этом.

Сегодня лесопилки изготавливают балки так же, как фанеру. Они используют слои твердой древесины, которые склеиваются вместе, чтобы получить невероятно прочную конструкционную древесину.

Имейте в виду, что у любого из материалов есть несколько недостатков. Я говорю это потому, что обычно инженер может придумать деревянную балку, которая заменит стальную. Все дело в стоимости и размерах готового материала.

НАИБОЛЬШИЕ СЦЕНАРИИ

Если вы хотите думать о наихудших сценариях, подумайте о вещах, которые атакуют и ослабляют лучи. Вода может ржаветь сталь и гнить дерево. Вы можете покрасить стальные балки грунтовкой для металла и финишным слоем краски для повышения водонепроницаемости. Также можно оцинковать стальные балки. Деревянные балки можно обрабатывать боратными химикатами, чтобы свести к минимуму гниение древесины и предотвратить заражение древесными насекомыми, которые не могут повредить сталь.

Если вы хотите что-то прикрепить к стальной балке, это непросто.Вы можете легко прибить деревянную балку или правильно просверлить ее, чтобы установить болт.

Вы можете создать гибридную балку, используя стальную перегородку, зажатую между двумя обычными деревянными кусками каркаса. В плоской стальной пластине обычно есть просверленные в шахматном порядке отверстия, и вы скрепляете дерево и сталь вместе, чтобы создать суперпрочную балку, которая может выдержать нагрузку в четыре или пять раз большую, чем та, которую дерево может нести в том же пространстве.

Пожар представляет опасность для обоих материалов.Хорошо известно, что огонь делает с деревом, но жар от огня также может ослабить стальную балку, превратив ее в мягкую ириску. Вы можете обернуть деревянную балку огнестойким гипсокартоном, чтобы защитить ее, а коммерческие огнезащитные средства можно распылить на стальные двутавровые балки. Вы также можете обернуть стальную балку специальным гипсокартоном, чтобы выиграть время в огне.

НЕ ПРЕОЗНАЧАЙТЕ

Домовладельцы или домашние мастера, не знакомые с работой с балками, часто недооценивают вес балки и важность опорных колонн.Подъем балки часто выполняется двумя или тремя людьми, а общий вес рабочих и балки может разрушить обычные стремянки, что приведет к серьезным травмам. Колонны, поддерживающие балки, должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать вес, и они должны быть правильно соединены с балками.

Более того, вам нужен прочный подшипник от низа колонны до земли. Эта дорога может быть двухэтажной в доме или более 100 этажей в коммерческом здании. В какой-то момент вес балок и вес балки необходимо перенести на твердую почву.

Вы можете посмотреть видео о деревянных балках и прочитать предыдущие колонки о различных структурных проблемах на сайте www.AsktheBulider.com. Просто введите «деревянное видео» в поисковике AsktheBuilder.com.

Хотите бесплатную информацию по ремонту дома? Перейдите на сайт www.AsktheBuilder.com и подпишитесь на бесплатную рассылку новостей Тима. Есть вопрос к Тиму? Просто нажмите ссылку «Спросить Тима» на любой странице сайта.

Когда древесина становится короткой, стальные двутавровые балки помогают

Если бы это был выбор, мы бы всегда предпочли установить деревянные балки над стальными двутавровыми балками.Варианты из дерева дешевле и проще для нас — группы плотников — работать с ними. Но деревянные балки могут простираться только до тех пор, пока они не перестанут выполнять свою работу по ряду причин. Деревянная балка заподлицо, которая проходит на большое расстояние, может быть слишком глубокой, чтобы ее можно было спрятать в системе пола, которую она предназначена для поддержки. Или требуемые глубина и ширина могут быть слишком короткими, чтобы выглядеть пропорционально, если они установлены под системой пола и обернуты отделкой. А у дерева просто есть пределы. Поскольку деревянные балки становятся все больше и больше для увеличения пролета или увеличения нагрузки, их прочность не увеличивается пропорционально.Итак, деревянная балка со временем выйдет из строя под собственным весом. В этих ситуациях мы используем стальные двутавры.

Что сложно при установке стальной двутавровой балки, так это ее вес. В некоторых случаях вам может потребоваться кран , чтобы поднять его на место. Даже если бы вы могли сделать это без крана, это все равно может оказаться полезным вариантом, чтобы ваша работа продолжалась. Поскольку наша работа в основном связана с реконструкцией, у нас никогда не было такой роскоши, как подъемный кран, который помог бы нам установить стальную двутавровую балку. Часто приходится проводить их прямо к входной двери или через окно.Мы используем пандусы и стальные прутья, чтобы привести балку в нужное положение, а также домкрат и опоры, чтобы постепенно поднимать ее на место.

Если он используется как часть системы первого этажа, стальная балка может быть установлена ​​на фундаменте, но если она установлена ​​в стене с деревянным каркасом, она обычно также устанавливается на стальные опоры. Как и все балки, стальная двутавровая балка требует непрерывного пути нагрузки к фундаменту. Конечно, если вы работаете со стальной двутавровой балкой, в ваш проект будет вовлечен инженер, который позаботится о том, чтобы вся конструкция соответствовала нормам и была целостна.Фланцы стоек и полка двутавровой балки будут предварительно просверлены для болтов, чтобы соединить их вместе и соединить стойки с каркасом или фундаментом.

Если балка будет ниже системы перекрытия, а балки будут лежать на ней, вы можете установить 2x пластину поверх балки, к которой можно прикрепить балки. Если вы устанавливаете двутавровую балку заподлицо, то есть балка должна быть скрыта в системе пола, а балки должны быть соединены с боковой стороной балки — пространство между фланцами заполняется деревом, а балки крепятся с помощью балочные вешалки, как обычно.

Сталь не приемлема для сверл. Вы можете предварительно просверлить балку для болтов, которые вам нужны, чтобы укрепить балку деревом, но имейте в виду, что инженер должен точно знать, как балка будет нагружена. Это, вероятно, повлияет на размеры балки или толщину стали.

Как видите, ключом к работе со стальными двутаврами для нас является тщательное планирование. Мало того, что наши размеры должны быть точными, прежде чем мы закажем сталь — в отличие от дерева, мы не можем заказать балку немного длинной и обрезать ее на месте — но нам также нужно иметь хороший план установки балки.Мы позаботимся о том, чтобы у столбов и балки было немного места для маневра, чтобы все было легче сдвинуть на место. Затем, когда все встанет на свои места, установка стальной двутавровой балки будет такой же, как и установка деревянного каркаса. Сталь будет прямой, но все должно быть квадратным, ровным и вертикальным. Итак, когда мы устанавливаем двутавровую балку, у нас всегда есть под рукой куча стальных регулировочных шайб.

В конце концов, работа со стальными двутавровыми балками для нас более трудоемка, и мы всегда предпочитаем работать с деревом.Но когда вам нужно преодолеть расстояние, недоступное для деревянной балки, нужно либо изменить план, либо использовать сталь. А если вы опытный строитель и квалифицированный плотник, сталь вполне подойдет.

Посмотрите на законченный дом, который стал одним из победителей премии HOUSES design Award 2019:

Лучшая реконструкция 2019 года: возрождение Греции снова — В рамках существующей площади и с уважением к его историческому характеру дом 1850-х годов возрожден из ветхого состояния и переконфигурирован с учетом современного плана этажа.

Подробнее об использовании стали при ремонте и строительстве дома:

Металлоконструкции для строителей — Добавьте в свои проекты безграничные возможности индивидуальной архитектурной стали с легкодоступным инвентарем и некоторыми основными инструментами.

Видео: Изготовление стальных перил — этот базовый сварочный проект является отличным введением в архитектурные металлоконструкции.

Как насчет стали в жилищном строительстве? — Несмотря на некоторые преимущества перед деревом, легкий стальной каркас не стал популярным в жилых домах, и причины этого могут вас удивить.

Системы полов — SteelConstruction.info

Цель этой статьи — выделить требования, которые могут существовать для данного проекта здания, и показать, как эти требования должны побуждать проектировщика к наиболее подходящему и рентабельному выбору системы полов.

Ассортимент стальных напольных систем представлен в общих чертах, с указанием преимуществ и недостатков каждой системы, чтобы их можно было сравнить с требованиями конкретного проекта.В статье не рассматриваются технические подробности о различных типах композитных, длиннопролетных и неглубоких перекрытий.

[вверху] Что определяет выбор системы пола?

У разных зданий разные требования, поэтому неудивительно, что не существует наиболее подходящего решения, подходящего всем. Очевидно, что требования различаются в зависимости от типа использования, но есть также некоторые более тонкие вопросы, которые следует учитывать, и они выделены ниже.

Не следует забывать, что при рассмотрении использования по назначению может быть целесообразно обратить внимание на другое использование в будущем — многие решения из стали предлагают гибкость, которая может привести к высоким уровням устойчивости в течение всего срока службы здания.

[вверх] Простота и знакомство

Как правило, проектировщики должны выбирать наиболее простое решение, отвечающее требованиям проекта. Вообще говоря, самое простое решение также будет наиболее распространенным, и знакомство с ним упростит процессы проектирования, изготовления и монтажа, поскольку не требуется нового обучения.

В контексте систем стальных полов простота также означает меньшие трудозатраты и затраты. Например, простейшее решение — сплошная балка двутаврового сечения с перемычкой в ​​противоположность ферменной конструкции; меньше конструктивных элементов, меньше изготовления, меньше поверхностей, подлежащих противопожарной защите, и меньше времени на проектирование.

Стоит добавить, что эта философия «простое — лучшее» также распространяется на рамы в целом — простая скрепленная рама обычно будет более экономичным решением, чем, скажем, стойкая к моменту рама.

[вверх] Скорость строительства

Для некоторых проектов необходимость сокращения до минимума времени строительства (на месте) может играть определяющую роль. Действительно, время часто является одним из ключевых факторов при выборе стального решения. Потребность в скорости может быть вызвана, например, перерывами на каникулы в учебных заведениях или получением дохода (например, в зданиях розничной торговли). Это может привести к рассмотрению вариантов, которые сводят к минимуму «мокрые» операции на месте (использование сборных перекрытий), сводят к минимуму количество подъемных кранов и предоставляют рабочие площадки во время строительства (профилированный стальной настил), и которые не требуют подпорки между этажами.

[вверх] Интеграция услуг

Услуги, интегрированные в конструкцию перекрытия

Объем услуг, необходимых в здании, явно зависит от конечного использования — больницы являются очевидным примером здания с высоким уровнем обслуживания — и философии проектирования, принятой инженером по обслуживанию, например с кондиционером, естественной вентиляцией и т. д.

Когда нужно разместить много служебных каналов, может быть полезно принять решение для пола, которое обеспечивает плоский потолок, чтобы максимизировать гибкость при прокладке этих каналов под несущим полом.Эти воздуховоды также можно будет легко удалить и / или заменить для удовлетворения будущих потребностей.

Решения, обеспечивающие плоский потолок, также не позволяют использовать большие пролеты. Таким образом, альтернативой в здании, которое одновременно с высоким уровнем обслуживания и требует длиннопролетных этажей, является интеграция услуг в пределах глубины балки (как показано справа), так что общая глубина несущего пола плюс зона обслуживания сводится к минимуму.

[вверх] Потребность в адаптируемом пространстве

Открытая площадь пола, обеспечивающая гибкость и адаптируемость пространства

Одним из давно признанных преимуществ конструкции стального каркаса является ее способность преодолевать значительные расстояния.Это особенно верно, когда принимаются композитные решения, учитывая эффективность этой формы строительства. Эта способность перекрытия позволяет свести к минимуму количество внутренних несущих стен и колонн — можно создать открытые пространства пола или использовать ненесущие перегородки (которые легко перемещать) для формирования (временных) отдельных участков. Адаптивность может быть более устойчивой, чем модная в настоящее время тема деконструкции, для которой сталь также подходит. В последние годы ряд офисных зданий со стальным каркасом был реконструирован для размещения жилых единиц.

[вверх] Требования к дневному освещению

«Глубокие» планы этажей могут означать, что, например, офисные работники находятся далеко от естественного освещения. Тогда решения с большими пролетами могут быть не самым подходящим решением для определенных ситуаций, скорее, конструкция с короткими пролетами (например, с использованием неглубоких полов) с внутренним атриумом может обеспечить более подходящую внутреннюю среду. Дизайнер должен искать лучший компромисс.

[вверх] Эстетика

Если используются подвесные потолки, эстетика потолка данной структурной системы перекрытий явно не имеет значения.Тем не менее, ряд клиентов в последнее время искали открытые потолочные перекрытия, открытые в первую очередь для того, чтобы обнажить тепловую массу пола. В этом случае потолок также должен быть привлекательным визуально. В некоторых случаях присутствие выступающих балок, прерывающих перекрытие, может не приветствоваться, хотя также верно, что может быть желательна выраженная структура. Поэтому в зависимости от конкретных требований может быть уместен ряд вариантов со стальным каркасом.

[вверх] Акустика

Динсгейт, Манчестер — офисная техника в многоквартирном доме

Скорость, с которой они могут быть построены, в сочетании с отличными эксплуатационными характеристиками, была одной из причин, по которой стальные конструкции с композитными полами сыграли такую ​​центральную роль в бума на рынке многоэтажных офисов в Великобритании в конце 1980-х годов. и 1990-е годы.Когда несколько лет спустя дизайнеры захотели перенести эту технологию в жилые дома, было признано, что, возможно, самая большая разница в требованиях связана с акустикой.

Хорошая детализация необходима, чтобы избежать проблем с флангом, когда звук распространяется вокруг барьера (например, пола), проходя через прилегающую стену. Пример в соответствии с инструкциями, приведенными в SCI P372, показан ниже. SCI также разработала инструмент прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен, чтобы помочь дизайнерам и архитекторам.

Многочисленные многоквартирные дома были построены с использованием стальных каркасов с сочетанием хорошей деталировки и запатентованной продукции, используемой для фальшполов и т. Д., Обеспечивающих необходимый уровень производительности. Динсгейт в Манчестере был одним из первых примеров такой «передачи технологии» (см. Справа).

[вверху] Огнестойкость

Требования к огнестойкости зависят от назначения и высоты (этажности) здания.Обычно от 60 до 120 минут. Наиболее распространенное решение, принятое для обеспечения огнестойкости, — это защита стальных элементов, чтобы они оставались при достаточно низкой температуре (учитывая, что некоторая потеря прочности стали при повышении температуры допустима, поскольку нагрузки при пожаре меньше, чем нагрузка окружающей среды). Часто используются вспучивающиеся покрытия (вещества, подобные краске, которые расширяются с температурой, образуя изоляционный слой). Если стальные элементы заделаны в бетон, это может обеспечить необходимую изоляцию.Другие варианты включают защиту доски и использование цементного спрея.

В качестве альтернативы, когда применяется подход «пожарной техники», стальные элементы проектируются так, чтобы они были достаточно прочными, даже когда прочность материала была потеряна из-за воздействия огня, чтобы выдерживать соответствующие уровни нагрузки. Доступно подробное руководство, основанное на полномасштабных огневых испытаниях целых зданий (SCI P375)

[вверху] Тепловая масса

Открытые бетонные полы, опирающиеся на стальные балки и используемые для обеспечения тепловой массы

Обеспечение достаточной тепловой массы — важная часть решения для здания с низким энергопотреблением.Масса обеспечивает теплоотвод, который поглощает тепло в течение дня, а затем в сочетании с естественной вентиляцией тепло отводится в более прохладное ночное время. Композитные плиты перекрытия могут даже иметь встроенные водоводы для облегчения этой продувки. Важно, чтобы тепловая масса была открыта — поэтому подвесные потолки могут быть проблемой, как и гипсокартон, прикрепленный мазками к массивным стенам. Горизонтальные элементы (перекрытия) намного эффективнее обеспечивают массу, чем вертикальные элементы.

При принятии решения о необходимой массе важно учитывать структуру размещения здания. Массивные конструкции могут поглощать много тепла, но они также обеспечивают инерцию, когда нужно, чтобы здание быстро нагревается. Существует распространенное заблуждение, что лучше всего очень массивное здание.

[вверху] Жесткость пола

Жесткость необходима для обеспечения правильного поведения пола с динамической точки зрения, тем самым обеспечивая комфорт пользователя. Это сложный вопрос, поскольку реальная проблема заключается в том, как пол реагирует (с точки зрения ускорения), и это функция ряда переменных, включая жесткость и мобилизуемую массу.Традиционный подход, который считается грубым, к проектированию пола, который реагирует приемлемо, состоит в том, чтобы проверить его собственную частоту и сравнить ее с предельным значением (которое является функцией массы пола). Рекомендуется более тщательный подход, который часто дает хорошие, т.е. менее консервативные, но удовлетворительные результаты. См. SCI P354.

Также доступен веб-калькулятор отклика пола, который позволяет проектировщикам немедленно оценить динамический отклик напольного покрытия.Программное обеспечение сообщает о результатах примерно 19 000 компоновок сетки пола, нагрузки и размера пролета, которые были исследованы с помощью анализа методом конечных элементов. Результаты этого программного обеспечения обеспечивают улучшенное предсказание динамического отклика по сравнению с «ручным методом» в SCI P354. Программное обеспечение можно использовать для изучения полных или частичных планов этажей, сравнивая альтернативные варианты расположения балок.

Требуемое поведение зависит от функции данного здания / помещения.Некоторые применения менее устойчивы к движениям пола (например, операционная). Некоторые виды использования (например, спортзал в офисе) с большей вероятностью вызовут проблемы и требуют особого внимания.

[вверх] Деконструкция

В последние годы ведутся серьезные споры по поводу деконструкции. Возможность демонтировать здание и снова использовать компоненты в другом месте явно привлекательна с точки зрения устойчивости, и сталь поддается такому решению. С этим подходом связаны некоторые логистические проблемы (как найти «использованный» компонент, который соответствует вашим потребностям), но их, несомненно, можно преодолеть с помощью правильных драйверов.Также могут возникнуть проблемы, связанные с эффективным использованием материалов — объединение материалов в составные формы конструкции позволяет максимально использовать различные атрибуты отдельных материалов, но может затруднить их разделение для повторного использования.

В будущем разумеется, что на повестке дня стоит деконструкция.

[наверх] Стоимость

Как отмечалось выше, если драйверы для конкретного проекта не предполагают принятие более сложной альтернативы, следует выбрать наиболее простое решение, которое обычно оказывается наиболее экономически эффективным.

Стоимость — это основополагающий фактор при выборе системы каркаса и пола. В конце 2016 года BCSA и Steel for Life поручили AECOM провести серию сравнений затрат для офисных, образовательных, жилых / многофункциональных, торговых и промышленных зданий на основе реальных зданий. Выбранные здания изначально были частью исследования Target Zero, проведенного консорциумом организаций, включая Tata Steel, AECOM, SCI, Cyril Sweet (теперь Currie & Brown) и BCSA в 2010 году, чтобы предоставить рекомендации по проектированию и строительству экологически безопасных, низко- и низкоуровневых зданий. здания с нулевым выбросом углерода в Великобритании.

Сравнения затрат, представленные в серии «Costing Steelwork», обновляют модели затрат, разработанные для проекта Target Zero, и предоставляют актуальные данные о стоимости альтернативных решений каркаса, рассматриваемых для каждого из пяти типов зданий.

Сравнительные исследования затрат показывают, что для различных типов зданий, на схожей основе, решения для стальных каркасов и перекрытий являются весьма конкурентоспособными. Исследования также подчеркнули важность учета общей стоимости здания, а не только стоимости структурного каркаса, поскольку выбор структурного каркаса и конфигурации пола окажет соответствующее влияние на многие другие элементы, включая каркас, крышу и внешнюю облицовку.

[вверх] Преимущества различных напольных покрытий

[вверху] Варианты перекрытий

[вверх] Композитные плиты

Настил на стальной раме

Композитные плиты, состоящие из слегка армированного бетона, отлитого на профилированном стальном настиле, являются вариантом, независимо от того, расположены ли балки вниз или встроены в глубину плиты для конструкции неглубокого перекрытия. Плиты обычно армируются с помощью верхнего слоя сетки и, иногда, дополнительных стержней в желобах (обычно для более длительных периодов огнестойкости и высоких нагрузок).Также можно использовать армирование волокном. Пролет до 4,5 м достигается при использовании профнастила трапециевидной формы (глубина 80 мм). Существуют также некоторые так называемые глубокие профили настила (глубиной более 200 мм), которые могут охватывать 6 м или около того без подпорки во время строительства.

Композитные плиты — отличный выбор, когда важна скорость строительства. Связки настила поднимаются на стальную конструкцию для распределения вручную. Количество необходимых крановых подъемников по сравнению с альтернативой сборному железобетону значительно сокращается.Возможность складывать элементы настила в связки также сокращает время и расходы на транспортировку.

Во время строительства настил дает другие преимущества с точки зрения использования в качестве рабочей площадки для хранения материалов. При правильной ориентации и закреплении на стальных балках он может удерживать их от бокового продольного изгиба при кручении. См. SCI P300.

Композитные напольные системы

В конечном состоянии ребра настила служат в качестве образователей пустот в плите, тем самым снижая вес конструкции перекрытия за счет преимуществ, которые она может иметь.Также возможно подвешивать службы к потолку композитной плиты с помощью анкеров, которые предназначены для прорези в профиле настила.

Для контроля уровня бетона во время строительства можно использовать ряд методов. В принципе, бетонная глубина может оставаться постоянной или верхняя поверхность может оставаться ровной. В зависимости от того, какой из них будет выбран, вес бетона будет варьироваться, поэтому важно, чтобы дизайнер четко общался с командой сайта. См. SCI AD410. Также доступны дополнительные инструкции по установке металлического настила.

Когда требуется открытый потолок — для воздействия на тепловую массу — можно использовать теплопрозрачный подвесной потолок. Дополнительная площадь поверхности перекрытия, создаваемая настилом (в отличие от плоской бетонной поверхности), может быть полезной.

[наверх] Сборные блоки

Монтаж сборных плит перекрытия на стальной раме
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)

Сборные железобетонные блоки могут использоваться вместе со стальными балками.Блоки могут быть сплошными или пустотелыми, с коническими или отвесными концами. Обычно они предварительно напряжены. Балки также могут быть конструктивно соединены с блоками перекрытий, чтобы сделать их «составными», при условии соблюдения определенных правил детализации, чтобы гарантировать, что стальная секция и бетон (покрытие на месте плюс сборные блоки) действуют вместе. SCI P401 дает дополнительную информацию по этому поводу.

Полы из сборных железобетонных изделий имеют ряд преимуществ. Возможность перекрытия блоков такова, что расстояние между второстепенными балками может быть увеличено (по сравнению с использованием традиционных профилей настила).Система строительства наиболее эффективна для решетчатых колонн размером примерно 9 м на 9 м. В квартирах предусмотрен плоский потолок.

Для полуоткрытых помещений, таких как автостоянки, сборные железобетонные элементы могут быть более долговечной альтернативой, чем стальной настил (хотя при правильной деталировке и покрытиях, безусловно, можно использовать настил в таких приложениях).

Сборные полы

[вверх] Балочные перекрытия

Профнастил трапециевидный на балки перекрытия

Самый распространенный тип композитной балки — это такая, в которой композитная плита располагается поверх опорной балки и соединяется с помощью приварных срезных шпилек через настил.Эта форма конструкции имеет ряд преимуществ — настил действует как внешнее армирование на этапе композитного монтажа, а на этапе строительства — как опалубка и рабочая площадка. Он также может обеспечивать поперечное ограничение балок во время строительства. Настил поднимается на место пучками, которые затем вручную распределяются по площади пола. Это значительно снижает подъемные силы крана по сравнению с альтернативой на основе сборных железобетонных конструкций.

Дополнительные указания по практическим аспектам размещения настилов можно найти в руководстве по передовой практике SCI P300.

Другой распространенный тип композитной балки — это балка, в которой, как и в случае с традиционным несоставным стальным каркасом, сборная бетонная плита располагается поверх верхней полки стальной балки. Эффективный диапазон пролета для этого типа решения составляет от 6 до 12 м, что делает его конкурентом для ряда вариантов бетонных полов. Особая детализация требуется для соединения, работающего на сдвиг, когда используются сборные элементы, чтобы корпус сборных элементов мог быть мобилизован как часть бетонного компрессионного фланца.См. SCI P401 для получения дополнительной информации.

[вверх] Балка длиннопролетная

Существует ряд вариаций идеи балок перекрытия для удовлетворения потребностей в длинных пролетах. Использование длиннопролетных балок дает ряд преимуществ, включая гибкость внутреннего пространства без колонн, снижение затрат на фундамент и сокращение времени возведения. Многие решения с большими пролетами также хорошо адаптированы для облегчения интеграции услуг без увеличения общей глубины этажа.

[вверх] Полы неглубокие

Система USFB
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Неглубокие этажи предлагают ряд преимуществ, таких как минимизация общей высоты здания для заданного количества этажей или максимальное количество этажей для заданной высоты здания.Кроме того, достигается плоский потолок — отсутствуют перерывы, характерные для балок нижнего этажа, — что дает полную свободу при распределении услуг под полом. Эти преимущества следует рассматривать в контексте конкретного проекта, чтобы определить, когда они наиболее подходят.

Мелкость перекрытий достигается за счет размещения плит и балок в одной зоне. Это достигается за счет использования асимметричных стальных балок с более широким нижним фланцем, чем верхний фланец, что позволяет плите располагаться на верхней поверхности нижнего фланца с надлежащей опорой, а не на верхней поверхности верхнего фланца, как это бывает с балками нижней стойки.Плита перекрытия может быть в виде сборной бетонной плиты или композитной плиты с металлическим настилом (может использоваться как неглубокий, так и глубокий настил). Дополнительным преимуществом является то, что некоторые формы конструкции неглубокого перекрытия по своей сути обеспечивают композитное взаимодействие между балками и плитой, тем самым повышая эффективность конструкции.

Доступен ряд решений для неглубоких перекрытий, в том числе балки для неглубоких перекрытий (USFB) от Kloeckner Westok.

• USFB с сборными плитами из холлокора
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

• USFB с глубоким настилом
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Kloeckner Metals UK Система USFB компании Westok состоит из неглубокой асимметричной ячеистой балки Westok с арматурой, проходящей через ячейки для закрепления плиты на балке.Эта простая деталь обеспечивает простую и экономичную деталь непропорционального обрушения, а также используется для сопротивления скручиванию в конечном состоянии. Для композитных плит с металлическим настилом арматура укладывается в желоба металлического настила. В случае пустотных плит арматура размещается в альтернативных сердцевинах сборного железобетона. Чтобы ограничить верхний фланец USFB на нормальном этапе, бетон на месте следует заливать заподлицо с верхним фланцем или поверх него, в этом случае рекомендуется минимальное покрытие 30 мм.

USFB, поперечное сечение
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

USFB изготовлен из стандартных прокатных профилей и доступен с шагом в 1 мм. Как правило, они имеют глубину 150–300 мм, их размеры и дизайн разрабатываются с использованием свободно доступного программного пакета Westok Cellbeam на основе требований каждого отдельного проекта, решетки пола и т. Д. Программное обеспечение выполняет все необходимые структурные проверки, включая проверку на кручение на этапе строительства.USFB могут экономично пролетать до 10 м со структурной глубиной, которая очень выгодна по сравнению с R.C. плоские плиты. Таким образом, они популярны во многих секторах, особенно в образовании, коммерции и жилом секторе.

«Plug Composite Action» может быть задействовано для USFB, что было продемонстрировано с помощью полномасштабных лабораторных испытаний, для дальнейшего повышения пропускной способности секции. Чтобы задействовать «Plug Composite Action», необходимо принять следующие детали:

• Композитные плиты с металлическим настилом: бетонная заливка вровень с верхним фланцем или над ним
• Сборные железобетонные изделия, как правило: минимальный верхний уровень 50 мм с верхним фланцем или над ним
• Пустотные блоки: каждые 2 ядра ^и выломаны, заполнены бетоном и армированы через ячейку
• Монолитные плиты: бетонный бетон на уровне с (или выше) верхним фланцем

[вверху] Ресурсы

• SCI P287, Проектирование композитных балок с использованием сборного железобетона, 2003 г. (Обновленная версия этой публикации, соответствующая Еврокоду, P401, доступна в SCI)
• SCI P354, Расчет полов с учетом вибрации.Новый подход, переработанное издание, 2009 г.
• SCI P372, Акустическая обработка стальных конструкций, 2008 г.
• SCI P300, Композитные перекрытия и балки с использованием стальных перекрытий: передовой опыт проектирования и строительства (пересмотренное издание), 2009 г.
• SCI P375, Расчет огнестойкости зданий со стальным каркасом, 2012 г.
• SCI P401, Расчет композитных балок с использованием сборных железобетонных плит в соответствии с Еврокодом 4, доступен в SCI
• SCI AD410, Заливка бетона до постоянной толщины или до постоянной плоскости, 2017
• SCI Инструмент для прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен
• Калькулятор реакции пола

[вверху] См. Также

Системы полов — SteelConstruction.info

Цель этой статьи — выделить требования, которые могут существовать для данного проекта здания, и показать, как эти требования должны побуждать проектировщика к наиболее подходящему и рентабельному выбору системы полов.

Ассортимент стальных напольных систем представлен в общих чертах, с указанием преимуществ и недостатков каждой системы, чтобы их можно было сравнить с требованиями конкретного проекта. В статье не рассматриваются технические подробности о различных типах композитных, длиннопролетных и неглубоких перекрытий.

[вверху] Что определяет выбор системы пола?

У разных зданий разные требования, поэтому неудивительно, что не существует наиболее подходящего решения, подходящего всем. Очевидно, что требования различаются в зависимости от типа использования, но есть также некоторые более тонкие вопросы, которые следует учитывать, и они выделены ниже.

Не следует забывать, что при рассмотрении использования по назначению может быть целесообразно обратить внимание на другое использование в будущем — многие решения из стали предлагают гибкость, которая может привести к высоким уровням устойчивости в течение всего срока службы здания.

[вверх] Простота и знакомство

Как правило, проектировщики должны выбирать наиболее простое решение, отвечающее требованиям проекта. Вообще говоря, самое простое решение также будет наиболее распространенным, и знакомство с ним упростит процессы проектирования, изготовления и монтажа, поскольку не требуется нового обучения.

В контексте систем стальных полов простота также означает меньшие трудозатраты и затраты. Например, простейшее решение — сплошная балка двутаврового сечения с перемычкой в ​​противоположность ферменной конструкции; меньше конструктивных элементов, меньше изготовления, меньше поверхностей, подлежащих противопожарной защите, и меньше времени на проектирование.

Стоит добавить, что эта философия «простое — лучшее» также распространяется на рамы в целом — простая скрепленная рама обычно будет более экономичным решением, чем, скажем, стойкая к моменту рама.

[вверх] Скорость строительства

Для некоторых проектов необходимость сокращения до минимума времени строительства (на месте) может играть определяющую роль. Действительно, время часто является одним из ключевых факторов при выборе стального решения.Потребность в скорости может быть вызвана, например, перерывами на каникулы в учебных заведениях или получением дохода (например, в зданиях розничной торговли). Это может привести к рассмотрению вариантов, которые сводят к минимуму «мокрые» операции на месте (использование сборных перекрытий), сводят к минимуму количество подъемных кранов и предоставляют рабочие площадки во время строительства (профилированный стальной настил), и которые не требуют подпорки между этажами.

[вверх] Интеграция услуг

Услуги, интегрированные в конструкцию перекрытия

Объем услуг, необходимых в здании, явно зависит от конечного использования — больницы являются очевидным примером здания с высоким уровнем обслуживания — и философии проектирования, принятой инженером по обслуживанию, например.грамм. с кондиционером, естественной вентиляцией и т. д.

Когда нужно разместить много служебных каналов, может быть полезно принять решение для пола, которое обеспечивает плоский потолок, чтобы максимизировать гибкость при прокладке этих каналов под несущим полом. Эти воздуховоды также можно будет легко удалить и / или заменить для удовлетворения будущих потребностей.

Решения, обеспечивающие плоский потолок, также не позволяют использовать большие пролеты. Таким образом, альтернативой в здании, которое одновременно с высоким уровнем обслуживания и требует длиннопролетных этажей, является интеграция услуг в пределах глубины балки (как показано справа), так что общая глубина несущего пола плюс зона обслуживания сводится к минимуму.

[вверх] Потребность в адаптируемом пространстве

Открытая площадь пола, обеспечивающая гибкость и адаптируемость пространства

Одним из давно признанных преимуществ конструкции стального каркаса является ее способность преодолевать значительные расстояния. Это особенно верно, когда принимаются композитные решения, учитывая эффективность этой формы строительства. Эта способность перекрытия позволяет свести к минимуму количество внутренних несущих стен и колонн — можно создать открытые пространства пола или использовать ненесущие перегородки (которые легко перемещать) для формирования (временных) отдельных участков.Адаптивность может быть более устойчивой, чем модная в настоящее время тема деконструкции, для которой сталь также подходит. В последние годы ряд офисных зданий со стальным каркасом был реконструирован для размещения жилых единиц.

[вверх] Требования к дневному освещению

«Глубокие» планы этажей могут означать, что, например, офисные работники находятся далеко от естественного освещения. Тогда решения с большими пролетами могут быть не самым подходящим решением для определенных ситуаций, скорее, конструкция с короткими пролетами (например, с использованием неглубоких полов) с внутренним атриумом может обеспечить более подходящую внутреннюю среду.Дизайнер должен искать лучший компромисс.

[вверх] Эстетика

Если используются подвесные потолки, эстетика потолка данной структурной системы перекрытий явно не имеет значения. Тем не менее, ряд клиентов в последнее время искали открытые потолочные перекрытия, открытые в первую очередь для того, чтобы обнажить тепловую массу пола. В этом случае потолок также должен быть привлекательным визуально. В некоторых случаях присутствие выступающих балок, прерывающих перекрытие, может не приветствоваться, хотя также верно, что может быть желательна выраженная структура.Поэтому в зависимости от конкретных требований может быть уместен ряд вариантов со стальным каркасом.

[вверх] Акустика

Динсгейт, Манчестер — офисная техника в многоквартирном доме

Скорость, с которой они могут быть построены, в сочетании с отличными эксплуатационными характеристиками, была одной из причин, по которой стальные конструкции с композитными полами сыграли такую ​​центральную роль в бума на рынке многоэтажных офисов в Великобритании в конце 1980-х годов. и 1990-е годы.Когда несколько лет спустя дизайнеры захотели перенести эту технологию в жилые дома, было признано, что, возможно, самая большая разница в требованиях связана с акустикой.

Хорошая детализация необходима, чтобы избежать проблем с флангом, когда звук распространяется вокруг барьера (например, пола), проходя через прилегающую стену. Пример в соответствии с инструкциями, приведенными в SCI P372, показан ниже. SCI также разработала инструмент прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен, чтобы помочь дизайнерам и архитекторам.

Многочисленные многоквартирные дома были построены с использованием стальных каркасов с сочетанием хорошей деталировки и запатентованной продукции, используемой для фальшполов и т. Д., Обеспечивающих необходимый уровень производительности. Динсгейт в Манчестере был одним из первых примеров такой «передачи технологии» (см. Справа).

[вверху] Огнестойкость

Требования к огнестойкости зависят от назначения и высоты (этажности) здания.Обычно от 60 до 120 минут. Наиболее распространенное решение, принятое для обеспечения огнестойкости, — это защита стальных элементов, чтобы они оставались при достаточно низкой температуре (учитывая, что некоторая потеря прочности стали при повышении температуры допустима, поскольку нагрузки при пожаре меньше, чем нагрузка окружающей среды). Часто используются вспучивающиеся покрытия (вещества, подобные краске, которые расширяются с температурой, образуя изоляционный слой). Если стальные элементы заделаны в бетон, это может обеспечить необходимую изоляцию.Другие варианты включают защиту доски и использование цементного спрея.

В качестве альтернативы, когда применяется подход «пожарной техники», стальные элементы проектируются так, чтобы они были достаточно прочными, даже когда прочность материала была потеряна из-за воздействия огня, чтобы выдерживать соответствующие уровни нагрузки. Доступно подробное руководство, основанное на полномасштабных огневых испытаниях целых зданий (SCI P375)

[вверху] Тепловая масса

Открытые бетонные полы, опирающиеся на стальные балки и используемые для обеспечения тепловой массы

Обеспечение достаточной тепловой массы — важная часть решения для здания с низким энергопотреблением.Масса обеспечивает теплоотвод, который поглощает тепло в течение дня, а затем в сочетании с естественной вентиляцией тепло отводится в более прохладное ночное время. Композитные плиты перекрытия могут даже иметь встроенные водоводы для облегчения этой продувки. Важно, чтобы тепловая масса была открыта — поэтому подвесные потолки могут быть проблемой, как и гипсокартон, прикрепленный мазками к массивным стенам. Горизонтальные элементы (перекрытия) намного эффективнее обеспечивают массу, чем вертикальные элементы.

При принятии решения о необходимой массе важно учитывать структуру размещения здания. Массивные конструкции могут поглощать много тепла, но они также обеспечивают инерцию, когда нужно, чтобы здание быстро нагревается. Существует распространенное заблуждение, что лучше всего очень массивное здание.

[вверху] Жесткость пола

Жесткость необходима для обеспечения правильного поведения пола с динамической точки зрения, тем самым обеспечивая комфорт пользователя. Это сложный вопрос, поскольку реальная проблема заключается в том, как пол реагирует (с точки зрения ускорения), и это функция ряда переменных, включая жесткость и мобилизуемую массу.Традиционный подход, который считается грубым, к проектированию пола, который реагирует приемлемо, состоит в том, чтобы проверить его собственную частоту и сравнить ее с предельным значением (которое является функцией массы пола). Рекомендуется более тщательный подход, который часто дает хорошие, т.е. менее консервативные, но удовлетворительные результаты. См. SCI P354.

Также доступен веб-калькулятор отклика пола, который позволяет проектировщикам немедленно оценить динамический отклик напольного покрытия.Программное обеспечение сообщает о результатах примерно 19 000 компоновок сетки пола, нагрузки и размера пролета, которые были исследованы с помощью анализа методом конечных элементов. Результаты этого программного обеспечения обеспечивают улучшенное предсказание динамического отклика по сравнению с «ручным методом» в SCI P354. Программное обеспечение можно использовать для изучения полных или частичных планов этажей, сравнивая альтернативные варианты расположения балок.

Требуемое поведение зависит от функции данного здания / помещения.Некоторые применения менее устойчивы к движениям пола (например, операционная). Некоторые виды использования (например, спортзал в офисе) с большей вероятностью вызовут проблемы и требуют особого внимания.

[вверх] Деконструкция

В последние годы ведутся серьезные споры по поводу деконструкции. Возможность демонтировать здание и снова использовать компоненты в другом месте явно привлекательна с точки зрения устойчивости, и сталь поддается такому решению. С этим подходом связаны некоторые логистические проблемы (как найти «использованный» компонент, который соответствует вашим потребностям), но их, несомненно, можно преодолеть с помощью правильных драйверов.Также могут возникнуть проблемы, связанные с эффективным использованием материалов — объединение материалов в составные формы конструкции позволяет максимально использовать различные атрибуты отдельных материалов, но может затруднить их разделение для повторного использования.

В будущем разумеется, что на повестке дня стоит деконструкция.

[наверх] Стоимость

Как отмечалось выше, если драйверы для конкретного проекта не предполагают принятие более сложной альтернативы, следует выбрать наиболее простое решение, которое обычно оказывается наиболее экономически эффективным.

Стоимость — это основополагающий фактор при выборе системы каркаса и пола. В конце 2016 года BCSA и Steel for Life поручили AECOM провести серию сравнений затрат для офисных, образовательных, жилых / многофункциональных, торговых и промышленных зданий на основе реальных зданий. Выбранные здания изначально были частью исследования Target Zero, проведенного консорциумом организаций, включая Tata Steel, AECOM, SCI, Cyril Sweet (теперь Currie & Brown) и BCSA в 2010 году, чтобы предоставить рекомендации по проектированию и строительству экологически безопасных, низко- и низкоуровневых зданий. здания с нулевым выбросом углерода в Великобритании.

Сравнения затрат, представленные в серии «Costing Steelwork», обновляют модели затрат, разработанные для проекта Target Zero, и предоставляют актуальные данные о стоимости альтернативных решений каркаса, рассматриваемых для каждого из пяти типов зданий.

Сравнительные исследования затрат показывают, что для различных типов зданий, на схожей основе, решения для стальных каркасов и перекрытий являются весьма конкурентоспособными. Исследования также подчеркнули важность учета общей стоимости здания, а не только стоимости структурного каркаса, поскольку выбор структурного каркаса и конфигурации пола окажет соответствующее влияние на многие другие элементы, включая каркас, крышу и внешнюю облицовку.

[вверх] Преимущества различных напольных покрытий

[вверху] Варианты перекрытий

[вверх] Композитные плиты

Настил на стальной раме

Композитные плиты, состоящие из слегка армированного бетона, отлитого на профилированном стальном настиле, являются вариантом, независимо от того, расположены ли балки вниз или встроены в глубину плиты для конструкции неглубокого перекрытия. Плиты обычно армируются с помощью верхнего слоя сетки и, иногда, дополнительных стержней в желобах (обычно для более длительных периодов огнестойкости и высоких нагрузок).Также можно использовать армирование волокном. Пролет до 4,5 м достигается при использовании профнастила трапециевидной формы (глубина 80 мм). Существуют также некоторые так называемые глубокие профили настила (глубиной более 200 мм), которые могут охватывать 6 м или около того без подпорки во время строительства.

Композитные плиты — отличный выбор, когда важна скорость строительства. Связки настила поднимаются на стальную конструкцию для распределения вручную. Количество необходимых крановых подъемников по сравнению с альтернативой сборному железобетону значительно сокращается.Возможность складывать элементы настила в связки также сокращает время и расходы на транспортировку.

Во время строительства настил дает другие преимущества с точки зрения использования в качестве рабочей площадки для хранения материалов. При правильной ориентации и закреплении на стальных балках он может удерживать их от бокового продольного изгиба при кручении. См. SCI P300.

Композитные напольные системы

В конечном состоянии ребра настила служат в качестве образователей пустот в плите, тем самым снижая вес конструкции перекрытия за счет преимуществ, которые она может иметь.Также возможно подвешивать службы к потолку композитной плиты с помощью анкеров, которые предназначены для прорези в профиле настила.

Для контроля уровня бетона во время строительства можно использовать ряд методов. В принципе, бетонная глубина может оставаться постоянной или верхняя поверхность может оставаться ровной. В зависимости от того, какой из них будет выбран, вес бетона будет варьироваться, поэтому важно, чтобы дизайнер четко общался с командой сайта. См. SCI AD410. Также доступны дополнительные инструкции по установке металлического настила.

Когда требуется открытый потолок — для воздействия на тепловую массу — можно использовать теплопрозрачный подвесной потолок. Дополнительная площадь поверхности перекрытия, создаваемая настилом (в отличие от плоской бетонной поверхности), может быть полезной.

[наверх] Сборные блоки

Монтаж сборных плит перекрытия на стальной раме
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)

Сборные железобетонные блоки могут использоваться вместе со стальными балками.Блоки могут быть сплошными или пустотелыми, с коническими или отвесными концами. Обычно они предварительно напряжены. Балки также могут быть конструктивно соединены с блоками перекрытий, чтобы сделать их «составными», при условии соблюдения определенных правил детализации, чтобы гарантировать, что стальная секция и бетон (покрытие на месте плюс сборные блоки) действуют вместе. SCI P401 дает дополнительную информацию по этому поводу.

Полы из сборных железобетонных изделий имеют ряд преимуществ. Возможность перекрытия блоков такова, что расстояние между второстепенными балками может быть увеличено (по сравнению с использованием традиционных профилей настила).Система строительства наиболее эффективна для решетчатых колонн размером примерно 9 м на 9 м. В квартирах предусмотрен плоский потолок.

Для полуоткрытых помещений, таких как автостоянки, сборные железобетонные элементы могут быть более долговечной альтернативой, чем стальной настил (хотя при правильной деталировке и покрытиях, безусловно, можно использовать настил в таких приложениях).

Сборные полы

[вверх] Балочные перекрытия

Профнастил трапециевидный на балки перекрытия

Самый распространенный тип композитной балки — это такая, в которой композитная плита располагается поверх опорной балки и соединяется с помощью приварных срезных шпилек через настил.Эта форма конструкции имеет ряд преимуществ — настил действует как внешнее армирование на этапе композитного монтажа, а на этапе строительства — как опалубка и рабочая площадка. Он также может обеспечивать поперечное ограничение балок во время строительства. Настил поднимается на место пучками, которые затем вручную распределяются по площади пола. Это значительно снижает подъемные силы крана по сравнению с альтернативой на основе сборных железобетонных конструкций.

Дополнительные указания по практическим аспектам размещения настилов можно найти в руководстве по передовой практике SCI P300.

Другой распространенный тип композитной балки — это балка, в которой, как и в случае с традиционным несоставным стальным каркасом, сборная бетонная плита располагается поверх верхней полки стальной балки. Эффективный диапазон пролета для этого типа решения составляет от 6 до 12 м, что делает его конкурентом для ряда вариантов бетонных полов. Особая детализация требуется для соединения, работающего на сдвиг, когда используются сборные элементы, чтобы корпус сборных элементов мог быть мобилизован как часть бетонного компрессионного фланца.См. SCI P401 для получения дополнительной информации.

[вверх] Балка длиннопролетная

Существует ряд вариаций идеи балок перекрытия для удовлетворения потребностей в длинных пролетах. Использование длиннопролетных балок дает ряд преимуществ, включая гибкость внутреннего пространства без колонн, снижение затрат на фундамент и сокращение времени возведения. Многие решения с большими пролетами также хорошо адаптированы для облегчения интеграции услуг без увеличения общей глубины этажа.

[вверх] Полы неглубокие

Система USFB
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Неглубокие этажи предлагают ряд преимуществ, таких как минимизация общей высоты здания для заданного количества этажей или максимальное количество этажей для заданной высоты здания.Кроме того, достигается плоский потолок — отсутствуют перерывы, характерные для балок нижнего этажа, — что дает полную свободу при распределении услуг под полом. Эти преимущества следует рассматривать в контексте конкретного проекта, чтобы определить, когда они наиболее подходят.

Мелкость перекрытий достигается за счет размещения плит и балок в одной зоне. Это достигается за счет использования асимметричных стальных балок с более широким нижним фланцем, чем верхний фланец, что позволяет плите располагаться на верхней поверхности нижнего фланца с надлежащей опорой, а не на верхней поверхности верхнего фланца, как это бывает с балками нижней стойки.Плита перекрытия может быть в виде сборной бетонной плиты или композитной плиты с металлическим настилом (может использоваться как неглубокий, так и глубокий настил). Дополнительным преимуществом является то, что некоторые формы конструкции неглубокого перекрытия по своей сути обеспечивают композитное взаимодействие между балками и плитой, тем самым повышая эффективность конструкции.

Доступен ряд решений для неглубоких перекрытий, в том числе балки для неглубоких перекрытий (USFB) от Kloeckner Westok.

• USFB с сборными плитами из холлокора
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

• USFB с глубоким настилом
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Kloeckner Metals UK Система USFB компании Westok состоит из неглубокой асимметричной ячеистой балки Westok с арматурой, проходящей через ячейки для закрепления плиты на балке.Эта простая деталь обеспечивает простую и экономичную деталь непропорционального обрушения, а также используется для сопротивления скручиванию в конечном состоянии. Для композитных плит с металлическим настилом арматура укладывается в желоба металлического настила. В случае пустотных плит арматура размещается в альтернативных сердцевинах сборного железобетона. Чтобы ограничить верхний фланец USFB на нормальном этапе, бетон на месте следует заливать заподлицо с верхним фланцем или поверх него, в этом случае рекомендуется минимальное покрытие 30 мм.

USFB, поперечное сечение
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

USFB изготовлен из стандартных прокатных профилей и доступен с шагом в 1 мм. Как правило, они имеют глубину 150–300 мм, их размеры и дизайн разрабатываются с использованием свободно доступного программного пакета Westok Cellbeam на основе требований каждого отдельного проекта, решетки пола и т. Д. Программное обеспечение выполняет все необходимые структурные проверки, включая проверку на кручение на этапе строительства.USFB могут экономично пролетать до 10 м со структурной глубиной, которая очень выгодна по сравнению с R.C. плоские плиты. Таким образом, они популярны во многих секторах, особенно в образовании, коммерции и жилом секторе.

«Plug Composite Action» может быть задействовано для USFB, что было продемонстрировано с помощью полномасштабных лабораторных испытаний, для дальнейшего повышения пропускной способности секции. Чтобы задействовать «Plug Composite Action», необходимо принять следующие детали:

• Композитные плиты с металлическим настилом: бетонная заливка вровень с верхним фланцем или над ним
• Сборные железобетонные изделия, как правило: минимальный верхний уровень 50 мм с верхним фланцем или над ним
• Пустотные блоки: каждые 2 ядра ^и выломаны, заполнены бетоном и армированы через ячейку
• Монолитные плиты: бетонный бетон на уровне с (или выше) верхним фланцем

[вверху] Ресурсы

• SCI P287, Проектирование композитных балок с использованием сборного железобетона, 2003 г. (Обновленная версия этой публикации, соответствующая Еврокоду, P401, доступна в SCI)
• SCI P354, Расчет полов с учетом вибрации.Новый подход, переработанное издание, 2009 г.
• SCI P372, Акустическая обработка стальных конструкций, 2008 г.
• SCI P300, Композитные перекрытия и балки с использованием стальных перекрытий: передовой опыт проектирования и строительства (пересмотренное издание), 2009 г.
• SCI P375, Расчет огнестойкости зданий со стальным каркасом, 2012 г.
• SCI P401, Расчет композитных балок с использованием сборных железобетонных плит в соответствии с Еврокодом 4, доступен в SCI
• SCI AD410, Заливка бетона до постоянной толщины или до постоянной плоскости, 2017
• SCI Инструмент для прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен
• Калькулятор реакции пола

[вверху] См. Также

Системы полов — SteelConstruction.info

Цель этой статьи — выделить требования, которые могут существовать для данного проекта здания, и показать, как эти требования должны побуждать проектировщика к наиболее подходящему и рентабельному выбору системы полов.

Ассортимент стальных напольных систем представлен в общих чертах, с указанием преимуществ и недостатков каждой системы, чтобы их можно было сравнить с требованиями конкретного проекта. В статье не рассматриваются технические подробности о различных типах композитных, длиннопролетных и неглубоких перекрытий.

[вверху] Что определяет выбор системы пола?

У разных зданий разные требования, поэтому неудивительно, что не существует наиболее подходящего решения, подходящего всем. Очевидно, что требования различаются в зависимости от типа использования, но есть также некоторые более тонкие вопросы, которые следует учитывать, и они выделены ниже.

Не следует забывать, что при рассмотрении использования по назначению может быть целесообразно обратить внимание на другое использование в будущем — многие решения из стали предлагают гибкость, которая может привести к высоким уровням устойчивости в течение всего срока службы здания.

[вверх] Простота и знакомство

Как правило, проектировщики должны выбирать наиболее простое решение, отвечающее требованиям проекта. Вообще говоря, самое простое решение также будет наиболее распространенным, и знакомство с ним упростит процессы проектирования, изготовления и монтажа, поскольку не требуется нового обучения.

В контексте систем стальных полов простота также означает меньшие трудозатраты и затраты. Например, простейшее решение — сплошная балка двутаврового сечения с перемычкой в ​​противоположность ферменной конструкции; меньше конструктивных элементов, меньше изготовления, меньше поверхностей, подлежащих противопожарной защите, и меньше времени на проектирование.

Стоит добавить, что эта философия «простое — лучшее» также распространяется на рамы в целом — простая скрепленная рама обычно будет более экономичным решением, чем, скажем, стойкая к моменту рама.

[вверх] Скорость строительства

Для некоторых проектов необходимость сокращения до минимума времени строительства (на месте) может играть определяющую роль. Действительно, время часто является одним из ключевых факторов при выборе стального решения.Потребность в скорости может быть вызвана, например, перерывами на каникулы в учебных заведениях или получением дохода (например, в зданиях розничной торговли). Это может привести к рассмотрению вариантов, которые сводят к минимуму «мокрые» операции на месте (использование сборных перекрытий), сводят к минимуму количество подъемных кранов и предоставляют рабочие площадки во время строительства (профилированный стальной настил), и которые не требуют подпорки между этажами.

[вверх] Интеграция услуг

Услуги, интегрированные в конструкцию перекрытия

Объем услуг, необходимых в здании, явно зависит от конечного использования — больницы являются очевидным примером здания с высоким уровнем обслуживания — и философии проектирования, принятой инженером по обслуживанию, например.грамм. с кондиционером, естественной вентиляцией и т. д.

Когда нужно разместить много служебных каналов, может быть полезно принять решение для пола, которое обеспечивает плоский потолок, чтобы максимизировать гибкость при прокладке этих каналов под несущим полом. Эти воздуховоды также можно будет легко удалить и / или заменить для удовлетворения будущих потребностей.

Решения, обеспечивающие плоский потолок, также не позволяют использовать большие пролеты. Таким образом, альтернативой в здании, которое одновременно с высоким уровнем обслуживания и требует длиннопролетных этажей, является интеграция услуг в пределах глубины балки (как показано справа), так что общая глубина несущего пола плюс зона обслуживания сводится к минимуму.

[вверх] Потребность в адаптируемом пространстве

Открытая площадь пола, обеспечивающая гибкость и адаптируемость пространства

Одним из давно признанных преимуществ конструкции стального каркаса является ее способность преодолевать значительные расстояния. Это особенно верно, когда принимаются композитные решения, учитывая эффективность этой формы строительства. Эта способность перекрытия позволяет свести к минимуму количество внутренних несущих стен и колонн — можно создать открытые пространства пола или использовать ненесущие перегородки (которые легко перемещать) для формирования (временных) отдельных участков.Адаптивность может быть более устойчивой, чем модная в настоящее время тема деконструкции, для которой сталь также подходит. В последние годы ряд офисных зданий со стальным каркасом был реконструирован для размещения жилых единиц.

[вверх] Требования к дневному освещению

«Глубокие» планы этажей могут означать, что, например, офисные работники находятся далеко от естественного освещения. Тогда решения с большими пролетами могут быть не самым подходящим решением для определенных ситуаций, скорее, конструкция с короткими пролетами (например, с использованием неглубоких полов) с внутренним атриумом может обеспечить более подходящую внутреннюю среду.Дизайнер должен искать лучший компромисс.

[вверх] Эстетика

Если используются подвесные потолки, эстетика потолка данной структурной системы перекрытий явно не имеет значения. Тем не менее, ряд клиентов в последнее время искали открытые потолочные перекрытия, открытые в первую очередь для того, чтобы обнажить тепловую массу пола. В этом случае потолок также должен быть привлекательным визуально. В некоторых случаях присутствие выступающих балок, прерывающих перекрытие, может не приветствоваться, хотя также верно, что может быть желательна выраженная структура.Поэтому в зависимости от конкретных требований может быть уместен ряд вариантов со стальным каркасом.

[вверх] Акустика

Динсгейт, Манчестер — офисная техника в многоквартирном доме

Скорость, с которой они могут быть построены, в сочетании с отличными эксплуатационными характеристиками, была одной из причин, по которой стальные конструкции с композитными полами сыграли такую ​​центральную роль в бума на рынке многоэтажных офисов в Великобритании в конце 1980-х годов. и 1990-е годы.Когда несколько лет спустя дизайнеры захотели перенести эту технологию в жилые дома, было признано, что, возможно, самая большая разница в требованиях связана с акустикой.

Хорошая детализация необходима, чтобы избежать проблем с флангом, когда звук распространяется вокруг барьера (например, пола), проходя через прилегающую стену. Пример в соответствии с инструкциями, приведенными в SCI P372, показан ниже. SCI также разработала инструмент прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен, чтобы помочь дизайнерам и архитекторам.

Многочисленные многоквартирные дома были построены с использованием стальных каркасов с сочетанием хорошей деталировки и запатентованной продукции, используемой для фальшполов и т. Д., Обеспечивающих необходимый уровень производительности. Динсгейт в Манчестере был одним из первых примеров такой «передачи технологии» (см. Справа).

[вверху] Огнестойкость

Требования к огнестойкости зависят от назначения и высоты (этажности) здания.Обычно от 60 до 120 минут. Наиболее распространенное решение, принятое для обеспечения огнестойкости, — это защита стальных элементов, чтобы они оставались при достаточно низкой температуре (учитывая, что некоторая потеря прочности стали при повышении температуры допустима, поскольку нагрузки при пожаре меньше, чем нагрузка окружающей среды). Часто используются вспучивающиеся покрытия (вещества, подобные краске, которые расширяются с температурой, образуя изоляционный слой). Если стальные элементы заделаны в бетон, это может обеспечить необходимую изоляцию.Другие варианты включают защиту доски и использование цементного спрея.

В качестве альтернативы, когда применяется подход «пожарной техники», стальные элементы проектируются так, чтобы они были достаточно прочными, даже когда прочность материала была потеряна из-за воздействия огня, чтобы выдерживать соответствующие уровни нагрузки. Доступно подробное руководство, основанное на полномасштабных огневых испытаниях целых зданий (SCI P375)

[вверху] Тепловая масса

Открытые бетонные полы, опирающиеся на стальные балки и используемые для обеспечения тепловой массы

Обеспечение достаточной тепловой массы — важная часть решения для здания с низким энергопотреблением.Масса обеспечивает теплоотвод, который поглощает тепло в течение дня, а затем в сочетании с естественной вентиляцией тепло отводится в более прохладное ночное время. Композитные плиты перекрытия могут даже иметь встроенные водоводы для облегчения этой продувки. Важно, чтобы тепловая масса была открыта — поэтому подвесные потолки могут быть проблемой, как и гипсокартон, прикрепленный мазками к массивным стенам. Горизонтальные элементы (перекрытия) намного эффективнее обеспечивают массу, чем вертикальные элементы.

При принятии решения о необходимой массе важно учитывать структуру размещения здания. Массивные конструкции могут поглощать много тепла, но они также обеспечивают инерцию, когда нужно, чтобы здание быстро нагревается. Существует распространенное заблуждение, что лучше всего очень массивное здание.

[вверху] Жесткость пола

Жесткость необходима для обеспечения правильного поведения пола с динамической точки зрения, тем самым обеспечивая комфорт пользователя. Это сложный вопрос, поскольку реальная проблема заключается в том, как пол реагирует (с точки зрения ускорения), и это функция ряда переменных, включая жесткость и мобилизуемую массу.Традиционный подход, который считается грубым, к проектированию пола, который реагирует приемлемо, состоит в том, чтобы проверить его собственную частоту и сравнить ее с предельным значением (которое является функцией массы пола). Рекомендуется более тщательный подход, который часто дает хорошие, т.е. менее консервативные, но удовлетворительные результаты. См. SCI P354.

Также доступен веб-калькулятор отклика пола, который позволяет проектировщикам немедленно оценить динамический отклик напольного покрытия.Программное обеспечение сообщает о результатах примерно 19 000 компоновок сетки пола, нагрузки и размера пролета, которые были исследованы с помощью анализа методом конечных элементов. Результаты этого программного обеспечения обеспечивают улучшенное предсказание динамического отклика по сравнению с «ручным методом» в SCI P354. Программное обеспечение можно использовать для изучения полных или частичных планов этажей, сравнивая альтернативные варианты расположения балок.

Требуемое поведение зависит от функции данного здания / помещения.Некоторые применения менее устойчивы к движениям пола (например, операционная). Некоторые виды использования (например, спортзал в офисе) с большей вероятностью вызовут проблемы и требуют особого внимания.

[вверх] Деконструкция

В последние годы ведутся серьезные споры по поводу деконструкции. Возможность демонтировать здание и снова использовать компоненты в другом месте явно привлекательна с точки зрения устойчивости, и сталь поддается такому решению. С этим подходом связаны некоторые логистические проблемы (как найти «использованный» компонент, который соответствует вашим потребностям), но их, несомненно, можно преодолеть с помощью правильных драйверов.Также могут возникнуть проблемы, связанные с эффективным использованием материалов — объединение материалов в составные формы конструкции позволяет максимально использовать различные атрибуты отдельных материалов, но может затруднить их разделение для повторного использования.

В будущем разумеется, что на повестке дня стоит деконструкция.

[наверх] Стоимость

Как отмечалось выше, если драйверы для конкретного проекта не предполагают принятие более сложной альтернативы, следует выбрать наиболее простое решение, которое обычно оказывается наиболее экономически эффективным.

Стоимость — это основополагающий фактор при выборе системы каркаса и пола. В конце 2016 года BCSA и Steel for Life поручили AECOM провести серию сравнений затрат для офисных, образовательных, жилых / многофункциональных, торговых и промышленных зданий на основе реальных зданий. Выбранные здания изначально были частью исследования Target Zero, проведенного консорциумом организаций, включая Tata Steel, AECOM, SCI, Cyril Sweet (теперь Currie & Brown) и BCSA в 2010 году, чтобы предоставить рекомендации по проектированию и строительству экологически безопасных, низко- и низкоуровневых зданий. здания с нулевым выбросом углерода в Великобритании.

Сравнения затрат, представленные в серии «Costing Steelwork», обновляют модели затрат, разработанные для проекта Target Zero, и предоставляют актуальные данные о стоимости альтернативных решений каркаса, рассматриваемых для каждого из пяти типов зданий.

Сравнительные исследования затрат показывают, что для различных типов зданий, на схожей основе, решения для стальных каркасов и перекрытий являются весьма конкурентоспособными. Исследования также подчеркнули важность учета общей стоимости здания, а не только стоимости структурного каркаса, поскольку выбор структурного каркаса и конфигурации пола окажет соответствующее влияние на многие другие элементы, включая каркас, крышу и внешнюю облицовку.

[вверх] Преимущества различных напольных покрытий

[вверху] Варианты перекрытий

[вверх] Композитные плиты

Настил на стальной раме

Композитные плиты, состоящие из слегка армированного бетона, отлитого на профилированном стальном настиле, являются вариантом, независимо от того, расположены ли балки вниз или встроены в глубину плиты для конструкции неглубокого перекрытия. Плиты обычно армируются с помощью верхнего слоя сетки и, иногда, дополнительных стержней в желобах (обычно для более длительных периодов огнестойкости и высоких нагрузок).Также можно использовать армирование волокном. Пролет до 4,5 м достигается при использовании профнастила трапециевидной формы (глубина 80 мм). Существуют также некоторые так называемые глубокие профили настила (глубиной более 200 мм), которые могут охватывать 6 м или около того без подпорки во время строительства.

Композитные плиты — отличный выбор, когда важна скорость строительства. Связки настила поднимаются на стальную конструкцию для распределения вручную. Количество необходимых крановых подъемников по сравнению с альтернативой сборному железобетону значительно сокращается.Возможность складывать элементы настила в связки также сокращает время и расходы на транспортировку.

Во время строительства настил дает другие преимущества с точки зрения использования в качестве рабочей площадки для хранения материалов. При правильной ориентации и закреплении на стальных балках он может удерживать их от бокового продольного изгиба при кручении. См. SCI P300.

Композитные напольные системы

В конечном состоянии ребра настила служат в качестве образователей пустот в плите, тем самым снижая вес конструкции перекрытия за счет преимуществ, которые она может иметь.Также возможно подвешивать службы к потолку композитной плиты с помощью анкеров, которые предназначены для прорези в профиле настила.

Для контроля уровня бетона во время строительства можно использовать ряд методов. В принципе, бетонная глубина может оставаться постоянной или верхняя поверхность может оставаться ровной. В зависимости от того, какой из них будет выбран, вес бетона будет варьироваться, поэтому важно, чтобы дизайнер четко общался с командой сайта. См. SCI AD410. Также доступны дополнительные инструкции по установке металлического настила.

Когда требуется открытый потолок — для воздействия на тепловую массу — можно использовать теплопрозрачный подвесной потолок. Дополнительная площадь поверхности перекрытия, создаваемая настилом (в отличие от плоской бетонной поверхности), может быть полезной.

[наверх] Сборные блоки

Монтаж сборных плит перекрытия на стальной раме
(Изображение любезно предоставлено компанией Severfield (Design & Build) Ltd.)

Сборные железобетонные блоки могут использоваться вместе со стальными балками.Блоки могут быть сплошными или пустотелыми, с коническими или отвесными концами. Обычно они предварительно напряжены. Балки также могут быть конструктивно соединены с блоками перекрытий, чтобы сделать их «составными», при условии соблюдения определенных правил детализации, чтобы гарантировать, что стальная секция и бетон (покрытие на месте плюс сборные блоки) действуют вместе. SCI P401 дает дополнительную информацию по этому поводу.

Полы из сборных железобетонных изделий имеют ряд преимуществ. Возможность перекрытия блоков такова, что расстояние между второстепенными балками может быть увеличено (по сравнению с использованием традиционных профилей настила).Система строительства наиболее эффективна для решетчатых колонн размером примерно 9 м на 9 м. В квартирах предусмотрен плоский потолок.

Для полуоткрытых помещений, таких как автостоянки, сборные железобетонные элементы могут быть более долговечной альтернативой, чем стальной настил (хотя при правильной деталировке и покрытиях, безусловно, можно использовать настил в таких приложениях).

Сборные полы

[вверх] Балочные перекрытия

Профнастил трапециевидный на балки перекрытия

Самый распространенный тип композитной балки — это такая, в которой композитная плита располагается поверх опорной балки и соединяется с помощью приварных срезных шпилек через настил.Эта форма конструкции имеет ряд преимуществ — настил действует как внешнее армирование на этапе композитного монтажа, а на этапе строительства — как опалубка и рабочая площадка. Он также может обеспечивать поперечное ограничение балок во время строительства. Настил поднимается на место пучками, которые затем вручную распределяются по площади пола. Это значительно снижает подъемные силы крана по сравнению с альтернативой на основе сборных железобетонных конструкций.

Дополнительные указания по практическим аспектам размещения настилов можно найти в руководстве по передовой практике SCI P300.

Другой распространенный тип композитной балки — это балка, в которой, как и в случае с традиционным несоставным стальным каркасом, сборная бетонная плита располагается поверх верхней полки стальной балки. Эффективный диапазон пролета для этого типа решения составляет от 6 до 12 м, что делает его конкурентом для ряда вариантов бетонных полов. Особая детализация требуется для соединения, работающего на сдвиг, когда используются сборные элементы, чтобы корпус сборных элементов мог быть мобилизован как часть бетонного компрессионного фланца.См. SCI P401 для получения дополнительной информации.

[вверх] Балка длиннопролетная

Существует ряд вариаций идеи балок перекрытия для удовлетворения потребностей в длинных пролетах. Использование длиннопролетных балок дает ряд преимуществ, включая гибкость внутреннего пространства без колонн, снижение затрат на фундамент и сокращение времени возведения. Многие решения с большими пролетами также хорошо адаптированы для облегчения интеграции услуг без увеличения общей глубины этажа.

[вверх] Полы неглубокие

Система USFB
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Неглубокие этажи предлагают ряд преимуществ, таких как минимизация общей высоты здания для заданного количества этажей или максимальное количество этажей для заданной высоты здания.Кроме того, достигается плоский потолок — отсутствуют перерывы, характерные для балок нижнего этажа, — что дает полную свободу при распределении услуг под полом. Эти преимущества следует рассматривать в контексте конкретного проекта, чтобы определить, когда они наиболее подходят.

Мелкость перекрытий достигается за счет размещения плит и балок в одной зоне. Это достигается за счет использования асимметричных стальных балок с более широким нижним фланцем, чем верхний фланец, что позволяет плите располагаться на верхней поверхности нижнего фланца с надлежащей опорой, а не на верхней поверхности верхнего фланца, как это бывает с балками нижней стойки.Плита перекрытия может быть в виде сборной бетонной плиты или композитной плиты с металлическим настилом (может использоваться как неглубокий, так и глубокий настил). Дополнительным преимуществом является то, что некоторые формы конструкции неглубокого перекрытия по своей сути обеспечивают композитное взаимодействие между балками и плитой, тем самым повышая эффективность конструкции.

Доступен ряд решений для неглубоких перекрытий, в том числе балки для неглубоких перекрытий (USFB) от Kloeckner Westok.

• USFB с сборными плитами из холлокора
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

• USFB с глубоким настилом
  (Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

Kloeckner Metals UK Система USFB компании Westok состоит из неглубокой асимметричной ячеистой балки Westok с арматурой, проходящей через ячейки для закрепления плиты на балке.Эта простая деталь обеспечивает простую и экономичную деталь непропорционального обрушения, а также используется для сопротивления скручиванию в конечном состоянии. Для композитных плит с металлическим настилом арматура укладывается в желоба металлического настила. В случае пустотных плит арматура размещается в альтернативных сердцевинах сборного железобетона. Чтобы ограничить верхний фланец USFB на нормальном этапе, бетон на месте следует заливать заподлицо с верхним фланцем или поверх него, в этом случае рекомендуется минимальное покрытие 30 мм.

USFB, поперечное сечение
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

USFB изготовлен из стандартных прокатных профилей и доступен с шагом в 1 мм. Как правило, они имеют глубину 150–300 мм, их размеры и дизайн разрабатываются с использованием свободно доступного программного пакета Westok Cellbeam на основе требований каждого отдельного проекта, решетки пола и т. Д. Программное обеспечение выполняет все необходимые структурные проверки, включая проверку на кручение на этапе строительства.USFB могут экономично пролетать до 10 м со структурной глубиной, которая очень выгодна по сравнению с R.C. плоские плиты. Таким образом, они популярны во многих секторах, особенно в образовании, коммерции и жилом секторе.

«Plug Composite Action» может быть задействовано для USFB, что было продемонстрировано с помощью полномасштабных лабораторных испытаний, для дальнейшего повышения пропускной способности секции. Чтобы задействовать «Plug Composite Action», необходимо принять следующие детали:

• Композитные плиты с металлическим настилом: бетонная заливка вровень с верхним фланцем или над ним
• Сборные железобетонные изделия, как правило: минимальный верхний уровень 50 мм с верхним фланцем или над ним
• Пустотные блоки: каждые 2 ядра ^и выломаны, заполнены бетоном и армированы через ячейку
• Монолитные плиты: бетонный бетон на уровне с (или выше) верхним фланцем

[вверху] Ресурсы

• SCI P287, Проектирование композитных балок с использованием сборного железобетона, 2003 г. (Обновленная версия этой публикации, соответствующая Еврокоду, P401, доступна в SCI)
• SCI P354, Расчет полов с учетом вибрации.Новый подход, переработанное издание, 2009 г.
• SCI P372, Акустическая обработка стальных конструкций, 2008 г.
• SCI P300, Композитные перекрытия и балки с использованием стальных перекрытий: передовой опыт проектирования и строительства (пересмотренное издание), 2009 г.
• SCI P375, Расчет огнестойкости зданий со стальным каркасом, 2012 г.
• SCI P401, Расчет композитных балок с использованием сборных железобетонных плит в соответствии с Еврокодом 4, доступен в SCI
• SCI AD410, Заливка бетона до постоянной толщины или до постоянной плоскости, 2017
• SCI Инструмент для прогнозирования акустических характеристик для разделения полов и стен
• Калькулятор реакции пола

[вверху] См. Также

В чем разница между балкой и балкой?

Глядя на несущий пол, можно заметить, что каркас состоит как из балок, так и из балок.Эти части кажутся похожими — обе являются длинными горизонтальными элементами конструкции. Так в чем же разница между балкой и балкой?

Балки и балки имеют много общего, но различаются по размеру и роли. . Балки небольшие, многочисленные и опираются на балку. Балки большие, их немного, и они опираются на фундамент, столбы или стену.

Балки предназначены для того, чтобы нести и распределять основные структурные нагрузки системы перекрытий на опоры, стены или колонны ниже.С другой стороны, балки обеспечивают вторичную опору . Их больше, и они расположены ближе друг к другу, чем лучи.

Давайте углубимся немного глубже, чтобы увидеть, в чем они одинаковые и чем они отличаются.

В чем сходство балок и балок

Наиболее очевидное сходство балок и балок состоит в том, что оба являются горизонтальными элементами конструкции . То есть балки и балки представляют собой детали, которые лежат ровно, а не вертикально. Обе простираются на большие расстояния.Нагрузка на балки и балки прикладывается под прямым углом к ​​длине пролета. Другой способ сказать, что балки и балки выдерживают нагрузку, давящую на длинную прямую сторону.

Технически балки являются разновидностью балок. Мы используем два разных имени, потому что они выполняют несколько разные роли. Различные работы означают, что вам нужны разные материалы или конструкции, чтобы получить максимальную производительность от ваших балок и балок. Давайте посмотрим на конкретные задачи, которые они выполняют, чтобы понять разницу.

Что делают Beams

Балки несут нагрузку на столбы, стены или фундамент . Основная масса конструкции приходится на балки. Балки переносят нагрузку на вертикальные элементы, которые находятся на земле или в земле. Поскольку балки являются основными носителями веса, они обычно намного более прочны, чем балки. Балки в здании могут быть стальными, деревянными или комбинированными из пиломатериалов.

Стальные балки прочнее деревянных, но и дороже.Стальные балки обычно используются в больших зданиях, спроектированных инженерами или архитекторами. Дерево используется для изготовления балок в домах и небольших конструкциях. Если вы найдете сталь в доме или небольшом строении, это почти всегда будет балка, а не балка.

Комбинированные балки изготавливаются путем соединения нескольких кусков размерной древесины вместе для образования более длинной и прочной балки. Размер деревьев ограничивает размер габаритного бруса для изготовления балок. Когда требуется более прочная или длинная балка, комбинируют пиломатериалы двух размеров.Комбинированные балки обычно делают двойной толщины для дополнительной прочности. Большая длина достигается за счет расположения стыков между более короткими досками так, чтобы каждый стык перекрывался прочной древесиной с другой стороны.

Создание более сильных балок

К сожалению, комбинированные балки тяжелые, и их прочность все же ограничена габаритными размерами бруса. Спроектированные балки должны быть легче и прочнее комбинированных. Деревянные балки получают прочность от своей глубины.То есть балка глубиной шесть дюймов сильнее четырехдюймовой балки. Оба они слабее восьмидюймовой балки. Размерный брус ограничивает глубину балки до двенадцати дюймов.

Балки Flitch — это особый вид комбинированных балок. Они используют лист стали, зажатый между двумя кусками габаритной древесины. Эти балки приобретают прочность за счет стали, а два куска пиломатериала помогают балке сопротивляться изгибу. Фальцевальные балки прочнее комбинированных.

Спроектированные балки

Спроектированные балки могут быть еще глубже и прочнее.Эти балки имеют поперечное сечение в форме заглавной буквы «I» (с засечками). Корпус «И» изготовлен из фанеры. Из фанеры можно делать практически любую глубину, поэтому балка может быть солидной. Толщина фанеры не обязательно должна быть такой же, как у габаритных пиломатериалов. Это создает фанерную балку, которая легче и прочнее, чем сплошная балка.

Проблема с фанерой в том, что она прогибается в тонком направлении. Он более устойчив к вертикальной нагрузке, но может покачиваться по горизонтали.Вот тут-то и пригодится размерная древесина. Верх и низ буквы «I» сделаны из досок 2 × 4 с пазами для крепления фанеры. Теперь сгибание фанеры контролируется 2 × 4, при этом она сохраняет свою вертикальную прочность. Эти балки можно сделать намного длиннее габаритных балок из пиломатериалов.

Что делают балки

Балки — это особый вид балок, которые поддерживают широкую плоскую поверхность. Они находятся под полом или под крышей. Балки никогда не бывают одни — их всегда будет много вместе.Расстояние между балками невелико — стандарт в каркасных домах составляет шестнадцать дюймов друг от друга. Балки обычно соединяются с балками с обоих концов. Балки будут либо располагаться сверху балки, либо прикрепляться вдоль балки.

В жилищном строительстве перекрытия почти всегда изготавливаются из габаритного бруса. Они могут быть того же размера, что и балка, или меньше. Эмпирическое правило для каркасных зданий состоит в том, что расстояние, на которое может проехать 2х балка в футах, равно ее глубине в дюймах.То есть 2 × 4 может охватывать четыре фута; 2 × 6 может охватывать шесть футов; 2 × 12 может пролететь до двенадцати футов.

Связывая вместе

После того, как балки выложены, они покрываются обшивкой . Обшивка обычно представляет собой фанеру, которую кладут на балки, чтобы сделать черновой пол или настил крыши. Балки удерживают обшивку, а обшивка укрепляет балки и предохраняет их от прогиба.

Чем они отличаются?

Балки — основные конструктивные элементы.Они выдерживают основной вес стен, полов или крыш. Балки — одни из самых важных частей конструкции. Балки опираются на балку. Они могут быть меньше, да и балок наверняка будет больше. Балки находятся только под значительными элементами, а балки перекрывают под крышей или полом. Вот быстрое сравнение:

Элемент	Балка	Балка
Направление	По горизонтали	По горизонтали
Размер	Больше 909 909 909 909 909 Больше 909
Придерживается	Вертикальный элемент	Балка
Изготовлен из	Сталь, Габаритные пиломатериалы, Строительные пиломатериалы	Габаритные пиломатериалы, сталь

Что насчет других строительных частей?

Помимо балок и балок, вы иногда можете услышать о других элементах, поддерживающих крышу или пол.К ним относятся стропила, прогоны и фермы. Чем они отличаются от балок и балок?

Стропила похожи на балки, но расположены под углом. Как и балки, стропила многочисленны и поддерживаются балкой. Балки всегда горизонтальные. Стропила можно найти только в конструкциях крыш, а не под полом.

Прогоны — это перекладины, поддерживаемые стропилами. Они предоставляют больше места для крепления настила крыши. Они также помогают придать жесткости крыше.

Фермы — это комбинированные конструкции, состоящие из балок, стропил, балок и прогонов.Ферма — это название, данное полной сборке элементов, поддерживающих наклонную крышу. Когда строятся новые дома, ферма может быть собрана на месте из размерной древесины, или предварительно собранные фермы могут быть доставлены и установлены наверху здания.

Заключительные ноты

Балки и балки похожи друг на друга, но играют разные роли в здании. Знание разницы поможет вам более ясно говорить о строительстве и поможет понять процесс строительства конструкции.

Балка против балки против балки: в чем разница?

Может быть, вы слышали, что люди ссылаются на балки перекрытий, на главную балку дома или даже на балку дома. Со всей этой терминологией легко запутаться с названиями структурных компонентов дома. Когда дело доходит до балки, балки и балки, в чем разница?

Балка и балка являются типами балок. Термин «балка» — это общий, всеобъемлющий термин, который относится к конструктивному элементу в конструкции, которая поддерживает крышу или пол над ней.Балка — это основная несущая балка в конструкции, поддерживаемая стойками. Балка — это элемент конструкции, поддерживаемый балками.

Таким образом, главная балка в вашем доме — это не просто «основная балка» — это балка балки. А балки перекрытия в вашем доме — это не просто «балки», а технически «балки». Простое использование термина «балка» не совсем правильно, когда речь идет о любом структурном элементе вашего дома.

В этой статье мы рассмотрим различные примеры балок и балок, а также другие типы балок, которые можно найти в домах и других обычных конструкциях.Мы также обозначим различия между ними, чтобы вы больше никогда не перепутали балку с балкой или балкой!

Балка против балки против балки: ключевые моменты

Прежде чем перейти к деталям, давайте рассмотрим основные различия между балками, балками и балками. Главное помнить, что балки и балки . Под балкой понимается горизонтальный несущий элемент конструкции.

Что такое балка?

Балка — это горизонтальный несущий элемент конструкции.Балки не следует путать со стойками, которые являются вертикальными и поддерживают балку. Во всех домах есть балки, и в большинстве домов будет много разных типов балок, включая балки, балки и коллекторы.

Балки несут все динамические и статические нагрузки в конструкции и передают их поддерживающим ее элементам конструкции. Балка может поддерживаться другой балкой или вертикальными стойками. В случае балок нагрузки передаются на другую балку — балку. Коллекторы, перекрывающие проемы, передают нагрузки на каркас стен — стойки, которые передают нагрузки на балки, которые передают нагрузку на балки и вниз на стойки.

Балки встречаются во всех частях дома, от подвалов до чердаков, и могут иметь или не иметь конкретных имен, которые отличают их от других балок. Например, каркас стойки 2 × 4 будет иметь 8-дюймовые вертикальные стойки, увенчанные горизонтальной стойкой как часть каркаса стены. Технически верхняя шпилька представляет собой балку, но у нее нет названия.

Но если у вас есть стропила, все стропила соединяются в коньковую балку. Коллекторы охватывают пространство над окнами и дверями, передавая нагрузки над ними на вертикальные стойки по обе стороны от проема.У этих балок есть конкретные названия. Независимо от типа балки, все они создают нагрузки на опорные элементы под ними.

Типы балок

При изготовлении балки используются разные материалы. Основным фактором является то, какой тип балки изготавливается и в каком виде конструкции. Мосты и крупные коммерческие объекты будут использовать почти исключительно сталь. С другой стороны, в большинстве домов используются балки, которые представляют собой какой-то типоразмерный пиломатериал.Давайте посмотрим на различные типы материала балки ниже:

• Деревянная балка. Деревянная балка — это балка, полностью сделанная из цельного куска дерева. Обычно они выставляются как эстетический элемент в дополнение к поддержке нагрузки. В старых домах также будут балки из деревянных балок, поддерживающие балки.
• Сталь. Стальные балки, такие как двутавровые или Z-образные балки, используются в качестве балок или балок с открытыми перемычками в коммерческих и промышленных целях. Во многих домах используются двутавровые балки, которые отличаются исключительной прочностью и требуют меньшего количества вертикальных стоек.
• Разработано . В конструкционных балках используются деревянные изделия заводского изготовления или габаритные пиломатериалы в качестве ферм для создания балок, используемых в качестве балок, балок или других типов балок. Чаще всего они встречаются при строительстве балок дома.
• LVL . LVL, известный как «клееный брус», преимущественно используется в балках домов. LVL очень похож на фанеру, за исключением того, что каждый слой дерева ориентирован одинаково, в отличие от фанеры. Равномерная ориентация каждого слоя на балке LVL позволяет изготавливать балки большей длины, позволяя создавать балки любой длины.
• Flitch. В балке из стального листа используются стальные пластины в сочетании с габаритными пиломатериалами для создания сверхпрочной балки. Часто сталь будет зажата между двумя кусками пиломатериала или соединена с одним куском с помощью болтов. Иногда вместо стали используют фанеру. Фальш-балки используются в балках, балках и перекрытиях в домах.
• Комбинированный размер. В этих балках используется несколько кусков размерной древесины, чтобы перекрывать большие расстояния и выдерживать большие нагрузки.Их часто объединяют в пару или втрое, прибивают или скрепляют вместе болтами и смещают в шахматном порядке, чтобы максимизировать прочность древесины. Они используются в основном в качестве балок в домах.

Что такое балка?

Балка — это вторичная горизонтальная опорная балка. В доме он поддерживает все черновые полы дома и всегда поддерживается балкой или балками. Балки балки всегда будут проходить перпендикулярно балке фермы.

Балки балок изготавливаются из стали, габаритных пиломатериалов, LVL или конструкционных пиломатериалов.В некоторых домах фермы популярны для использования в качестве балок. Они по-прежнему считаются балками балок, поскольку каждая ферма действует как балка балки, поскольку она все еще поддерживается балкой балки.

В то время как многие дома в настоящее время строятся с использованием латунных балок или инженерных балок, наиболее распространенной балкой перекрытий для дома является размерная древесина. Обычная ширина размерной древесины, используемой в конструкции балок, составляет 2 × 8, 2 × 10 или 2×12. Обычно они отстоят друг от друга на 16, 19 или 24 дюйма.

Типы балок

• Балки перекрытия — балки перекрытия поддерживают черновой пол перекрытия с динамической нагрузкой в ​​конструкции.Они спроектированы так, чтобы выдерживать весь собственный вес — то есть вес неподвижной конструкции над ней — плюс вес любых «живых» нагрузок, таких как люди или мебель, которые могут перемещаться в пространство выше или выходить из него. Они поддерживаются балкой, которая проходит перпендикулярно балкам под ними.
• Потолочные балки — эти балки выдерживают нагрузки на крышу и являются последними горизонтальными опорами в доме перед тем, как начнется возведение крыши. Они переносят кровельные нагрузки с крыши на каркас по периметру дома.
• Ободные балки — эти балки крепятся перпендикулярно концам балок пола. Они предохраняют балки пола от коробления и переносят нагрузки по периметру вашего дома над балками, чтобы отдельные балки не прогибались. Несмотря на то, что они не несут прямую нагрузку, они работают в тандеме с балками пола, чтобы улучшить их работу.

Несущие ли балки?

Да, балки перекрытия несущие. Балки перекрытия выдерживают постоянную нагрузку на черновой пол и каркас над ним.Они также несут все временные нагрузки на пол или перекрытия выше. Балки принимают на себя нагрузки, расположенные выше, и отправляют их либо на балку балки, либо на боковые стены, которые могут быть шпильками — пиломатериалами — или бетонными стенами, если это подвал — блочными или насыпными.

Балки перекрытия и перекрытия всегда направляют нагрузки в обе стороны — наружу или внутрь — на другую балку. Балки пола на самом нижнем этаже конструкции дома посылают нагрузки на балку или фундаментные стены. Балки на всех остальных этажах создают нагрузки либо на стены по периметру — обычно 2×4 или 2x6s, — либо на центральную несущую стену, которая также является каркасом или балкой.

Длина, которую может перекрыть балка без опоры, зависит от типа материала, используемого для создания балки, и расстояния между каждой балкой. Например, перекрытия перекрытия 2 × 12, расположенные на расстоянии 12 дюймов друг от друга, могут перекрывать почти 25 футов без опоры.

Что такое ферма?

Балка — это главная балка в конструкции, поддерживающая все остальные балки. Таким образом, балка обычно является самой большой и прочной балкой в ​​любой конструкции. Балки всегда поддерживаются вертикальными стойками, что отличает их от других балок, которые всегда поддерживаются балкой.В жилищном строительстве чаще всего представляют собой габаритные пиломатериалы или стальные двутавры.

Балки фермы находятся в основании большинства домов, поддерживая каркас дома через балки перекрытия. Балки опираются непосредственно на балку и распределяют нагрузку с внешними фундаментными стенами. Балка будет поддерживаться вертикальными стойками, которые представляют собой либо стальные стойки, либо габаритные пиломатериалы. Балки также поддерживаются на обоих несущих концах бетонными фундаментными стенами.

Вы не часто слышите, чтобы домовладельцы или подрядчики называли балку дома балкой «балкой».Вместо этого они просто назовут его «дальним светом». Хотя в этом нет ничего плохого, это тоже неправильно с технической точки зрения. Основная балка в вашем доме — балка, потому что она поддерживается вертикальными стойками. Мы все чаще слышим о балках, используемых на мостах и ​​других промышленных объектах.

Виды балок в домах

Есть несколько мест в доме, где мы можем найти балку. Во-первых, как упоминалось выше, мы найдем одну, действующую как главную опорную балку в нашем доме.Мы также можем найти такую ​​на последующих этажах, если у вас есть открытая планировка и вам нужна балочная балка, чтобы охватить большое внутреннее пространство, которое, в свою очередь, поддерживает перекрытия пола или потолка над ним.

Стальной двутавр

Стальная двутавровая балка часто используется в качестве балочной балки в домах и многих других типах конструкций. Она называется двутавровой балкой, потому что ее конец имеет форму заглавной буквы «I». Это обеспечивает плоскую верхнюю и нижнюю поверхность, что делает ее идеальной для восприятия нагрузок, а также упрощает размещение столбов под ними в качестве опоры.

Стальная двутавровая балка может иметь длину до 45 футов и более, но все зависит от глубины балки. Разделите длину пролета в дюймах на 20, чтобы найти подходящую глубину балки, которая вам нужна. Ширина балки должна быть не менее глубины. В большинстве домов используются двутавровые балки стандартного размера — с меньшей стороны — и поддерживаются столбами.

Вы можете перекрыть всю длину балки с помощью опор с двутавровой балкой подходящего размера. Однако стоимость и вес такой балки могут быть непомерно высокими.Поэтому строители выберут балку меньшего размера со стойками или балку другого типа, например стальную балку с открытыми перепонками или пиломатериалы.

Доска обрезная

Балка из габаритного бруса, вероятно, является одной из наиболее часто используемых балок в домашнем строительстве. Недорого купить и быстро изготовить, вы можете легко разрезать эти балки по размеру на месте. Чтобы скрепить их вместе, достаточно гвоздей диаметром 4 или 3 дюйма. Они также невероятно прочные, если их правильно установить.

Пролет балки различается в зависимости от породы древесины, размеров пиломатериалов, размера и предполагаемой нагрузки поддерживаемой конструкции. Таблица пролета помогает определить балку подходящего размера. Вы можете объединить доски 2×8, 2×10, 2×12 с 5 досками для создания более сильных балок.

Массив дерева

Балка из цельного дерева — это просто балка из одного дерева. Вы найдете их либо в очень старых домах, либо в более новых зданиях, которые используют их как функциональную, так и эстетическую роль.В наши дни приготовьтесь платить за сплошной пиленый брус. Размерная брус такой же длины будет намного дешевле.

Балки из массивных балок могут иметь слабые места, поскольку такие дефекты, как сучки, могут снизить несущую способность балки. Во-вторых, эти балки фермы могут потрескаться или сломаться. Проверка выглядит как даже небольшие трещины в некоторых местах вдоль дерева, особенно в торцевых волокнах.

Joist vs Bean: в чем разница

Ниже мы рассмотрим конкретные различия между балкой и балкой.Помните, что балка — это тип балки, а технический термин для балки в строительстве — «балка балки», поскольку это горизонтальный несущий элемент конструкции. Балка включает в себя все горизонтальные несущие элементы, включая балки.

Балка против балки: в чем разница?

Балка фермы является основной горизонтальной опорной балкой в ​​любой конструкции. Они поддерживают балки балок и все другие балки в доме. Балки будут самой большой балкой в ​​здании, и их будет намного меньше, чем других балок в здании, например, балок.

Разница между балкой и балкой

Балки и балки связаны между собой тем, что балка всегда поддерживает балки балок. К тому же они всегда перпендикулярны друг другу. Балки перекрывают всю ширину конструкции, а балки фермы — всю длину конструкции. Хотя это правило применяется не всегда, это наиболее частые затраты для этих двух типов членов.

Балки более многочисленны. Они располагаются на балках балок и обычно находятся на расстоянии 16–24 дюймов по длине конструкции, что означает, что в 50-футовом доме может быть около 80 балок, поскольку с обеих сторон балки будут балки.В той же конструкции может быть только одна балка, поддерживаемая несколькими стойками.

Балки также меньше балок. В упомянутой выше конструкции, если бы все балки были 2х12, основная балка также могла бы быть 2х12, но с несколькими, расположенными рядом друг с другом. Популярным термином для этих балок являются балки коробчатого сечения. Коробчатые или балочные балки очень распространены в домашнем строительстве, потому что они довольно легкие, прочные, дешевые и легко режутся. Кроме того, они обеспечивают отличную опорную поверхность для балок.

Резюме балки, балки и балки

Говоря о различных компонентах каркаса вашего дома, важно отличать балку от балки от балки. Просто помните, что вы никогда не будете просто называть конкретный элемент конструкции в своем доме «балкой». Если вы это сделаете, вы можете говорить о балке или балке — или о перемычке, коньковой балке, коробчатой ​​балке или любой другой горизонтальной опоре.

Поскольку теперь мы знаем, что в доме существует много типов балок, очень важно понимать, что балочные балки являются «главной балкой» в доме и идентифицируются, потому что они всегда поддерживаются вертикальными колоннами.Балки всегда поддерживаются балкой.

Полезно знать, какую роль каждый тип балки играет в конструкции. Это упрощает поиск решений проблем, которые могут возникнуть в вашей конструкции, от шатких полов до гниющих деревянных элементов. Просто знайте, что прежде чем вы начнете работать с балкой любого типа в вашем доме, вам нужно будет учесть нагрузку, которую она поддерживает, прежде чем вы начнете работать с ней или попытаетесь ее удалить!

Наконец, когда люди говорят о балках в своем доме, попытайтесь использовать соответствующую терминологию.