Для перекрытия проёмов в каменных стенах применяют в основном . А также , выполняемые из неармированной каменной кладки .
Варианты устройства рядовых железобетонных, балочных, клинчатых и арочных перемычек в кирпичных стенах показаны на рис.2
Узлы установки элементов плитных и брусковых железобетонные перемычек в проёме со смещением под оконный или дверной блок показаны на рис.4
По выполняемой работе в кладке перемычки подразделяют на несущие и ненесущие :
- Несущие перемычки , помимо массы расположенных над ними участков кладки, несут нагрузку от перекрытий , опирающихся на эти участки кладки.
- Самонесущие (ненесущие) перемычки несут нагрузку только от собственного веса и участков кладки, расположенных над ними.
По толщине стены железобетонные перемычки набирают обычно из нескольких элементов, ширина которых кратна размерам кирпичной кладки :
- в самонесущих стенах - только из брусковых перемычек ;
- а в несущих стенах - из брусковых и одной- двух балочных перемычек , воспринимающих нагрузку от перекрытий.
Фасадную перемычку (один брус) смещают на один кирпичный ряд вниз для образования четверти под крепление оконного блока или используют перемычки фасадного типа марки ПФ (перемычки фасадные).
Для перекрытия проёмов в каменных стенах применяют в основном брусковые и плитные железобетонные перемычки , а также рядовые, клинчатые и арочные перемычки , выполняемые из неармированной каменной кладки. Оконные, дверные и другие проёмы в кладке из кирпича и камней правильной формы перекрывают перемычками различной конструкции .
Варианты установки элементов перемычек в проёмах несущих и самонесущих стен показаны на рис.3.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если для перекрытия проёма стены нельзя подобрать перемычку нужной ширины , то перемычку выполняют из двух или трёх элементов , в том числе и разнотипных (см.рис.4).
При подборе длины перемычки нужно учитывать, что их опирание на кладку стен должно быть:
- в несущих стенах - не менее 250 мм (усиленные перемычки укладывают со стороны опирания перекрытия ),
- в самонесущих - не менее 120 мм .
Под опорной частью перемычек на кирпичной кладке следует предусматривать слой раствора толщиной не более 15 мм , что должно быть указано в проекте на строительство дома.
2. Перекрытие проёмов железобетонными перемычками.
Брусковые перемычки применяют для перекрытия проёмов в несущих стенах , воспринимающих нагрузки от перекрытий, плитные - в самонесущих стенах , воспринимающих нагрузки только стены, на которую плиты не опираются .
Узел установки перемычки в проёме под оконный блок показан на рис.5
Узел установки перемычки в проёме под дверной блок показан на рис.6
устанавливают в стенах и заделывают в простенки на глубину :
- для стен - не менее 250 мм ;
- для перегородок - не менее 200 мм или арматуру диаметром 5-6 мм с запуском 300 мм .
Сборные железобетонные перемычки устанавливают в стенах в процессе кладки .
В соответствии с проектом строительства дома, в необходимых случаях , швы кладки под опорами перемычек для повышения прочности армируют сетками .
Рядовые перемычки представляют собой расположенные над проёмами и выкладываемые на опалубке участки на растворе повышенной прочности марки не ниже М-25 .
3. Перекрытие проёмов стальными перемычками.
Стальные перемычки представляют собой прокатные равнополочные или неравнополочные уголки , которые опирают на кладку не менее чем 250 мм с каждой стороны.
Вариант устройства перемычки из стальных уголков в проёме из кирпичных стен показан на рис.7
Выступающий уголок перемычки снизу и сбоку защищают оштукатуриванием по сетке или облицовкой.
В рядовых перемычках во избежание выпадения кирпичей или камней из нижнего ряда под ними укладывают слой раствора толщиной 2,0…3,0 см и арматуру - не менее одного стержня сечением 0,2 см 2 на каждые 13 см толщины стены .
4. Перекрытие проёмов кирпичными рядовыми перемычками.
Рядовые кирпичные перемычки выкладывают из отборного целого кирпича с соблюдением горизонтальности рядов и правил перевязки обычной кладки.
Высота рядовой перемычки 4…6 рядов кладки , длина на 50 см больше ширины проёма . Для кладки перемычки применяют раствор не ниже М-25 .
ВНИМАНИЕ! Участки стен между перемычками при простенках шириной менее 1 м следует выкладывать на том же растворе , что и перемычки .
В рядовых перемычках во избежание выпадения кирпичей или камней из нижнего ряда кладки под ним в слой раствора толщиной 20…30 мм устанавливают арматуру в виде одного стержня сечением не менее 20 мм 2 на каждые 130 мм толщины стены и арматуру диаметром 5…6 мм с запуском за грань проёма не менее 300 мм , обычно из расчёта по одному стержню на каждые полкирпича толщины стены , но не менее трёх стержней на перемычку, если по проекту не требуется более сильное армирование.
ВНИМАНИЕ! Концы круглых стержней пропускают за грани проёма не менее 250 мм (они должны заканчиваться крюком ), т.е. их анкеруют в кладке . Концы стержней из арматуры периодического профиля анкеровать НЕ ТРЕБУЕТСЯ .
Для проёмов шириной не более 2 м (в свету) и отсутствии сосредоточенных нагрузок от балок допускается устройство рядовых перемычек . Рядовые перемычки выкладывают с соблюдением горизонтальности рядов и правил перевязки, установленных для обычной кладки.
При ширине проёмов до 1,5 м , при условии, что высота перемычки до низа балок или плит перекрытия составляет не менее 7 рядов кирпичной кладки , устройство металлических или железобетонных брусчатых перемычек НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО. В этом случае допускается устраивать армокирпичные перемычки .
Вариант устройства армокирпичной перемычки в проёме шириной до 1,5 м для кирпичных стен показан на рис.8
Перемычки выкладывают с применением опалубки из досок толщиной 40…50 мм . По ней расстилают раствор толщиной 2…3 см , в которой затем втапливают арматурные стержни , укладываемые под нижний ряд кирпича рядовой перемычки .
Концы опалубки опираются на кирпичи, выпущенные из кладки. После снятия опалубки их срубают. Иногда концы опалубки вставляют в борозды на откосах проёмов, которые закладывают после снятия опалубки. При устройстве опалубки в проемах шириной более 1,5 м - под опалубку в середине подставляют стойку или опалубку опирают на деревянные кружала (доски, поставленные на ребро).
При кладке любых перемычек все продольные и поперечные швы обязательно целиком заполняют раствором , так как такая кладка работает не только на сжатие, но и на изгиб. При слабом заполнении раствором вертикальных швов под влиянием нагрузок сначала происходит разрушение отдельных кирпичей, а затем разрушение кладки .
5. Перекрытие проёмов кирпичными клинчатыми и лучковыми перемычками.
Клинчатые и лучковые перемычки выкладывают из обыкновенного глиняного кирпича с клинообразными швами , уложенными на ребро. Толщина этих швов должна быть внизу не менее 5 мм , вверху - не более 25 мм .
Схемы устройства кирпичных клинчатых (рис.9) и лучковых (рис.10) перемычек показаны на рисунках ниже.
До начала кладки перемычки возводят стену до уровня перемычки , выкладывая одновременно опорную её часть (пяту ) из подтёсанного кирпича. При этом шаблоном определяют направление опорной плоскости - пяты (рис.9 поз.2 и рис.10 поз.2), т.е. угол её отклонения от вертикали .
Кладку ведут поперечными рядами по опалубке , удерживаемой кружалами .
На опалубке размечают ряды кладки с таким расчётом, чтобы число их было нечётным , учитывая при этом толщину шва .
Ряды кладки в данном случае считают не по вертикали, а по горизонтали .
Центральный нечётный ряд кирпича называют замковым (рис.9 поз.1 и рис.10 поз.1). Он должен находиться в центре перемычки в вертикальном положении.
Кладку выполняют по опалубке с кружалами одновременно с двух сторон к середине. Число рядов должно быть нечётным , чтобы можно было заклинить (замкнуть) перемычку нечётным кирпичом . Правильность направления швов проверяют шнуром, укреплённым в точке пересечения сопрягающихся линий опорных частей (пят).
Пролёты неармированных каменных перемычек при марке кирпича или камня М-75 и выше не должны превышать значений , указанных в таблице 1.
Таблица 1: Максимальные пролёты перемычек.
| п/п | Марка раствора | Ед. изм. | Максимальные пролёты перемычек | |||
| рядовых | клинчатых | арочных - при высоте подъёма | ||||
| L= 1 / 8 … 1 / 12 пролёта | L= 1 / 5 … 1 / 6 пролёта | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | М-50…100 | м | 2,0 | 2,0 | 3,5 | 4,0 |
| 2 | М-25 | м | 1,75 | 1,75 | 2,5 | 3,0 |
| 3 | М-10 | м | - | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
| 4 | М-4 | м | - | 1,25 | 1,75 | 2,25 |
| Где L= длина пролёта. | ||||||
Наименьшая конструктивная высота неармированных каменных перемычек указана в таблице 2.
Таблица 2: Наименьшая конструктивная высота неармированных каменных перемычек.
| п/п | Марка раствора | Наименьшая конструктивная высота перемычек, в долях от пролёта | |||
| рядовых перемычек | клинчатых перемычек | арочных перемычек | |||
| из кирпича | из камня | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | М-25 и выше | 0,25 | 0,33 | 0,12 | 0,06 |
| 2 | М-10 | - | - | 0,16 | 0,08 |
| 3 | М-4 | - | - | 0,20 | 0,10 |
Примечание: Под конструктивной высотой перемычки понимается:
|
|||||
Сроки выдерживания на опалубке перемычек из неармированной кладки должны быть не менее приведенных в таблице 3.
Таблица 3: Минимальная продолжительность выдерживания перемычек на опалубке.
| п/п | Температура наружного воздуха, в градусах (°C) | Марка раствора | Продолжительность выдерживания перемычек, суток |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Рядовые перемычки: | М-25 и выше | * |
| Т= 1…5°C | 24 | ||
| Т= 6…10°C | 18 | ||
| Т= 11…15°C | 12 | ||
| Т= 16…20°C | 8 | ||
| Выше Т= 20°C | 5 | ||
| 2 | М-25 и выше | * | |
| Т= 1…5°C | 10 | ||
| Т= 6…10°C | 8 | ||
| Выше Т= 10°C | 5 | ||
| 3 | Клинчатые и арочные перемычки: | М-10 | * |
| Т= 1…5°C | 20 | ||
| Т= 6…10°C | 15 | ||
| Выше Т= 10°C | 10 | ||
Примечание: Продолжительность выдерживания на опалубке перемычек, выложенных в зимних условиях, принимают:
|
|||
Опалубку при пролёте до 1,5 м опирают на кирпичи и выпуски кладки длиной 60 мм . Если ширина проёма больше 1,5 м , то под опалубку в середине подставляют стойку .
При пролёте более 2 м кладка клинчатых перемычек НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.
Перерывы в работе при кладке перемычек НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.
6. Перекрытие проёмов кирпичными арочными перемычками.
Кладку кирпичных арочных перемычек , а также арки и своды выполняют в той же последовательности , как и клинчатые перемычки, из кирпича поперечными рядами по опалубке , устроенной на кружалах , которым придают полукруглое очертание.
Схема кладки кирпичной арочной перемычки показана на рис.11
Для каждой кирпичной арочной перемычки требуется три кружала , одно в пределах четверти , а два остальных между торцами простенков .
Швы между рядами должны быть перпендикулярны кривой линии , образующей нижнюю поверхность арки , и наружной поверхности кладки. Швам кладки придают клинчатую форму с уширением наверху и сужением внизу .
Такое расположение рядов кладки и разделяющих их постелей соответствует первому правилу разрезки кладки, так как в арках и сводах усиление от нагрузки действует по касательной к кривой арки и постели рядов оказываются перпендикулярными направлению давлений.
Кладку кирпичных арочных перемычек ведут по опалубке соответствующей формы от пят к замку одновременно с обеих сторон .
Швы кладки целиком заполняют раствором . Верхнюю поверхность сводов толщиной 1 / 4 кирпича в процессе кладки затирают раствором . При большей толщине свода из кирпича или камней швы кладки дополнительно заливают жидким раствором , при этом верхнюю поверхность сводов не затирают .
Направление радиальных швов и правильность укладки каждого ряда проверяют по шнуру (рис.11 поз.3), закреплённому в центре арки. Шнуром и шаблоном-угольником (рис.11 поз.4), одна из сторон которого имеет очертание, соответствующее кривизне арки, определяют и проверяют положение каждого ряда кладки.
При кладке многоцентровых арок направление швов кладки в пределах каждого участка кривизны проверяют шнуром, закреплённым в её центрах.
Конструкции опалубки для кладки сводов и арок должна быть такой, чтобы она могла обеспечить равномерное опускание её при распалубливании. Для этого под кружалами ставят клинья (рис.11 поз.5), при постепенном ослаблении которых опалубка опускается.
ВНИМАНИЕ! Применение рядовых, клинчатых и арочных перемычек в стенах домов , которые могут подвергаться вибрационным или ударным воздействиям (землетрясениям ), а также в случаях, когда возможна неравномерная осадка стен (на участках с крутыми уклонами), НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.
Сроки выдерживания арочных и клинчатых перемычек в опалубке в зависимости от температуры наружного воздуха в летних условиях и марки кладочного раствора от 7 до 20 суток , а рядовых - от 5 до 24 суток (см. табл.3).
Перемычки брусковые марки ПБ изготавливаются в соответствии с серией 1.038.1-1 и предназначены для перекрытий проемов в стенах из кирпича, а также иного кладочного стенового материала. Бетонные перемычки рассчитаны на нагрузки от собственного веса, веса кирпичной кладки над ними и перекрытий. На изделия, расчетная прочность для которых составляет до 800кгс/м, опирание плит перекрытий не допустимо, вес кирпичной кладки на них рассчитаны как кратковременное давление. Перемычки изготавливаются из тяжелого бетона марки М-200 на сжатие. Изделия высотой 140 мм армируются плоскими каркасами, а высотой 220 – пространственными каркасами, выполненными из стальной арматуры разной толщины.
Маркировка брусковых перемычек
Маркировка состоит из буквенно-письменных групп обозначений. Например, 5ПБ 25-37п.
- 5 – типоразмер (250х220),
- ПБ – перемычка брусковая,
- 25 – длина (2460), округленная до дм.,
- 37 – расчетная прочность 3800 кг/м с учетом собственного веса, округленная до целого числа,
- п – изготовлены со строповочными петлями.
Серией предусмотрено изготовление бетонных брусковых перемычек и без строповочных петель (монтаж в данном случае должен осуществляться с помощью специальных строповочных отверстий), однако на практике такие изделия практически не встречаются.
Нагрузка на бетонные перемычки
С точки зрения сферы применения все перемычки можно поделить на несущие, т.е применяемые для закрытия проемов в несущих стенах, и ненесущие, т.е. применяемые в перегородках.
Брусковые перемычки с нагрузкой менее 800 кг/м, т.е. с сечением 120х140 (маркировка 2ПБ), могут применяться только во внутрикомнатных перегородках.
Остальные же марки 3 ПБ (сечение 120х220) или 5 ПБ (сечение 250х220) имеют повышенную прочность (от 800 до 3800 кг/м) и используются в несущих конструкциях, то есть на них могут опираться плиты перекрытия ПБ .
Несложно заметить, что 3ПБ в 2 раза уже, чем 5ПБ, и могут быть свободно заменены друг на друга в зависимости от потребности строителя.
Опирание перемычек
Проектировщики рекомендуют для перегородок рассчитывать длину изделия исходя из минимальной величины нахлеста на стену в 100 мм. Для бетонных перемычек длиной 2,5 - 3 метра этот размер может доходить до 150 в зависимости от качества стенового материала, а также от Вашей осторожности.
Для несущих конструкций величина опирания должна составлять от 170 до 300 в случае проемов длиной около 3 метров.
| Марка | Размеры | Max ширина проема | Min опирание | Нагрузка кгс/м | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| длина | ширина | высота | ||||
| 2ПБ10-1 | 1030 | 120 | 140 | 830 | 100 | 100 |
| 2ПБ13-1 | 1290 | 120 | 140 | 1090 | 100 | 150 |
| 2ПБ16-2 | 1550 | 120 | 140 | 1350 | 100 | 250 |
| 2ПБ17-2 | 1680 | 120 | 140 | 1480 | 100 | 250 |
| 2ПБ19-3 | 1940 | 120 | 140 | 1740 | 100 | 300 |
| 2ПБ22-3 | 2200 | 120 | 140 | 2000 | 100 | 350 |
| 2ПБ25-3 | 2460 | 120 | 140 | 2260 | 100 | 350 |
| 2ПБ26-4 | 2590 | 120 | 140 | 2390 | 100 | 400 |
| 2ПБ29-4 | 2850 | 120 | 140 | 2650 | 100 | 400 |
| 2ПБ30-4 | 2980 | 120 | 140 | 2680 | 150 | 400 |
| 3ПБ13-37 | 1290 | 120 | 220 | 950 | 170 | 3800 |
| 3ПБ16-37 | 1550 | 120 | 220 | 1210 | 170 | 3800 |
| 3ПБ18-37 | 1810 | 120 | 220 | 1410 | 200 | 3800 |
| 3ПБ18-8 | 1810 | 120 | 220 | 1470 | 170 | 800 |
| 3ПБ21-8 | 2070 | 120 | 220 | 1730 | 170 | 800 |
| 3ПБ25-8 | 2460 | 120 | 220 | 2120 | 170 | 800 |
| 3ПБ27-8 | 2720 | 120 | 220 | 2380 | 170 | 800 |
| 3ПБ30-8 | 2980 | 120 | 220 | 2560 | 210 | 800 |
| 5ПБ18-27 | 1810 | 250 | 220 | 1470 | 170 | 2800 |
| 5ПБ21-27 | 2070 | 250 | 220 | 1730 | 170 | 2800 |
| 5ПБ25-27 | 2460 | 250 | 220 | 2000 | 230 | 2800 |
| 5ПБ27-27 | 2720 | 250 | 220 | 2260 | 230 | 2800 |
| 5ПБ30-27 | 2980 | 250 | 220 | 2520 | 230 | 2800 |
| 5ПБ25-37 | 2460 | 250 | 220 | 2000 | 230 | 3800 |
| 5ПБ27-37 | 2720 | 250 | 220 | 2260 | 230 | 3800 |
| 5ПБ30-37 | 2980 | 250 | 220 | 2520 | 230 | 3800 |
| 5ПБ36-20 | 3630 | 250 | 220 | 3170 | 230 | 2000 |
Настоящие профессионалы знают, что не только идентичные строения, но даже и внешне абсолютно разные постройки обязательно имеют сходства.
А о принципах возведения зданий и говорить не стоит. Только соблюдая годами выработанные правила можно построить по-настоящему надежную конструкцию, устойчивую к естественным движениям земной коры, которая вызывает деформацию зданий. Наиболее проблемными участками при возведении зданий, независимо от их размеров и назначения, являются оконные и дверные проемы. Для того, чтобы здание прослужило долго и было безопасным для пребывания в нем людей, возникает необходимость тщательно продумывать расположение специальных перемычек, которые позволят удерживать нагрузку выше находящихся кирпичей и дополнительно станут связующим элементом конструкции, повышающим ее прочность.
Подбор вида перемычек
Подбор перемычек в кирпичных стенах следует проводить в первую очередь с учетом особенностей строения. Конечно, то, как будет выглядеть здание по окончанию работ, тоже нужно учитывать. Очень важным аспектом в подборе перемычек является определение стены – несущей или самонесущей. Именно с этого, в принципе, и начинается вся работа. Ведь трудно переоценить выполняемые функции этого элемента при укреплении стеновой конструкции, причем, особенно это актуально в первую очередь для несущих стен. Формирование проема в самонесущей стене может задать итоговую форму проемов полностью для всего дома, а также становится основой для потолочного перекрытия и для продолжения стены.
Опирание перемычки на кирпичную кладку и ее глубина должна составлять минимум 1/3 ее высоты, но, в то же время, быть не менее 10 см. Если же в работе используется балка для укрепления конструкция и повышения, то в глубину опирание перемычки на кирпичную стену составит ровно половину ее высоты, увеличенную приблизительно на четверть метра. При использовании железобетонной перемычки в строящихся конструкциях, зона опирания их на кирпичную стену должна быть не менее, чем 250 мм.
Устройство перемычек в кирпичных стенах во многом зависит от используемого материала, формы проема и нагрузок на стены. Перемычки выстраивают с применением дощатой опалубки толщиной 4-5 см. Слой раствора должен составлять приблизительно два сантиметра. Пока раствор еще не застыл, в него вдавливают арматурные прутья диаметром шесть миллиметров, из расчета пара прутов на кирпич, но не менее трех на полную перемычку. Их концы должны выходить за границы проемов на 25 см минимум и быть согнуты в виде крюка. Металлические пруты значительно укрепят конструкцию перемычки.
В случае с самонесущей стеной применяют перемычки из кирпича, выложенного рядами. Этот вариант подразумевает использование раствора 25-й марки и выше, который придаст особую прочность и надежность конструкции. При выкладывании рядов необходимо очень строго следить за тем, чтобы ряды шли строго горизонтально относительно основы и имели в высоту не менее пяти рядов кирпича, а в длину они должны превышать проем минимум на пятьдесят сантиметров.
Перемычки в виде арок применяют для оформления строений, которые будут иметь своды. Они выстраиваются в том же порядке, что и клиновые. В этом способе устройства перемычек швы должны идти строго перпендикулярно арке и внешней стороне стены. Перед началом работ необходимо изготовить шаблон по размерам проема – кружало. Для этого необходимо к двум боковым полукруглым стенкам шаблона прибить доску днища, которую следует закрыть изогнутой полосой ДВП. Следите за заполняемостью швов раствором во время кладки, иначе под действием тяжести кирпичи могут начать сдвигаться, что приведет к разрушению кладки.
Так же в устройстве перемычек в кирпичных стенах используют железобетонные перемычки . Они бывают двух видов – сборные и монолитные. Сборные железобетонные элементы бывают брусковые или плитные. Брусковые перемычки предназначены для применения в несущих стенах. Они способны воспринимать нагрузки от тяжелых перекрытий. Тогда как плитные перемычки устанавливаются в самонесущих стенах, которые несут нагрузку только стены, на которую не будут опираться плиты. Сборные перемычки устанавливаются и собираются непосредственно на стойке перед использованием. Монолитные железобетонные перемычки представлены единым целым и являются несъемной опалубкой, имеющей достаточно большой вес.
Также в устройстве перемычек нашли свое широкое применение стальные перемычки из прокатного металлопрофиля – двутавры или швеллера. Они удобны при ширине проемов превышающих 2,5 м, а если присутствуют нагрузки от, например, опирающейся на них главной балки, то ширина должна быть меньшей, во избежание возможного прогиба. Под такими перемычками могут иметь место сильные напряжения. Во избежание проблем в местах опирания на стену, необходимо предусмотреть устройство распределительной подушки, которую можно сделать при помощи бетона или полнотелых кирпичей. Поскольку прокатные профили укладываются промежутками, позволяющими опереть кирпичи прямо на полки балок, опалубок не применяется.
Расчет перемычек
Расчет перемычки в кирпичных стенах осуществляется в процессе подготовки проекта. Для этого необходимо учитывать специфику строительного материала, оказываемую потенциальную нагрузку на проем, особенности сооружения. Итоговый расчет усиления проема включает в себя такие основные параметры, как прочность, прогиб, нагрузка, момент сопротивления и момент инерции. Прочность можно рассчитать, используя коэффициент 1,12, умноженный на сопротивление детали и сопротивление материала. При расчете прогиба учитывается нормативный момент, расчетная длина перемычки в отношении коэффициента 10, умноженного на момент инерции и модуль упругости материала. Соотношение должно равняться 1/200. Нагрузка перекрытий, в том числе и от верхней кладки, вычисляется умножением величин толщины проема на ширину, на высоту кладки и на удельный вес материала. Момент инерции рассчитывается как отношение расчетной нагрузки к коэффициенту 8 и к расчетному сопротивлению материала. Момент инерции рассчитывается произведением таких величин, как глубина опирания перемычки, момент инерции материала и расчетная длина детали в отношении к произведению коэффициента 10 на модуль упругости материала.
Находить все необходимые параметры для расчета по формулам следует в определенной последовательности. Данные можно получить, проанализировав свойства используемых материалов и проектные данные.
Оконные перемычки из кирпича имеют несколько видов – клинчатая, арочная и лучковая (или сегментная) перемычки. Лучковая или сегментная кладка является разновидностью арочной перемычки. Но при этом, этот вид кирпичной перемычки окон самый надежный из всех цельно линейных форм. Этот сегмент имеет свод, радиусом значительно больше, чем половина расстояния между опорами и имеет заданную форму опалубка. Процесс кладки имеет такой же, как и арочная либо клинчатая, но при этом обладает гораздо большей несущей способностью, благодаря большей длине и площади перемычки. Соответственно, это дает меньше удельной нагрузки на 1 см квадратный площади.
Укрепить дверные проемы в кирпичной кладке возможно с помощью бетона с обязательным применением простых металлических конструкций. Они необходимы для усиления несущей стены. Для этого перемычки чаще всего представлены в виде уголкового профиля. Он изготавливается из высокопрочного металла, обладающего необходимыми свойствами для сопротивления давлению и растяжению при огромной нагрузке. Для установки такой детали необходимо предусмотреть швы в кладке, под которые потом нужно подогнать укрепляющий материал. При этом достаточно всего завести уголок на глубину пятнадцати-двадцати сантиметров вглубь стенки. Монтировать их можно непосредственно во время строительства. При формировании дверного проема важно учесть тот факт, что внутреннюю часть кирпичной кладки необходимо будет сдвинуть на четверть кирпича. Это так называемая четверть для посадки дверей. В результате должно получиться небольшое внутренне углубление, в которое потом и будет вставлена дверь. Нужно помнить, что дверной проем, собственно как и оконный, в кирпичной стене важно выложить с соблюдением всех уровней и геометрий. Так же следует учесть при кладке и укреплении дверных проемов и расположении перемычки, возможность в дальнейшем изменения формы проема, его высоты и ширины.
Монтаж перемычек
Монтаж перемычек на кирпичные стены включает в себя несколько стадий и проводится в следующем порядке:
- расчет допустимой нагрузки для выбранных материалов перемычек;
- увлажнение поверхности перемычки и кирпича перед началом кладки, для более крепкого сцепления материалов с раствором цемента или бетоном;
- установка перемычки на растворную площадь с учетом глубин опирания, которая должна быть больше или равна 125 мм для различных перемычек сечения;
- перемычку устанавливаем вровень со стеной для дальнейшего оштукатуривания поверхностей стен;
- после окончания монтажа перемычек устанавливаются временные стойки на клиньях в серединах пролетов до полного высыхания и отвердевания кирпичной кладки;
- вертикальные и горизонтальные швы необходимо полностью заполнять раствором из высококачественного цемента для сохранения прочности конструкций.
Перемычки в кирпичных стенах обеспечивают защиту от обвала стен над проемами, являются важным связующим звеном конструкции, повышающим ее прочность. Помогают свести к минимуму появление со временем различных дефектов в кладке, а некоторые разновидности перемычек смогут стать еще и внутренним украшением дизайна, а также декоративным элементом фасада. Особенно это относится к кованым перемычкам, которые применяются для украшения внешних элементов.
Следует быть очень внимательным при планировании перемычек в несущих стенах, если проектируется многоэтажное строение. В таком случае при большой длине несущих стен размещение перемычек точно друг под другом может стать причиной ослабления конструкции. Особенно это актуально при планировании длинных перемычек, таких, как гаражные проёмы, широкие роллеты или двустворчатые двери.
В исключительных случаях практичным решением является не просто закладка перемычки, а сборка из металлопроката (двутавра или швеллера) полноценной дверной коробки с выступающими краями, предназначенными для фиксации в стене. Такая коробка обладает повышенной прочностью и может выдержать большую физическую нагрузку, чем простая перемычка. Однако это дорогое удовольствие, поэтому использовать её следует лишь в случае крайней необходимости размещения проёма.
Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.
Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.
При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).
Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.
Методика подбора перемычек по таблицам
Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие .
Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.
Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах
Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.
Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.
Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м
Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м
Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)
Таблицы подбора металлических перемычек
(для увеличения изображения кликните по нему)
Таблица 1. Подбор перемычек для стен толщиной 250 мм
Таблица 2. Подбор перемычек для стен толщиной 380 мм
Таблица 3. Подбор перемычек для стен толщиной 510 мм
Таблица 4. Подбор перемычек для стен толщиной 640 мм
Металлические элементы перемычек (прокатные балки) рассчитаны на восприятие давления от вышележащих стен, величина которого эквивалентна весу столба кладки высотой, равной 1/3 пролета перемычки. Несущие перемычки, кроме того, рассчитаны еще и на равномерно-распределенную погонную нагрузку от перекрытий величиной q=4,4 т/пог.м. Для несущих перемычек, устраиваемых в стенах толщиной 250 мм (кладка в 1 кирпич), расчетная погонная нагрузка от перекрытий принята равной q=2,2 т/пог.м.
Для проемов шириной более 3 м и нагрузках, отличающихся от указанных выше, сечение элементов перемычек принимать по расчету.
При строительстве любого дома возникает необходимость использования железобетонных перемычек. Можно их заказать или сделать самостоятельно. Но учитывая цену железобетонных перемычек, предпочтительнее выбрать второй вариант. Безусловно, многим кажется, что заводские изделия являются более удобными или надежными, но сделать качественные перемычки своими руками довольно просто. К тому же вы значительно сэкономите свои средства, поскольку платить придется только за материалы. В этой статье мы рассмотрим технологию самостоятельного изготовления перемычек.
Виды железобетонных перемычек
Железобетонные изделия широко применяются в строительной индустрии. Благодаря прочности, долговечности и разнообразию они находятся на первых местах среди сегодняшних материалов для строительства. Перемычки из бетона занимают высокое место среди остальных железобетонных изделий, несмотря на небольшой размер и вес. Без перемычек вы не сможете сконструировать ни один дом из бетонных и пенобетонных камней, кирпича и т.д. Армированные железобетонные перемычки необходимы для опоры и той части, которая находится над проемом двери или окна. Они применяются для перекрытия оконных и дверных проемов в блочных, каменных и кирпичных стенах.
Простая технология производства железобетонных перемычек дает очень эффективные результаты. Это обусловлено тем, что бетонный состав заливается в опалубку с заранее уложенной стальной арматурой. Металлическая арматура принимает тяжести на различные изгибы и растяжения, а бетонная арматура - на сжатия.
Перемычки могут быть арочными, стальными, кирпичными, армокирпичными и т.д.
Существует несколько видов - брусковые, сборные, оконные и несущие перемычки. Они изготавливаются из бетона тяжелой марки и обозначаются соответственными буквами, где указаны длина, расчетная нагрузка и типоразмер.
Железобетонные сборные перемычки являются наиболее популярными. Они маркируются обозначением ПР и состоят из классических брусков железобетона и плит. Такое свойство, как сборность, является огромным преимуществом, поскольку в ходе кладки вы можете установить перемычку и продолжить делать кладку. Пилить кирпич и выводить ряды необязательно, за счет модульности размеров перемычки.
Оконные перемычки из бетона используются для перекрытия оконных проемов. Этот вид широко применяется в кирпичных постройках, но также может использоваться в постройках из натурального или искусственного камня.
Несущие железобетонные перемычки используются при необходимости закрытия проемов несущих стен. Усиленные железобетонные перемычки нужны для принятия нагрузок от плит перегородки. Несущие балки принимают нагрузку только от стены, расположенной над проемом. Прогонами называют перемычки больших размеров, а ригелями - горизонтально-расположенные балки с полкой, которая необходима в качестве основы, на которую будут упираться вышестоящие конструкции. Как и все остальные виды, они широко применяются в строительстве разных объектов.
Существует еще один вид железобетонных перемычек. Это карандаши - тонкие несущие перемычки, которые часто используются в межкомнатных перегородках толщиной 120 миллиметров. Также они часто задействуются в проемах для дверей. Наиболее популярными являются перемычки для проемов окон и дверей.
Методы изготовления железобетонных перемычек
Для изготовления железобетонных перемычек вам понадобятся следующие материалы - арматура, уголки, доски, гвозди, бетономешалка (не обязательно), обвязочная проволока, цемент, щебень и песок для бетонного состава. Вам могут потребоваться и другие материалы, которые вы можете использовать по желанию. Прежде чем начинать работу, необходимо подобрать правильный вид перемычек.
Для маленьких зданий с легкой конструкцией можно использовать обыкновенные перемычки для дополнительной экономии. Также их следует задействовать в случаях, когда своды перекрытия всех этажей делают упор на армированные пояса, которые сами принимают нагрузки и распределяют их равномерно.
Давайте рассмотрим технологии изготовления железобетонной перемычки своими руками. Можно залить перемычку сразу над проемом или изготовить сначала на земле, после чего монтировать ее в проем. Вы можете использовать более удобный вариант. Если вам больше понравится первый метод, придется повозиться с устройством опалубки, если второй - поднимать и монтировать уже сделанную перемычку самостоятельно.
Последний вариант является более тяжелым, возможно придется нанимать кран для подъема. В этом случае необходимо изготовить даже две перемычки, ширина которых равняется 150 миллиметров. При этом толщина забутовочной кладки составляет 300 миллиметров - 100 миллиметров утеплителя и пеноблок.
Изготовление опалубки для перемычки
Но если вы отдалите предпочтение первому методу - заливке перемычки уже в проеме, то сэкономите свои силы, деньги и время. Дополнительном плюсом можно назвать то, что в этом случае понадобится только одна перемычка. Установка опалубки может вызывать некоторые вопросы, но мы попытаемся ответить на них.
Опалубка для железобетонной перемычки должна надежно крепиться и удерживать внутри довольно тяжелый бетон. Форму можно сделать из деревянных досок, из которых следует создать щиты. Их толщина должна составлять 20-25 миллиметров. Доски необходимо скреплять саморезами или гвоздями. Рекомендуется использовать саморезы и вкручивать их шуруповертом. После применения вы сможете легко разобрать опалубку, просто выкручивая саморезы.
Для начала следует установить в проем горизонтальный щит, который будет упираться на подпорки. Вы можете разместить его в один уровень с заполняющей кладкой или слегка выйти за ее пределы. Если щит будет немного выходить за пределы кладки, он должен устанавливаться на нее сверху, а не с боку.
На горизонтальный щит в опалубку необходимо положить арматурную сетку. После этого вертикальный щит следует закрепить саморезами. При заливке для лучшей устойчивости щита его можно привязать к укладочной сетке при помощи вязальной проволоки. Ее нужно обязательно натянуть. Этот способ не позволит щиту перемещаться из-за бетонной нагрузки, и он будет хорошо крепиться к окну.
Утепление железобетонной перемычки
Между перемычкой и лицевой кладкой необходимо положить утепляющий слой. В качестве утеплителя вы можете задействовать минеральную вату, которая подходит и для утепления стен. В любом случае толщина утеплителя должна составлять около 100 миллиметров. Утеплитесь следует положить в опалубку и залить бетоном.
Если вы будете использовать минеральную вату, будущее окно будет упираться в ее поверхность. При этом заполнение стыка установочной пеной не даст полной гарантии устойчивости рамы. Поэтому откосы оконного проема необходимо заложить заполняющим кирпичом, чтобы окно упиралось в него и после этого надежно закрепилось монтажной пеной.
Стоит отметить, что при использовании на откосах забутовочной кладки откосы придется утеплить еще раз. Если вы не хотите создавать лишних хлопот и не хотите наносить повторный слой, можно использовать немного другой способ утепления перемычки. Он также является надежным и даже более простым. Для этого можно задействовать экструдированный пенополистирол вместо минеральной ваты.
Этот утеплитель известен более прочной поверхностью. Толщина его листов должна составлять около 30 миллиметров. При установке окна промежуток между рамой и утеплительным материалом стоит заполнить пеной, которая будет упираться в твердую плоскость утеплителя и надежно фиксировать окно в проеме. В этом случае вы можете не использовать дополнительный слой утеплителя.
Армирование железобетонной перемычки
Диаметр арматуры будет зависеть от типа изделия - плитная или брусковая железобетонная перемычка. Для нашего случая можно использовать обыкновенную арматуру, которая воспринимает небольшие нагрузки и является ненесущей. Этот вид можно использовать из-за применения армированного пояса и легкой конструкции крыши.
Для нашей перемычки можно воспользоваться сеткой арматуры из двух нитей. Ее диаметр должен составлять 6-8 миллиметров. Приготовленную арматуру следует уложить вдоль перемычки. Прутья арматуры необходимо скрепить вязальной проволокой. Для соединения арматуры не требуется применять сварку. В конце у вас получится сетка, по виду похожая на приставную лестницу.
Процедура укрепления опалубки
Когда вы будете устанавливать горизонтальный щит опалубки, следует воспользоваться подпорками. Многие строители пренебрегают этим правилом и не принимают во внимание довольно большой вес бетона, который составляет приблизительно 2,5 тонн на метр кубический. Когда раствор будет заливаться в форму, он может прогнуть щит или сместить его, что скажется на форме будущей перемычки, которую уже невозможно будет переделать.
Поэтому лучше заранее позаботиться о надежной форме и ее устойчивой конструкции. Когда будете закреплять подпорку, необходимо расположить ее по центру проема, поближе к окну. В этом случае внутренний край будет закреплен к вертикальному щиту, поэтому не сможет провиснуть.
Заливка формы бетоном
Для заливки можно использовать бетон с маркировкой 200. Чтобы его приготовить, вам понадобится цемент, щебень и песок в пропорциях 1:2:5. Рекомендуется предварительно промыть щебень и очистить его от засохшей грязи, а песок хорошенько просеять. Для приготовления бетона очень важно использовать свежий цемент, тогда бетон получится более прочным.
Сначала смесь необходимо перемешивать в сухом состоянии, затем добавить воду. Стоит отметить, что от качества перемешивания зависит качество получаемого бетона. Вы можете перемешивать состав вручную обычной палкой или воспользоваться бетономешалкой. Когда вы будете заливать раствор, арматуру следует немного приподнять над горизонтальным щитом.
Это делается для того, чтобы в дальнейшем она полностью утонула в бетоне и не выглядывала наружу. Поэтому положите осколки кирпича (20 миллиметров толщиной) под арматурную сетку и начинайте заливать бетонный раствор. Когда бетон полностью застынет, вы можете приступать к установке стены над формой.
Если вы можете выбирать, желательно сделать четверть в окне. Такой подход является красивым и практичным. Это позволит защитить ваше помещение от сквозняков, холодного воздуха и спрятать щели с установочной пеной. Размеры четверти должны равняться 5 сантиметрам сверху окон и по бокам. Снизу - в месте установки подоконника размер должен быть 2 сантиметра.
Нормативы установки перемычек
Для укрепления проемов во внешних несущих стенах необходимо задействовать только укрепленные перемычки из бетона самых тяжелых марок. Они должны быть упрочнены арматурой из напряженного металла. Каждый вид перемычки, будь то усиленная или плитная железобетонная перемычка, и типоразмер рассчитаны на определенные нагрузки, которые должен выдержать элемент. Очень важно строго соблюдать допустимую глубину опоры перемычки.
Величина стены должна обязательно соответствовать ширине оконного или дверного проема. К примеру, для проема, ширина которого начинается от 1500 миллиметров, глубина опоры должна составлять около 125 миллиметров. Если ширина до 1800 миллиметров, норма глубины должна составлять около 200 миллиметров. Если ширина от 1800 миллиметров, норма глубины должна составлять не менее 250 миллиметров.
Очень часто причиной неустойчивости железобетонной перемычки становится выбор не того вида или нарушение правил установки. Если в процессе строительства дефект не обнаружился и после его завершения облицовочная кладка начала смещаться или на стенах появились трещины, значит, в процессе строительства был допущен брак. Перемычка из бетона для несущей стены могла не выдержать нагрузки.
Также могло произойти разрушение из-за тяжести перемычки наружной облицовочной кладки. В последнем случае можно исправить дефект. Для этого необходимо разобрать бетонную кладку и сделать другую перемычку. А вот первый случай исправить уже невозможно. Здание необходимо перестроить, поскольку оно является небезопасным для проживания.
При создании железобетонных перемычек нужно строго следовать технологии, которую мы описали выше. Но, кроме того, необходимо обратить внимание на некоторые тонкости и нюансы этого рабочего процесса:
- Обязательно придерживайтесь размеров железобетонных перемычек. Высота перемычки из бетона должна быть не более 1/20 длины проема, а ширину рекомендуется делать по ширине стены, чтобы лишние уступы отсутствовали.
- При самостоятельном изготовлении диаметр арматурной сетки должен равняться 14 миллиметрам. Тогда железобетонный пояс будет довольно прочным.
- Нижнюю часть опалубки и распорку рекомендуется снимать через 25 дней, чтобы бетон мог окрепнуть окончательно.
- Желательно использовать только купленные перемычки или изготавливать их при помощи опалубки. Этот подход является более профессиональным и надежным.
- Лучше производить заливку перемычки, когда ее верхняя часть будет стоять в один уровень с верхом последнего положенного кирпича, газоблока и т.д. Такой метод позволит вам продолжать кладку без перепадов.
- Когда вы будете заливать раствор в опалубку, хорошо утрамбуйте его во избежание появления пустот.
- Если вы не можете определиться с видом перемычки для вашей постройки, лучше проконсультироваться с профессионалом.
- Перемычки следует подбирать по типу тяжести, которую они могут воспринимать. Вы можете заливать их уже в проеме. Такой подход сэкономит ваши финансы и время.
- При изготовлении железобетонных перемычек для окон желательно делать окна с четвертью.
- Для проемов окон и дверей рекомендуется выбрать обыкновенные ненесущие перемычки. Для этого необходимо заранее приготовить армированные пояса и конструктивные элементы небольшого веса.
Как видите, изготовить железобетонные перемычки самостоятельно вовсе не сложно. К тому же вы можете выбрать один из двух вариантов производства, описанных выше. Главное заранее просчитать количество необходимых материалов и приготовить их. При внимательном соблюдении технологий и нормативов строительства у вас получится прочная, надежная и долговечная перемычка. Мы желаем вам сделать качественную перемычку из железобетона, которая будет радовать вас долгое время!
