Шаг балок перекрытия: Деревянные балки перекрытия: расчёт расстояния, шага, сечения

Опубликовано в Разное
/
3 Июн 2021

Содержание

Деревянные балки перекрытия: расчёт расстояния, шага, сечения

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

  • подвальное;
  • чердачное;
  • междуэтажное.

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола.

Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

  • минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
  • красивый внешний вид;
  • возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
  • высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
  • возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

  • необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
  • меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
  • деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов.

Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

  • соединение трёх элементов в одну конструкцию;
  • склеивание двух деталей в форме символа Z;
  • соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены.

Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Расчет балок чердачного перекрытия для частного дома

Чердачное перекрытие должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нужную нагрузку. На прочность перекрытия влияют несколько параметров, которые можно менять — величина пролета, поперечное сечение балок, шаг их установки, связи между балками…

Рассмотрим подробнее, как подобрать балки чердачного перекрытия для частного дома, методику их расчета, варианты конструкций.

Факторы определяющие нагрузку на перекрытие

Нагрузка на чердачное перекрытие создается:

  • весом самого перекрытия;
  • временной эксплуатационной нагрузкой — людьми, грузами, которые могут находиться на перекрытии.


Если для создания чердачного перекрытия используется только деревянные детали и обычные легкие утеплители, то удельный вес самого перекрытия можно принять равным 50 кг/м кв. без детальных расчетов.

Если дополнительно используется стяжка и простенки, то их удельный вес нужно прибавить. Обычно, при использовании сухой стяжки и легких пустотелых межкомнатных перегородок, удельную нагрузку от деревянного перекрытия и этих конструкций принимают равной не менее 100 кг/м кв.

Определение нагрузки на чердачное перекрытие

Временная эксплуатационная нагрузка может быть разной в зависимости от предназначения и использования чердачного помещения.

  • Если помещение совсем не эксплуатируется, то удельная эксплуатационная нагрузка согласно СНиП принимается не менее 100 кг/м кв. (75 кг х 1,3 — коэфф. надежности ).
    Тогда общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие составит 100 + 50= 150 кг/м кв.
  • Для межэтажного перекрытия временная эксплуатационная нагрузка согласно нормативов должна быть не менее 200 кг/м кв (150 кг х1,3).
    Если неотапливаемый чердак должен служить складом не нужных вещей, то он приравнивается к межэтажному перекрытию.
    Общая удельная нагрузка — 250 кг/м кв. (200+50).
  • Если мансардный этаж будет жилым, и применяется стяжка пола (плавающий пол со звукоизоляцией) и легкие межсекционные перегородки, мебель, оборудование и прочее, то соответственно межэтажное перекрытие
    будет с общей удельной нагрузкой 300 кг/м кв. (200 + 100 кг/м кв.).

Определение сечения и шага установки балок

Ранее были определены исходные данные для расчета:

— общая удельная нагрузка на чердачное перекрытие;
— величина пролета между несущими стенами;

Можно воспользоваться таблицами подбора балок для чердачного перекрытия, которые приведены в СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом»,

Для не эксплуатируемого чердака предлагается следующее сечение балок перекрытия и шаг их установки в зависимости от величины перекрытия. Но здесь временная эксплуатационная нагрузка принята 35 кг/м кв. – это весьма редкое посещение чердака только одним человеком. При этом обеспечивается прогиб балки не более 1/360 от длины пролета.

Следующая таблица для межэтажных перекрытий с удельной нагрузкой 240 кг/м кв. Максимальный прогиб балки также предусматривается не более 1/360 кг/м кв.

Также для проектирования балок существуют свои методики расчетов, а на любительском уровне применяются различные программы и калькуляторы. Можно ознакомиться: Калькулятор — Как узнать примерные размеры и сечение балок перекрытия для ознакомления

Дополнительно читайте, как делается чердачное перекрытие по деревянным балкам

Какие связи нужно применять между балками из досок

Если в качестве балок используются деревянные доски (не шире 80 мм при высоте до 250 мм), то необходимо предусмотреть меры препятствующие скручиванию балок. Достаточно будет, если доски сверху и снизу будут обшиты (связаны между собой) сплошным настилом из листовых жестких материалов типа ДСП, ЦСП, ОСБ, фанера… толщиной не менее 12 мм, для шага установки балок не более 600 мм.

Стыки обшивки должны располагаться по центру балок. Крепление обшивок осуществляется саморезами с шагом 200 мм на глубину 40 мм.

В результате будет образован каркас, который не только препятствует скручиванию, но и увеличивает сопротивляемость на прогиб и склонность к вибрации.

С одной стороны также каркас может быть сформирован рейками контробрешетки, которые устанавливаются перпендикулярно к балкам с шагом не более 600 мм и сечением не менее 20Х90 мм. Обрешетка может быть обшита менее жестким материалом – ГВЛ, ГКЛ.

Если верхняя сплошная обшивка балок-досок не предусматривается, а также отсутствует контробрешетка, то упрочнение каркаса осуществляют вертикальными распорками. Они вставляются между балок и крепятся к ним металлическими уголковыми элементами, их сечение от 40Х100 мм. Шаг установки таких связей не более 2,1 метра, но обычно их ставят по местам стыка потолочной обшивки, при этом нижнюю контробрешетку не делают.

При выборе досок для перекрытия следует учитывать, что широкие ровные доски дороже чем узкие (при расчете за 1 м куб).

Высоту доски (высоту балки) нужно подбирать исходя из принятого решения о размещения всего слоя утеплителя и строительстве контрообрешетки.

Шаг балок может быть уменьшен, исходя из целесообразности закрепления обшивки, кратности размеру листов.

Также можно узнать, как спроектировать стропильную систему для дома

Возведение деревянных перекрытий между этажами: подробная технология

При строительстве частных малоэтажных домов из дерева, бетонных блоков или кирпича между этажами чаще всего возводят деревянные перекрытия. Эти конструкции, по сравнению с альтернативными бетонными плитами, обладают рядом преимуществ. Деревянные перекрытия не перегружают стены, при монтаже не требуют привлечения грузоподъемной техники. Кроме этого, они обладают высокой прочностью, долговечностью и приемлемой ценой. Монтаж таких перекрытий достаточно прост, поэтому многие домашние мастера выполняют его самостоятельно.

Конструкция перекрытия

Основа деревянного перекрытия – это балки, которые удерживаются на несущих стенах и служат своеобразным «фундаментом» для остальных элементов конструкции. Так как балки при эксплуатации перекрытия будут нести на себе всю нагрузку, особенно внимание следует уделить их грамотному расчету.

Для балок обычно используют массивный или клееный брус, бревна, иногда — доски (единичные или скрепленные по толщине гвоздями или скобами). Для перекрытий желательно использовать брусья из хвойных пород (сосны, лиственницы), которые отличаются высокой прочностью на изгиб. Брусья из лиственных пород работают на изгиб намного хуже и могут деформироваться под нагрузкой.

На балки перекрытия с обеих сторон закрепляют черновые доски (OSB, фанеру), поверх которых нашивают лицевое покрытие. Иногда пол второго этажа настилают на лаги, которые закрепляют на балках.

Стоит помнить, что деревянное перекрытие со стороны первого этажа будет являться потолком, а со стороны второго этажа (мансарды, чердака) – полом. Поэтому верхнюю часть перекрытия обшивают напольными материалами: шпунтованной доской, ламинатом, линолеумом, ковролином и т.п. Нижнюю часть (потолок) – вагонкой, гипсокартоном, пластиковыми панелями и т. п.

Благодаря наличию балок, между черновыми досками образуется пространство. Его используют для придания перекрытию дополнительных свойств. В зависимости от назначения второго этажа, между балками перекрытия закладывают теплоизоляционные или звукоизоляционные материалы, защищенные от влаги гидроизоляцией или пароизоляцией.

В том случае, если второй этаж – это нежилой чердак, который не будет отапливаться, в конструкцию перекрытия обязательно закладывают теплоизоляцию. К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт и т.п. Под теплоизоляционный слой (со стороны первого отапливаемого этажа) укладывают пароизоляционную пленку (пергамин, полиэтиленовые и полипропиленовые пленки).

Если в качестве теплоизоляции был использован ЭППС, не поглощающий водяных паров, пароизоляционную пленку из «пирога» можно исключить. Поверх теплоизоляционных или звукоизоляционных материалов, впитывающих и способных портиться от влаги, укладывают слой гидроизоляционной пленки. В том случае, если при отделке были исключены возможности попадания атмосферной влаги на чердак, утеплитель можно не защищать гидроизоляцией.

Если второй этаж планируется, как отапливаемое и жилое помещение, то «пирог» пола не нуждается в дополнительной теплоизоляции. Однако, чтобы уменьшить воздействие шума, который будет возникать при передвижении людей по перекрытию, между балок укладывают звукоизоляционный слой (обычно используют привычные теплоизоляционные материалы).

К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт, звукопоглощающие панели ЗИПС, звукоизоляционные мембраны (Tecsound) и т.п. При использовании материалов, способных впитывать водяные пары (базальтовая вата, стекловата), между первым этажом и звукоизолятором укладывается пароизоляционная пленка, а поверх звукоизолятора – гидроизоляция.

Крепление балок к стене

Балки перекрытия могут соединяться со стенами несколькими способами.

В кирпичных или брусовых домах концы балок заводят в пазы («гнезда»). Если используются брусья или бревна, то глубина заложения балок в стены должна составлять не менее 150 мм, если доски – не менее 100 мм.

Части балок, соприкасающиеся со стенками «гнезда», гидроизолируют, оборачивая их двумя слоями рубероида. Торцы балок срезают под 60° и оставляют неизолированными, чтобы обеспечить свободное «дыхание» древесины.

При заведении в «гнездо», между балкой и стеной (со всех сторон) оставляют вентиляционные зазоры в 30-50 мм, которые заполняют теплоизоляцией (паклей, минеральной ватой). Балку опирают на основание паза через антисептированную и гидроизолированную деревянную дощечку толщиной 30-40 мм. Боковые стороны паза можно засыпать щебнем или замазать цементным раствором на 4-6 см. Каждую пятую балку дополнительно скрепляют со стеной при помощи анкера.

В деревянных домах балки заглубляют в пазы стен не менее, чем на 70 мм. Чтобы предотвратить появление скрипов, между стенками паза и балкой прокладывают гидроизоляционный материал. В некоторых случаях балки врезают в стены, выполняя соединения типа «ласточкин хвост» и т.п.

Также балки можно закрепить на стене с помощью опор из металла — стальных уголков, хомутов, кронштейнов. Они соединяются со стенами и балками саморезами или шурупами. Данный вариант крепления является наиболее быстрым и технологичным, однако менее надежным, чем при заведении балок в пазы стен.

Расчет балок перекрытия

Планируя строительство перекрытия, для начала следует рассчитать конструкцию его основы, то есть длину балок, их количество, оптимальное сечение и шаг расположения. От этого будет зависеть, насколько безопасным окажется ваше перекрытие и какую нагрузку оно сможет выдерживать при эксплуатации.

Длина балок

Длина балок зависит от ширины пролета, а также от способа крепления балок. Если балки будут закреплены на металлических опорах, их длина будет равняться ширине пролета. При заделке в пазы стен, длину балок рассчитывают, суммируя величину пролета и глубину заведения двух концов балки в пазы.

Шаг расположения балок

Расстояние между осями балок выдерживают в пределах 0,6-1 м.

Количество балок

Расчет количества балок выполняют следующим образом: планируют размещение крайних балок на расстоянии минимум 50 мм от стен. Остальные балки размещают в пространстве пролета равномерно, в соответствии с выбранным интервалом (шагом).

Сечение балок

Балки могут иметь прямоугольное, квадратное, круглое, двутавровое сечение. Но классическим вариантом все же является прямоугольник. Часто используемые параметры: высота – 140-240 мм, ширина – 50-160 мм.

Выбор сечения балки зависит от ее планируемой нагруженности, ширины пролета (по короткой стороне помещения) и интервала размещения балок (шага).

Нагруженность балки высчитывают, суммируя нагрузку ее собственного веса (для междуэтажных перекрытий – 190-220 кг/м2) с временной (эксплуатационной) нагрузкой (200 кг/м2). Обычно, для эксплуатируемых перекрытий, нагрузку принимают равной 350-400 кг/м2. Для чердачных неэксплуатируемых перекрытий можно брать меньшую нагрузку, вплоть до 200 кг/м2. Специальный расчет необходим, если предполагаются значительные сосредоточенные нагрузки (например, от массивной ванны, бассейна, котла и т.п.).

Балки укладывают вдоль короткого пролета, максимальная ширина которого – 6 м. На большем пролете неизбежно провисание балки, которое приведет к деформации конструкции. Однако и в такой ситуации есть выход. Для поддерживания балок на широком пролете устанавливают колонны и опоры.

Сечение балки напрямую зависит от ширины пролета. Чем больше пролет, тем более мощную (и прочную) балку необходимо выбирать для перекрытия. Идеальный пролет для перекрытия балками составляет до 4 м. Если пролеты шире (до 6 м), то использовать необходимо нестандартные балки с увеличенным сечением. Высота таких балок должна составлять не менее 1/20-1/25 от величины пролета. Например, при пролете 5 м нужно использовать балки с высотой 200-225 мм при толщине 80-150 мм.

Конечно, самостоятельно выполнять расчеты балок необязательно. Можно воспользоваться готовыми таблицами и диаграммами, в которых указаны зависимости размеров балок от воспринимаемой нагрузки и ширины пролета.

После выполнения расчетов можно приступать к устройству перекрытия. Рассмотрим весь технологический процесс, начиная с фиксирования балок на стены и, заканчивая, финишной обшивкой.

Технология устройства деревянного перекрытия

Этап #1. Установка балок перекрытия

Чаще всего балки устанавливают с заведением их в пазы стен. Такой вариант возможен, когда монтаж перекрытия ведется на стадии строительства дома.

Процесс монтажа в этом случае выполняется следующим образом:

1. Балки покрывают антисептиками и антипиренами. Это необходимо, чтобы снизить склонность деревянных конструкций к гниению и обеспечить пожаробезопасность.

2. Концы балок подрезают под углом 60°, выкрашивают их битумной мастикой и оборачивают рубероидом в 2 слоя (для гидроизоляции). При этом торец должен остаться открытым, для свободного выхода через него водяных паров.

3. Начинают монтаж с установки двух крайних балок, которые размещают на расстоянии 50 мм от стен (минимум).

Брусья заводят в «гнезда» на 100-150 мм, оставляя вентиляционный зазор между древесиной и стенами не менее 30-50мм.

4. Для контроля горизонтальности балок устанавливают по их верхней плоскости на ребро длинную доску, а поверх нее – пузырьковый уровень. Чтобы выровнять балки по уровню, применяют деревянные плашки разной толщины, которые подкладывают в нижнюю часть паза на стене. Плашки предварительно должны быть обработаны битумной мастикой и высушены.

5. Чтобы исключить скрип балки и перекрыть доступ холодного воздуха, зазор заполняют минеральным утеплителем или паклей.

6. По уложенной контрольной доске выкладывают остальные, промежуточные, балки. Технология их заведения в гнезда стен такая же, как и при монтаже крайних балок.

7. Каждая пятая балка дополнительно закрепляется к стене при помощи анкера.

Когда дом уже построен, то установку балок для перекрытия проще выполнить с помощью металлических опор. В этом случае процесс монтажа таков:

1. Балки пропитывают антипиренами и антисептиками.

2. На стенах, на одном уровне, в соответствии с рассчитанным шагом балок, фиксируют опоры (уголки, хомуты, кронштейны). Крепление выполняют саморезами или шурупами, вкручивая их в отверстия опор.

3. Балки укладывают на опоры и фиксируют их саморезами.

Этап #2. Крепление черепных брусков (при необходимости)

Если удобнее настилать «пирог» конструкции перекрытия сверху, то есть со стороны второго этажа, по кромкам балок с обеих сторон набивают черепные бруски с сечением 50х50 мм. Нижняя часть брусков должна идти вровень с поверхностью балок. Черепные бруски необходимы для того, чтобы укладывать на них доски наката, являющиеся черновой основой для потолка.

Без черепных брусков можно обойтись, если подшивать доски наката снизу, со стороны первого этажа. В этом случае их можно крепить непосредственно на балки, с помощью саморезов (гвозди не подходят, так как их сложно забивать вертикально в потолок).

Этап #3. Крепление досок наката для черновой основы потолка

При монтаже со стороны второго этажа на черепные бруски гвоздями или саморезами закрепляют доски наката (возможно использование OSB, фанеры).

При креплении наката со стороны первого этажа, доски закрепляют на балках снизу при помощи саморезов. При необходимости проложить между балками толстый слой утеплителя или звукоизоляционного материала, вариант подшивки досок снизу предпочтителен. Дело в том, что черепные бруски «съедают» часть межбалочного пространства, а без их применения толщину перекрытия можно полностью заложить изоляционным материалом.

Этап #4. Укладка пароизоляции (при необходимости)

Пароизоляцию закладывают в конструкцию перекрытия перед утеплителем (который также может выполнять функции звукоизолятора), если есть риск попадания в него пара или возникновения конденсата. Это происходит, если перекрытие устраивают между этажами, первый из которых отапливаемый, а второй – нет. Например, над первым жилым этажом обустраивают неотапливаемую мансарду или чердак. Также пар в утеплитель перекрытия может проникнуть из влажных помещений первого этажа, например, из кухни, ванной, бассейна и т.п.

Пароизоляционную пленку укладывают поверх балок перекрытия. Полотна настилают внахлест, заводя края предыдущего полотна на последующее на 10 см. Стыки проклеивают строительным скотчем.

Этап #5. Устройство теплоизоляции или звукоизоляции

Между балками сверху укладывают плитные или рулонные тепло- или звукоизоляторы. Необходимо избегать щелей и пустот, материалы должны плотно прилегать к балкам. По этой же причине нежелательно применять обрезки, которые приходится стыковать между собой.

Чтобы снизить возникновение ударных шумов в перекрытии (при жилом верхнем этаже), по верхней поверхности балок укладывают полосы звукоизолятора толщиной минимум 5,5 мм.

Этап #6. Укладка гидроизоляционной пленки

Поверх тепло- или звукоизоляционного слоя укладывают гидроизоляционную пленку. Она служит для препятствия проникновения влаги с верхнего этажа в изолирующий материал. Если верхний этаж будет нежилым, то есть мыть полы там никто не будет и проникновение атмосферной влаги тоже будет исключено, гидроизолирующую пленку можно не использовать.

Гидроизоляционную пленку укладывают полотнами, внахлест на 10 см. Стыки проклеивают скотчем для предупреждения проникновения влаги в конструкцию.

Этап #7. Крепление досок (фанеры, OSB) для чернового пола

По балкам сверху нашивается черновая основа для пола второго этажа. Можно использовать обычные доски, OSB или толстую фанеру. Крепление выполняют при помощи саморезов или гвоздей.

Этап #8. Обшивка перекрытия снизу и сверху финишными покрытиями

Поверх черновой основы снизу и сверху перекрытия можно укладывать любые подходящие материалы. На верхней стороне перекрытия, то есть на полу второго этажа, устраивают покрытия из ламината, паркета, ковролина, линолеума и т.д. При обустройстве пола нежилого чердака, черновые доски можно оставить без обшивки.

На нижней поверхности перекрытия, которая служит потолком для первого этажа, нашивают потолочные материалы: деревянную вагонку, пластиковые панели, гипсокартонные конструкции и т.п.

Эксплуатация перекрытий

Если в конструкции были использованы балки с большим запасом прочности, уложенные с небольшим шагом, то такое перекрытие долго не будет нуждаться в ремонте. Но все же проверять балки на прочность нужно регулярно!

При повреждении балок насекомыми или в результате переувлажнения, выполняется их укрепление. Для этого ослабленная балка вынимается, заменяется на новую либо усиливается при помощи прочных досок.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на прочность

Перекрытие – очень важный конструктивный элемент любого здания, будь то частный дом или здание большого предприятия. Больше всего вопросов вызывает технология перекрытия. О том, как выполняется монтаж балок перекрытия, какие нюансы стоит при этом учитывать, мы и поговорим в данном материале.

Общая характеристика балок из дерева

При строительстве именно деревянные балки перекрытий считаются самым экономичным вариантом. Их монтаж не вызывает особых трудностей. Материал характеризуется низкой теплопроводностью, особенно по сравнению с железобетонными, стальными балками.

Конечно, есть у дерева и свои недостатки. Например, невысокая механическая прочность. Если металл поражает коррозия, то дерево – различные грибки и микроорганизмы. Вот почему перед установкой необходимо тщательно обрабатывать их различными антипиренами и антисептиками.

Основные требования к перекрытиям

Что такое перекрытие? Так называется горизонтальная конструкция, которая разделяет пространство сооружения по высоте. Именно благодаря ему можно ставить в помещениях сколько угодно мебели, размещать оборудование. Кроме того, соединение балок прочно связывает несущие стены, делает сооружение более устойчивым. Деревянные балки перекрытий бывают цокольные, подвальные, чердачные и междуэтажные.

Балка перекрытия из дерева должна соответствовать следующим требованиям:

  1. Прочность. Поскольку речь идет о достаточно серьезных нагрузках, материал должен выдержать их. Учитывайте постоянное давление и переменное.
  2. Жесткость. Насколько используемый материал способен сопротивляться изгибу?
  3. Тепловая и звукоизоляция.
  4. Пожарная безопасность.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

  1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

  • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
  • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Тонкости расчетов

Итак, вы поставили цель определить, сколько балок понадобится для перекрытия. Чтобы сделать это, необходимо:

  1. Выполнить замеры пролета, который планируете перекрывать.
  2. Выяснить, какой способ крепежа на стене будет наиболее оптимальным.
  3. Рассчитать нагрузку.
  4. Подобрать нужный шаг и сечение, используя таблицы или специальный калькулятор.

Балки перекрытия: определение длины

Расчет длины выполняется в соответствии с размерами пролета, который будут перекрываться, а также глубиной заделывания в стены. Чтобы измерить длину пролета, воспользуйтесь рулеткой. Что касается глубины заделывания, во многом она зависит от материала.

Когда дом построен из кирпичей или блоков, балки перекрытия заделывают в «гнезда» глубиной 10 см и более (доска), 15 см и более (брус). Если сооружение деревянное, материал монтируется в отдельные зарубки глубиной минимум 7 см. Используете металлические крепления? В таком случае, длина балок и пролета будет одинаковой. Также допускается вариант, когда в процессе монтажа стропильных ног они выпускаются наружу, примерно на 30-40 сантиметров за пределы стен. Так формируется свес.

Оптимальным будет вариант, когда балки перекрытий деревянные используются для перекрытия пролетов в 250 – 400 сантиметров. Когда пролет достаточно длинный (более 4 метров), на помощь приходят современные конструкции из клееного бруса.

Как определить нагрузку?

Для начала давайте выясним, что представляет собой такая нагрузка. Она состоит из:

  • Нагрузки элементов перекрытия.
  • Эксплуатационного давления бытовых устройств, людей и пр. Расчет нагрузки достаточно громоздкий, обычно выполняется опытными специалистами. Однако вы всегда сможете сделать его самостоятельно. Предлагаем упрощенный вариант, с которым мы познакомим вас ниже.

А начнем мы с расчета перекрытия для чердака, на котором не планируется укладка крупногабаритных вещей, утеплитель будет легким (например, минеральная вата). Согласно предписанию СНиП 2.01.07-85, нагрузка составит:

  • 70 х 1,3 = 90 кг/м2. В данной схеме 70 – норма нагрузки в килограммах на один квадратный метр, а 1,3 – запас. Общая расчетная нагрузка рассчитывается следующим образом: Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м2. Округлим полученное значение в лучшую сторону и получим 150 кг/м2.
  • Планируя другой, более громоздкий утеплитель, и хранение различных вещей на чердаке, нормативное значение нагрузки желательно увеличить до 150 килограмм на м2. Что касается общей нагрузки, она составит: 50+150х1,3 = 245 кг/м2.
  • Есть еще и третий вариант, когда чердак используют для обустройства мансарды. Расчетная нагрузка при этом возрастает до 300 кг/м2.

Запомните одно простое правило: жесткость и прочность всего перекрытия зависит скорее от высоты балок, нежели от ширины. Поскольку на конструкцию действуют два вида нагрузки (сосредоточенная и распределенная), проектировать перекрытия нужно с небольшим запасом прочности. Это гарантирует, что эксплуатация перекрытия будет не только долговечной, но и безопасной.

Деревянные балки перекрытий: как узнать шаг, сечение?

Когда знаешь нужную длину каждой балки перекрытия из дерева, расчетную нагрузку, несложно узнать сечение, шаг укладки. По мнению большинства инженеров и специалистов в области строительства, универсальным вариантом будет прямоугольное сечение с соотношением ширины/высоты 1:1,4 (S и H соответственно).

Ширина балок может варьироваться от 4 до 20 сантиметров, высота – от 10 до 30 см. Когда с этой целью используются бревна, их диаметр варьируется от 11 сантиметров до 30.

Теперь давайте поговорим о шаге балок. В зависимости от вида, он варьируется в пределах 30-120 сантиметров. Если здание каркасное, необходимо, чтобы шаг укладки был таким же, как шаг стоек. Это позволит добиться максимальной жесткости.

Подведем итог вышесказанного. Вы только что узнали, как рассчитывать шаг и длину деревянных балок перекрытия, выполнять некоторые другие расчеты. Данный материал будет полезен всем, кто занимается строительством или хотел бы лично проконтролировать правильность расчетов, выполненных другими специалистами.

Выбор сечения балок перекрытия | Все о ремонте и строительстве

Перекрытия воспринимают нагрузку от находящихся на нем людей, мебели, оборудования и внутренних перегородок и передают ее на несущие стены здания. Также они соединяют стоящие друг над другом стены и препятствуют их сдвигу. Выбор сечения балок означает определение их толщины и ширины. При этом необходимо обратить внимание на следующие факторы:

  • требования по степени жесткости к перекрытиям;
  • на допустимую длину пролета балок перекрытия;
  • нагрузку собственного веса перекрытия и эксплуатационные (временные) нагрузки;
  • шаг балок;
  • толщину теплоизоляции;
  • качество древесины;
  • выбор материалов для устройства чернового пола;
  • конструкцию потолка;

Для определения сечения балок перекрытия можно пользоваться таблицей, разработанной на основании требований еврокода EN 1991-1-1 (таблица 10.1).

Таблица 10.1

Максимальная длина пролета для балок перекрытия
Сечение балки, мм Шаг балок, мм
300 400 600 300 400 600 300 400 600
3-й сорт 2-й сорт 1-й сорт
Максимальная длина пролета (м) в зависимости от класса качества древесины и шага балок
36×148 2,55 (2.50) 2,40 (2,25) 2.15 (1,80) 2,65 2.50 (2,40) 2,25 (2.10) 2,75 2,55 (2.50) 2,30 (2.15)
48×148 2,70 2,55 (2.50) 2,30 (2.10) 2,85 2,65 2,40 (2,30) 2,90 2,70 2,45 (2,40)
36×198 3,25 3,05 (3,00) 2,75 (2,45) 3,40 3.20 2,90 (2,80) 3,45 3,25 2,95 (2,90)
48×198 3,45 3,25 2,95 (2,85) 3,60 3,40 3.10 3,65 3,45 3.15
61×198 3,60 3,40 3.10 3,75 3,55 3,25 3,85 3,65 3.30
73×198 3,70 3.50 3.20 3,90 3,70 3,40 4.00 3,75 3,45
36×223 3,60 3,35 3,05 3,75 3,55 3.20 3,85 3,60 3.30
4

Устройство + Выбор Материала + Монтаж

Содержание статьи

Балки из цельного дерева с прямоугольным сечением

С появлением всё новых стеновых материалов, имеющих пористую, пустотную, щелевую структуру, популярность перекрытий, монтируемых из дерева и утеплителя, только возрастает. Применение балок с дощатым накатом и звукоизоляционным наполнением позволяет по-максимуму облегчить нагрузку на стены, требует совсем немного времени на монтаж.

В приоритете и невысокая цена конструкции, избавляющая от непомерных трат, которые и так ложатся тяжким бременем на плечи заказчика. Остаётся лишь разобраться, из каких балок и досок собирается деревянное перекрытие, и как осуществляются все сопутствующие операции.

Основы устройства деревянных перекрытий

В структуре деревянного перекрытия присутствует несколько элементов, но основным являются балки, которые по своей функциональности делятся на прогоны (опорные балки) и лаги (опираются на прогоны). Поверх лаг делается накат из досок или же листового материала, на который затем монтируется чистовой пол.

Вариант формирования пирога пола

Структура и размеры

В нижней части балок (на их боковых поверхностях) прибивают бруски с небольшим сечением, которые придают прямоугольнику тавровую форму. Таким образом, получаются консоли, на которые опирают щиты или листы, служащие основанием для укладываемого между балками утеплителя.

Черепные бруски в структуре перекрытия

  • С потолочной стороны (снизу) к балкам монтируется черновая подшивка, которая послужит основанием для штукатурки, это может быть каркас подвесной конструкции, либо чистовой деревянный накат из строганой и тонированной доски. В общем, тут уже всё зависит от варианта отделки потолка, которому отдано предпочтение.
  • Балки, применяемые для сборки деревянного потолка, имеют не только прямоугольное сечение. Это могут быть окантованные брёвна (чаще в бревенчатых домах), обрезные доски толщиной 80 мм (иногда сдвоенных), тавры с одним или двумя черепными брусками, двутавры. Минимальная длина балок обычно составляет 4,5 м, максимум 6 м.
  • Что касается сечения балок, то оно определяется расчётом и зависит от предполагаемой нагрузки. В частных домах за основу принимается значение 400 кг/м2, и в зависимости от длины пролёта и шага установки, сечение можно подобрать по представленной ниже таблице.

Таблица подбора сечения балок

Обратите внимание: Балка обязательно должна быть цельной, выбирать в ней пазы для опирания или же делать отверстия для вентиляции или пропуска коммуникаций недопустимо!

  • Если в структуре перекрытия должны присутствовать черепные бруски (что вовсе не обязательно), они должны быть уже пришиты к балкам до начала их монтажа. Это бруски сечением 40*50 мм, которые крепятся гвоздями 4,5*125 мм с шагом 25-30 см. Как уже было сказано, такие балки можно купить в готовом виде, в заводском исполнении.
  • Их изготавливают по действующему с 1987 года ГОСТ 4981, используя в производстве как цельную, так и клееную древесину. Первые маркируют БЦ, а вторые БК, цифра 0, 1 или 2 обозначает количество черепных брусков – далее шифруются параметры длины, высоты и ширины в дециметрах (например, БЦ1 — 42.15.5). Они так же могут быть антисептированы на заводе.
  • Вручную черепные бруски пришивают в основном, когда в качестве балок используют брёвна. Для этой цели их боковые грани опиливают. В остальных случаях гораздо проще приобрести готовые двутавровые балки, чем выполнять такую трудоёмкую операцию — что и делает большинство заказчиков.

Вариант с поддерживающей обрешёткой

Примечание: При отсутствии на балках черепного бруса, к их нижней поверхности прибивается поддерживающая обрешётка. К

Размеры и расстояние между балками

Отдых на террасе в прекрасный летний день — идеальный способ развлечь гостей на свежем воздухе или просто расслабиться и расслабиться. И хотя важно, чтобы колода была эстетически приятной для вас, самая важная часть вашей колоды — убедиться, что она структурно здорова. Это включает в себя понимание разницы между балкой и балкой, а также то, для какой цели они служат для вашей террасы, а также ее функциональность и безопасность.

Что такое балка?

Балки — это повторяющиеся структурные элементы, которые используются для создания каркаса настила.Минимальный размер балки, используемой при строительстве настила, зависит от количества устанавливаемых опор и балок.

Что такое балка?

Балка — это основной несущий элемент, обеспечивающий прочность конструкции крыши вашей палубы. Он не только поддерживает вес балок, но и других строительных элементов.

Расстояние между балками

Когда дело доходит до построения настила, вокруг балок крутится много вопросов. Какое правильное размещение? Как далеко друг от друга расположены балки пола? Как мне их сохранить?

В целом, балки, расположенные на расстоянии 16 дюймов по центру, могут перекрывать 1.5 раз в футах, их глубина в дюймах. 2×8 до 12 футов; 2×10 — 15 футов и 2×12 — 18 футов. Чем больше настил, тем больше балки.

В типичной конструкции настила, с ригелем с одной стороны балки и балкой с другой, размер балки определяется размером настила и основывается на общих максимальных пролетах, упомянутых выше. Для получения наилучших результатов обратитесь к нашей таблице пролета балок из дерева и композитных материалов.

Расстояние между балками (o.c.) 12 « 16 « 24 «
Виды Размер Допустимый пролет
Сосна южная 2×6 9′-11 « 9′-0 « 7′-7 «
2×8 13′-1 « 11′-10 « 9′-8 «
2×10 16′-2 « 14′-0 « 11′-5 «
2×12 18′-0 « 16′-6 « 13′-6 «

Дугласская пихта-лиственница,

Подол-Пихта,

Ель-Сосна-Пихта

2×6 9′-8 « 8′-4 « 6′-10 «
2×8 12′-8 « 11′-1 « 9′-1 «
2×10 15′-8 « 13′-7 « 11′-1 «
2×12 18′-0 « 15′-9 « 12′-10 «

Редвуд,

Western Cedars,

Сосна Подероза, Сосна красная

2×6 8′-10 « 8′-0 « 6′-10 «
2×8 11′-8 « 10′-7 « 8′-8 «
2×10 14′-11 « 13′-0 « 10′-7 «
2×12 17′-5 « 15′-1 « 12′-4 «

При установке обычной стойки ограждения, прикрепляемой болтами к боковой части рамы, рама большего размера обеспечит большую прочность поручней.До

Дипломная работа по системе балок перекрытия с более длинными пролетами (часть 2)

ГЛАВА VI

КОНСТРУКЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ТИПА II

Введение:

В этой главе многоэтажное здание проанализировано и спроектировано методом расчета предельной прочности ( долл. США ) в соответствии с обсуждениями, приведенными в главе III, и ссылками, предоставленными Winter and Nilson (1997 и 2003). Для ограничения пространства здесь подробно представлен один набор примеров конструкции для каждого компонента здания, такого как перекрытие, балка перекрытия, колонна, балка и фундамент.Размеры поперечного сечения вместе с расположением арматуры остальной части показаны в виде таблицы. Наконец-то предоставлен полный дизайн лестничной клетки.

Анализ и проектирование компонентов здания

Проект перекрытия:

Все панели перекрытия анализируются и проектируются в соответствии с «процедурой коэффициента момента ACI » ( Приложение I ). Типовой план этажа и план панелей даны в Приложении VII и Приложении VIX соответственно.Анализ и дизайн групп панелей ( S-1 ~ S-3 ) представлены ниже.

Расчетные данные

Методика расчета — Момент ACI Коэффициент полезного действия

Материалы:

= 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм

= 3 тысяч фунтов / кв. pcf

Нагрузки:

F.F + Перегородка = 30 psf

LL = 40 psf

Панель перекрытия S -1

Размер панели = 28′-2 ″ × 20′-6 ″

Ширина балки = 12 ″

Размер прозрачного пролета = 27′-2 ″ × 19′-0 ″

Соотношение панелей,

Тип панели = Двусторонняя плита (Вариант — 4)

1) Расчет нагрузки:

Толщина плиты

Собственный вес плиты

Отделка пола + П-стена = 30 фунт / фут.

Переменная нагрузка = 40 фунт / фут.

Факторная нагрузка = 1,2 Вт DL + 1,6 Вт LL

= 1,20 × (81,25 + 30) + 1,6 × 40

= 197,5 psf

ll) Расчет момента:

Опорный момент:

Момент среднего пролета:

lll) Проверьте d :

Максимальный момент = 5775.09 фунт-фут.

лВ) Расчет арматуры:

A. Сталь в коротком направлении

Сталь для положительного момента в среднем пролете

<200 psi

= Использовать # 3 бара 0.11

Расстояние

Используйте # 3 при чередовании изогнутых стержней.

Альтернативные стержни следует изгибать как по непрерывным, так и по прерывистым краям.

Сталь для отрицательного момента на обеих опорах

Таким образом, предусмотрена дополнительная верхняя часть стержня №3 между двумя опорами.бары.

B. Сталь в продольном направлении

Сталь для положительного момента на среднем пролете

(+) ve M B = 1745,49 фунт-фут

Расстояние

Используйте № 3 с попеременно изогнутыми стержнями.

Альтернативные стержни следует изгибать как по непрерывным, так и по прерывистым краям.

Сталь для отрицательного момента на обеих опорах

(-) ve M B = 2770,12 фунт-фут

Таким образом, обеспечьте дополнительную верхнюю часть стержня 1–3 между двумя опорами.бары.

Панель перекрытия S-2

Размер панели = 7′-0 ″ × 5′-8 ″

Ширина балки = 12 ″

Размер прозрачного пролета = 6′-0 ″ × 4′-8 ″

Соотношение панелей,

Тип панели

Схема каркаса — SteelConstruction.info

Большинство стальных каркасов, используемых в строительстве в Великобритании, можно сгруппировать следующим образом:

  • Стяжные рамы или «простая» конструкция, в которой балки и колонны рассчитаны на то, чтобы выдерживать только вертикальные нагрузки.Разъемы выполнены с номинальным контактом.
  • Жесткие или сплошные рамы, в которых каркасная конструкция спроектирована таким образом, что соединения между элементами выдерживают моменты.
  • Арочные конструкции, в которых силы передаются на землю в основном за счет сжатия внутри конструкции.
  • Натяжные конструкции, в которых силы передаются на землю за счет растяжения (или цепного действия) и за счет сжатия в столбах или мачтах, как в палатке.


Стяжные рамы с номинально штифтовыми соединениями и вертикальными распорками предлагают очень конкурентоспособное по стоимости структурное решение и являются наиболее часто используемой структурной системой в зданиях.Конструкции с жестким каркасом предпочтительны, если нет возможности использовать вертикальные связи, например, в полностью застекленных фасадах или в крупнопролетных конструкциях. В скрепленных рамах колонны рассчитаны на сопротивление главным образом усилиям сжатия. Колонны, используемые в жестких или непрерывных каркасах, также спроектированы так, чтобы противостоять изгибу.

Арочные и натяжные конструкции зависят от свойств стали при сжатии и растяжении и соответствуют четко определенным принципам конструкции. Структуры напряжения обычно ассоциируются с выразительными внешними структурами.Натяжные элементы в виде тросов или стержней обычно крепятся к земле.

[вверх] Компоненты из конструкционной стали

Основные статьи: Стальные конструкции, Модульная конструкция, Композитная конструкция

 

Формы профилей стальных открытых горячекатаных

Архитектору и дизайнеру доступен широкий спектр стальных компонентов, в том числе:


Соединения на месте обычно выполняются болтовым соединением, в то время как сварка может быть предпочтительнее для заводских соединений.

Производится широкий ассортимент стандартных горячекатаных стальных профилей, из которых проектировщики могут выбрать профиль, размер и вес, соответствующие конкретному применению. Это секции балки (UB), секции колонн с широкими полками (UC), параллельный канал полки (PFC), конструкционные полые секции (SHS) и угловые секции.

 

Формы конструктивных полых профилей (СВС)

 

Компоненты стандартного открытого стального профиля

Современные открытые стальные профили имеют параллельные фланцы.Серийный размер изменяется с шагом примерно 50 мм по глубине для более мелких участков и около 75 мм для более глубоких участков. Внутренние размеры между фланцами определяются используемыми прокатными станами, поэтому внешние размеры могут изменяться в зависимости от веса секции. Стандартизация горячекатаных стальных профилей привела к принятию стандартных соединений, которые стали привычными в отрасли.

На рисунке поясняются термины, используемые в отношении открытых горячекатаных профилей.Подробные размеры и характеристики сечения горячекатаного профиля, поставляемого British Steel и Tata Steel, доступны здесь.

[вверху] Стальные балки

 

Балки рассчитаны на сопротивление изгибающим моментам и поперечным силам. Формы горячекатаных профилей предназначены для достижения оптимальных свойств изгиба при использовании стали. В расчетной схеме равномерно нагруженных стальных балок обычно используются секции с отношением пролета к глубине от 18 до 20, т.е.е. при пролете 8 м стальная балка будет иметь глубину примерно 450 мм. В таблице приведены типичные отношения пролета к глубине для различных типов балок, используемых в различных системах перекрытий. Первичные балки простираются между колоннами, а второстепенные балки проходят между первичными балками и напрямую поддерживают плиту перекрытия.

Типичное соотношение пролета / глубины
Форма конструкции Отношение пролета / глубины для различных балок
Второстепенные балки Основные балки
Балка стальная 18-20 13-15
Балка композитная 22-25 16-18
Сотовая балка + 20–27 15-18
Балка перекрытия неглубокая 26–28
Стальная ферма + 15-18 12-15

Примечание:
+ Позволяет пропускать услуги через глубину балки

[вверх] Составные балки

 

Кромка композитная с композитным настилом

Стальные балки могут быть спроектированы так, чтобы действовать совместно с бетонной плитой с помощью соединителей, работающих на сдвиг, обычно в виде сварных стальных шпилек, которые привариваются с постоянным шагом к верхнему фланцу стальной балки.Показана составная краевая балка с настилом из оцинкованной стали, ориентированная параллельно балке.

Комбинированное действие значительно увеличивает прочность и жесткость стальной балки и, следовательно, может привести к более длинным пролетам для того же размера секции или, в качестве альтернативы, более легкие и мелкие секции могут использоваться для той же нагрузки и конфигурации пролетов. Для эффективного проектирования композитных балок отношение пролета к глубине балки находится в диапазоне от 22 до 25, поэтому композитная балка на 25–30% меньше стальной балки и на 30–40% легче по весу стали. .

Композитный настил выдерживает нагрузки во время строительства без временной подпорки до пролета примерно до 4 м, в зависимости от профиля настила. Пролеты могут достигать примерно 5 м, если плита подпирать во время строительства. Альтернативной формой композитной балки является использование сборных железобетонных плит с бетонным покрытием.

[наверх] Конструкционные системы в многоэтажных домах

Основные статьи: Многоэтажные офисные здания, Системы перекрытий, Длиннопролетные балки, Фермы, Стяжные рамы, Сплошные рамы, Композитная конструкция

 

Ростверк 7.Основные балки пролетом 5 м и второстепенные балки пролетом 9 м в композитной конструкции

Расположение балок перекрытий в зданиях во многом зависит от расстояния между колоннами. Колонны по периметру здания обычно расположены на расстоянии от 5 до 8 м, чтобы поддерживать элементы фасада. В большинстве зданий второстепенные балки рассчитаны на большее расстояние в решетке перекрытия, поэтому изгибающий момент, которому они сопротивляются, аналогичен моменту основных балок, и поэтому они могут иметь ту же глубину, что и основные балки.

Показана компоновка балок в сетке 7,5 м x 9 м, в которой основные балки охватывают меньшее расстояние сетки и выбираются такой же глубины, что и второстепенные балки. Когда соединители, работающие на сдвиг, привариваются к стальному настилу, верхний фланец стальных балок не окрашивается. В идеале более тяжелые балки должны быть соединены с полками колонны, но это не всегда возможно, потому что более широкие балки, возможно, придется «надрезать», чтобы они поместились между полками колонны. При соединении широких балок с более узкими колоннами могут потребоваться специальные меры по детализации.

В зданиях с ограниченной высотой потолка, например, в проектах реконструкции, секции UC могут использоваться вместо секций UB в качестве неглубоких, хотя и более тяжелых балок.

 
Длинные пролеты, коммерческие офисные помещения открытой планировки — Vulcan House, Шеффилд

Во многих зданиях более длинные внутренние пролеты создают более гибкое планирование пространства. Для изготовления длиннопролетных первичных или вторичных балок могут использоваться различные системы конструкционной стали.Эти системы с большим пролетом обычно используют принципы композитной конструкции для увеличения их жесткости и прочности и часто обеспечивают интеграцию услуг в пределах их глубины через отверстия в перемычках балок.

Конструкция неглубокого перекрытия отличается от других стальных конструкций тем, что не требует дополнительных балок, кроме стяжных элементов для соединения колонн для обеспечения прочности и устойчивости конструкции во время строительства.

[вверх] Ячеистые балки

Корончатые или ячеистые балки являются примерами элементов с более длинными пролетами, которые имеют большие, как правило, правильные отверстия в пределах глубины стенки.Эти балки обеспечивают большую конструктивную эффективность за счет увеличения глубины сечения при заданном использовании стали и обеспечивают несколько маршрутов для обслуживания. Ячеистые балки имеют большую архитектурную привлекательность из-за своей кажущейся легкости и отличительного внешнего вида для длиннопролетных крыш и полов.

В зубчатой ​​балке перегородка катаного профиля разрезается по длине балки в форме шестиугольной «волны». Две части разделяются, смещаются и затем свариваются, чтобы получить более глубокое сечение.

  • Изготовление ячеистой балки

(изображения любезно предоставлены Kloeckner Metals UK Westok)

 

В ячеистой балке стенка прокатанного профиля разрезается для образования круглых или удлиненных отверстий. Диаметр отверстий может варьироваться от 0,5 до 0,8 глубины балки.Ячеистые балки конструктивно эффективны и открывают множество архитектурных возможностей. При формировании из прокатных стальных профилей верхняя и нижняя части ячеистой балки могут иметь разные размеры, а секции можно легко регулировать и изгибать перед процессом сварки. В этом процессе образуется очень мало отходов, и все обрезки стали на 100% перерабатываются. Справа показан пример системы перекрытий с использованием ячеистых балок.

Когда балки изготавливаются из трех стальных пластин, размеры полок могут варьироваться, но толщина стенки остается постоянной.Размеры проемов вдоль балок также можно изменять в соответствии с требованиями обслуживания.

Ячеистые балки наиболее целесообразно использовать для длинных пролетов с умеренными нагрузками, таких как второстепенные балки в ростверках перекрытий или в конструкциях крыш. Обычные круглые отверстия в ячеистой балке очень эффективны для распределения круглых каналов в зданиях с тяжелым обслуживанием. Удлиненные отверстия могут быть размещены ближе к середине пролета (как показано), где поперечные силы низкие.

 

Выпуклые ячеистые кровельные балки
(Изображение любезно предоставлено Kloeckner Westok)

[вверх] Балки с большими отверстиями в стенках

 

Большое прямоугольное отверстие в перегородке с усилением в стальной балке

В составных балках в перегородке могут быть образованы большие отверстия для прохождения услуг в пределах глубины балки.Большие отверстия обычно имеют прямоугольную форму, но более правильные отверстия обычно имеют круглую форму. Сварные ребра жесткости, расположенные горизонтально над и под отверстиями, увеличивают размер и соотношение сторон отверстия, которое можно использовать. Для схемного расчета составных балок с разной формой проемов рекомендуется:

  • Глубина проема обычно должна составлять от 50 до 70% глубины балки
  • Круглые проемы можно размещать на расстоянии половины их диаметра (как для ячеистых балок).
  • Большие прямоугольные проемы следует размещать в средней трети пролета балки и иметь отношение длины к глубине не более 2, если не используются горизонтальные ребра жесткости.
  • Расстояние между краями прямоугольных проемов или между соединениями второстепенных балок, как правило, не должно быть меньше, чем большее из значений глубины балки или длины проема.
  • Для широких прямоугольных проемов горизонтальные ребра жесткости должны выходить за проем как минимум на 150 мм.
 

Отверстия в стенках длиннопролетных балок для прохода служебных помещений

Показано поперечное сечение перфорированной балки. В этом случае глубина проема составляет 400 мм, а глубина балки 600 мм подходит для пролета до 15 м. Как показано, общая глубина пола с учетом фальшпола и подвесного потолка составляет приблизительно 1,05 м.

[вверх] Конструкция неглубокого перекрытия

 

В системах неглубокого перекрытия используются стальные балки, нижний фланец которых шире верхнего.Это могут быть собственные прокатные профили, USFB или плоская стальная пластина, приваренная к нижнему фланцу стандартной секции UC. Более широкий нижний фланец поддерживает плиту перекрытия, так что балка частично заключена в глубину пола, что приводит к структурной системе без балок, выступающих вниз, что приводит к уменьшению высоты пола до пола. Плита перекрытия может быть в виде сборных железобетонных блоков, пустотелых бетонных блоков или глубокого композитного стального настила, в обоих случаях поддерживая монолитный бетон, который размещается на уровне или над верхней полкой балки.

Пролеты от 6 до 9 м могут быть достигнуты в обоих направлениях. Общая глубина пола обычно составляет от 300 до 350 мм, в зависимости от требований к контролю вибрации пола и обеспечению огнестойкости и звукоизоляции. Частичное покрытие стальной балки бетоном означает, что, как правило, обеспечивается огнестойкость в течение 60 минут, а огнестойкость в течение 90 или 120 минут может быть достигнута за счет использования дополнительной арматуры или защиты нижней стальной плиты.

Балка UC может быть заменена прямоугольной полой секцией (RHS) при использовании в качестве краевой балки из-за ее жесткости на кручение и аккуратной кромки, которую она обеспечивает на линии фасада.В некоторых случаях это может быть визуально желательно, например, для полностью застекленных фасадов. Кроме того, крепление облицовки к секции RHS может быть проще, чем к бетонной плите или закрытой стальной секции.

[вверху] Сводка пролетов конструктивных вариантов

Типичные пролеты и конструкционная глубина для различных вариантов конструкции из стали и бетона показаны в таблицах. Общая глубина этажа включает служебную и потолочную зону и, при необходимости, фальшпол.Для систем с большим пролетом услуги обычно включаются в конструктивную глубину, то есть с отверстиями в стенках в балках. Общая структурная и служебная глубина от 1 до 1,2 м (включая 120 мм для потолка) обычно используется при планировании многоэтажных зданий в зависимости от пролета.

 

Диапазон различных вариантов конструкции

Для офисов и многих других типов зданий 3 м используется в качестве глубины от пола до потолка, и в этом случае зона от пола до пола составляет от 4 до 4.2м. Для некоторых типов зданий допустима внутренняя высота 2,7 м, в этом случае общая площадь пола составляет от 3,6 до 4 м.

Типичная высота пола
Тип проекта Типовая высота от пола до пола + Высота (мм)
Офис престижа 4,0 — 4,2 м
Спекулятивная контора 3,6 — 4,0 м
Проект ремонта 3.5 — 3,9 м

Примечание:
+ Высота от пола до потолка плюс глубина этажа, включая услуги

[вверх] Столбцы

 

Элемент сращивания колонн, используемый в высотном здании в Лондоне

Колонны в скрепленных каркасах обычно имеют форму UC-секций, которые соединяются (соединяются) продольно в соответствующих точках, обычно каждые два или три этажа в высотных зданиях.Соединения балки с колонной выполняются либо с фланцами колонны (соединения по главной оси), либо с стенкой колонны (соединения по малой оси). Также может возникнуть необходимость в локальном усилении колонн в точках передачи нагрузки, например, для балок с моментными соединениями. Для 3–5-этажных зданий отправной точкой является колонна 254 x 254 UC, а для 6–8-этажных зданий предпочтительнее 305 x 305 UC.

Квадратные или круглые полые профили очень эффективны при сжатии из-за их повышенного сопротивления продольному изгибу по сравнению с открытыми профилями.Как круглые (CHS), так и квадратные (SHS) секции широко используются в качестве тонких колонн. Основной проблемой конструкции является соединение с торцом колонны, которое часто представляет собой сварную пластину оребрения с болтами к стенке балки. Соединения на торцевой пластине могут использоваться с расширяющимися анкерами или запатентованными «глухими» креплениями.

Колонны могут быть спроектированы для достижения большей прочности на сжатие и огнестойкость путем бетонирования (в случае H-образных секций) и бетонного заполнения (в случае полых секций).Например, заполнение между фланцами колонны с Н-образным сечением без армирования может повысить ее огнестойкость до 60 минут при сохранении тех же внешних размеров сечения. Заполнение пустотелых профилей бетоном позволяет повысить их огнестойкость до 60 минут без армирования и до 120 минут с армированием.

В таких конструкциях, как портальные рамы, где изгибающие моменты являются преобладающей формой нагрузки, UB-секции обычно используются для колонн.

[вверх] Фермы и решетчатые балки

 
Длиннопролетные изогнутые фермы крыши
Robin Hood Airport, Doncaster
(Изображение любезно предоставлено Tubecon)

Фермы и решетчатые фермы используются в длиннопролетных системах кровли и перекрытий. Термин «ферма» обычно применяется к крышам, которые могут быть скатными, тогда как решетчатые фермы обычно используются в качестве длиннопролетных балок перекрытия, которые более нагружены и не имеют ската.

Фермы и решетчатые фермы часто проектируются так, чтобы их было видно, поэтому выбор используемых элементов и их соединений важен для проектного решения.

Фермы и решетчатые фермы представляют собой треугольные или прямоугольные сборки элементов растяжения и сжатия. Слово «решетка» относится к использованию распорок N-типа или W-типа вдоль элемента. Верхние и нижние пояса обеспечивают сопротивление сжатию и растяжению при общем изгибе, а наклонные элементы жесткости противостоят поперечным силам.

Можно создавать самые разные кровельные фермы. Каждый из них может различаться по общей геометрии и по выбору отдельных элементов внутри них. Фермы могут быть спроектированы так, чтобы следовать профилю крыши, который также может быть изогнутым, тогда как решетчатые фермы используются в качестве длинных перекрытий. Фермы или решетчатые фермы могут иметь несколько основных форм, и они изготавливаются путем соединения стандартных секций болтами или сваркой. Для пролетов до 20 м достаточно использовать уголки, тройники и полые более легкие профили.Для очень длинных пролетов могут потребоваться полые профили UC или более тяжелые. Стяжки обычно легче хордовых.

 

Изогнутая треугольная ферма в аэропорту Гамбурга

Крепежные (диагональные) элементы обычно имеют W или N-образную форму. В N-образной форме ориентация элементов жесткости обычно изменяется в середине пролета, как показано ниже. В W-образной форме элементы часто изготавливаются из трубчатых секций, поскольку они эффективны как элементы жесткости, которые действуют попеременно при растяжении и сжатии.В легких зданиях подъем ветра может быть значительным и может вызвать изменение сил, действующих на ферму.

Триангулированные фермы часто используются в длиннопролетных конструкциях, так как они очень устойчивы благодаря своей форме. Нормальная форма — треугольник, направленный вниз, так что второстепенные балки проходят между верхними поясами. Показан хороший пример изогнутой треугольной фермы в аэропорту Гамбурга. Эти фермы опирались на наклонные трубчатые кронштейны.

[вверху] Космические рамки

 

Двухслойная пространственная каркасная крыша, окружающая уличный пейзаж в центре Виктории в Белфасте

«Пространственная» рама — это форма конструкции, которая охватывает большие площади с использованием сборок небольших структурных компонентов, которые соединяются в предварительно сформированных узлах.Это трехмерные узлы, которые обычно состоят из элементов растяжения и сжатия, соединенных наклонными связями. Круглые полые секции (CHS) обычно используются в космических каркасах, поскольку их толщина стенок может варьироваться в соответствии с усилиями в элементах при сохранении постоянного внешнего диаметра. Существует три основных вида поддержки пространственных рам, определяющих силы, которым они подвержены:

  • Точечная поддержка столбцами в четырех или более позициях
  • Множественная поддержка строк столбцов или «деревьев столбцов».
  • Сплошная кромочная опора.


Показан пример многоточечной опоры для двухслойной пространственной рамы над пешеходной улицей в центре Виктории в Белфасте.

[вверх] Формы связей в раскосных рамах

 

Крестовины в Академии Всех Святых, Челтенхэм
(Изображение любезно предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Конструкционные рамы с штифтовым соединением должны быть закреплены в вертикальном и горизонтальном направлениях.Устойчивость здания зависит от формы и расположения распорок. Другие элементы, противодействующие боковым силам, например бетонные стержни, могут быть соединены перекрытиями или горизонтальными связями. Для простоты вертикальные распорки размещаются в фасаде или внутренних перегородках. В идеале линия связи должна быть на средней линии основных колонн, но это может противоречить расположению внутренней обшивки внешних стен, и поэтому может потребоваться объединить конструкции связи и стены, не вызывая тепловых мостиков.

Наиболее распространенным расположением распорок в многоэтажных зданиях является распорка «X», «V» или «K» с использованием стальных уголков или полых круглых профилей. Перевернутая V-образная распорка предпочтительна там, где большие отверстия, например двери, которые требуются в рамно заливе.

 

Анкерные стержни, соединенные с круговым кольцом в крестообразных связях для малоэтажного дома

В X-образной форме элементы могут быть спроектированы так, чтобы противостоять как растяжению, так и сжатию или только растяжению, что приводит к более тонким элементам.Натяжные стержни или плоские пластины неэффективны при сжатии, и, следовательно, при использовании этих элементов силам сопротивляется только растяжение. Показан пример X-образной связи с использованием анкерных стержней, соединенных с круглым кольцом. Этот тип деталей часто используется как для визуально открытых, так и для скрытых связей, но напряжение, которое может возникнуть в стяжке, ограничивается изгибом соединительного кольца.

 

Элементы полого профиля квадратного сечения, используемые в крестообразных связях 10-этажного жилого дома

В формах K и V-образных распорок элементы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать растяжение и сжатие.В этом случае натяжные стяжки невозможны. В X-образных рамах с круглыми или квадратными полыми профилями (SHS) элементы также спроектированы на сжатие, а детали стыка позволяют соединять четыре стяжных элемента в точках пересечения. Показан пример открытой X-образной распорки с использованием секций SHS. Силы сдвига, которым может противостоять эта система, также зависят от сопротивления болтов сдвигу в месте соединения.

Плоские стальные пластины могут использоваться, когда они необходимы для размещения в полости кирпичной кладки или в двухслойных перегородках.Обычно в X-образных распорках используются плоские пластины, которые действуют при растяжении.

[наверх] Конструкционные системы в одноэтажных домах

Основные статьи: Одноэтажные промышленные здания, Рамы порталов, Моментостойкие соединения

 

Планировка одноэтажного дома

Самый экономичный способ ограждать большое пространство — использовать серию двухмерных «жестких» рам, которые расположены через равные интервалы вдоль одной оси здания.Для одноэтажных зданий, стабильность достигается в двух направлениях, либо путем использования жесткого каркаса, диагональной распорки, или через опорную действия бетонных стен или стержней. Жесткое обрамление может быть достигнуто в одном направлении за счет использования сопротивляющихся моментов соединений, но редко используется в другом направлении, которое, следовательно, закреплено традиционным способом.

[вверху] Открытие рамы

Рама может быть открытой, но может выходить за пределы фасада или крыши, образуя внешнюю конструкцию.Если каркас полностью расположен вне облицовки, он выражается во внешнем облике здания. В качестве альтернативы рама может быть расположена полностью внутри ограждающей конструкции. Между этими двумя крайностями взаимодействие каркаса и облицовки устанавливает дополнительный диапазон визуальных и пространственных отношений.

 

Показан простой пример рамной конструкции, которая продолжается за пределы оболочки здания для визуального эффекта.В этом случае перфорированные ячеистые балки увеличивают легкость конструкции, сохраняя при этом ее основную функцию в качестве жесткого каркаса.

Там, где стальная конструкция проникает через ограждающую конструкцию здания, следует позаботиться о минимизации потерь тепла через тепловые мосты.

[вверх] Каркасные конструкции портала

 
Рама портала с несколькими пролетами во время строительства
(Изображение любезно предоставлено Severfield (Design & Build) Ltd.)

Каркасные конструкции портала являются примерами жестких рам и являются наиболее распространенной формой ограждений для пролетов от 20 до 50 м. Рамы порталов обычно изготавливаются из горячекатаных открытых профилей, хотя они могут быть выполнены из решетчатых или сборных балок. Они закреплены условно (с помощью распорок X или K) в ортогональном направлении в боковых стенках или иногда между внутренними колоннами.

Как правило, портальные каркасные конструкции используются в одноэтажных зданиях или ограждениях промышленного типа, где основным требованием является обеспечение большого закрытого объема, такого как спортивный зал или распределительный центр.Как таковые, эти сооружения не могут иметь архитектурного значения. Однако основные принципы могут быть использованы в ряде более интересных архитектурных приложений, например, при формировании изогнутых стропил или при использовании перфорированных балок.

Элементы каркаса обычно состоят из стропил и колонн с жесткими связями между ними. Суженные бедра вводятся для усиления стропил на карнизах и образования соединений, устойчивых к моменту. Связи крыши и стен важны для общей устойчивости конструкции.Элементы рамы портала показаны на рисунке.

 

В таблице представлены некоторые общие рекомендации по проектированию конструкций портальной рамы. Минимальный уклон крыши с учетом прогибов обычно принимается равным 6 °. Колонны часто тяжелее стропил, а высота колонн составляет примерно одну пятую пролета рамы. Расстояние между каркасами зависит от прочности прогонов и снеговой нагрузки.

Указания по проектированию портальной рамы
Параметр Типичное значение
Пролет портальной рамы от 15 до 50 м
Расстояние между рамками от 5 до 8 м
Уклон крыши от 5 ° до 10 °
Глубина стропил от диапазона / 50 до диапазона / 60
Отношение пролета к высоте колонны от 4 до 7
Вес колонны (кг / м) 1.От 5 до 2 × вес стропил (кг / м)
Длина бугорка 10% диапазона
Глубина окантовки 2 × глубина стропил
Расстояние между прогонами от 1,5 до 2 м +

Примечания:

  • Без кранов или тяжелых дополнительных грузов
  • + Расстояние между прогонами уменьшено около бедра для обеспечения устойчивости бедра
 

Многоквартирный дом типа «Удачи и промахи» в процессе строительства

Двухпролетные порталы часто проектируются по принципу «ударил и промахнулся», в котором альтернативные внутренние колонны заменены продольной стержневой балкой, которая проходит между «ударными» колоннами и поддерживает точечную нагрузку от недостающей колонны.

Форма мансардной крыши может быть создана из линейных элементов с помощью сварки или болтов. Этот подход может быть расширен за счет огранки более коротких линейных участков для образования «псевдо-дуги».

 

Вместо наклонных стропил можно использовать гнутые балки. Радиус изгиба обычно такой, чтобы облицовку можно было установить до кривизны крыши. Однако некоторые системы облицовки, такие как глубокие композитные панели, могут быть менее устойчивы к такому типу деформации на месте.

На изображении показано интересное архитектурное решение, в котором соединение закрепленной балкой с колонной в раме портала выполнено с сопротивлением моменту за счет использования связующего элемента с колонной. Таким образом, галстук передает момент колонне.

[вверх] Дополнительная литература

  • Руководство конструктора стали, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012
  • Архитектурный дизайн из стали — Требилкок П. и Лоусон Р. М., опубликованные Spon, 2004 г.

[вверху] Ресурсы

[вверху] См. Также

Фальшпол — APA — The Engineered Wood Association

Система фальшпола — это сборка балок и балок, балок перекрытия и обшивки пола из фанеры или ориентированно-стружечных плит (OSB), все должного размера, соединенных вместе и размещенных на фундаменте.Система фальшпола предназначена для того, чтобы приподнять жилое пространство над землей, изолировать его от влаги и вредителей. Американские дома строились на фальшполах с колониальных времен, и эстетические и практические причины для строительства фальшпола актуальны и сегодня.

Многие термины часто используются для описания систем фальшполов в разных регионах страны. Примеры включают в себя фальшпол, неровный пол, фундамент из опор и балок и строительство подползников.Независимо от точного срока или используемого метода строительства, система фальшпола дает множество преимуществ.

См. Примеры использования фальшполов.


Типы систем фундаментов фальшполов

Прочный фундамент — самая важная часть нового дома. Поднятый деревянный пол может поддерживаться различными типами фундаментов (некоторые из них представлены ниже). Всегда проверяйте местные строительные нормы и правила относительно конкретных требований к фундаменту. Независимо от используемой системы фундамента фундамент и опоры должны быть соответствующего размера и прочности, чтобы выдерживать расчетные нагрузки.После того, как фундамент установлен, в завершение фальшпола устанавливается система из балок и балок, балок перекрытий и обшивки пола из фанеры или ориентированно-стружечных плит (OSB).


Колонно-балочный фундамент

У строителя есть несколько вариантов сооружения опор при сооружении балочного фундамента. Скины могут опираться на точечные или непрерывные опоры. Размещение и расстояние между опорами и опорами определяется расположением несущих стен и возможностями пролета балок перекрытия.


Фундамент стволовой стены

Сплошная фундаментная стена по периметру дома. Он часто строится из армированной кирпичной кладки или заливного бетона и опирается на сплошную железобетонную основу.


Стеновой фундамент из дерева

Сплошной фундамент, состоящий из стен с деревянным каркасом, обшитых конструкционной фанерой или панелями OSB поверх сплошного фундамента. Стены из деревянных стволов сокращают затраты на бетон, упрощают выравнивание и легко возводятся на месте.


Фундамент из деревянных свай и опор

Обработанные деревянные сваи и деревянные опоры сводят к минимуму или вообще исключают использование бетона. Они популярны в прибрежных районах для достижения необходимой высоты, но также могут быть экономически эффективными для поднятия пола всего на несколько футов. Сваи часто используются в грунтах с низкой несущей способностью.


10 причин для строительства фальшполов

Строители, предлагающие вариант фальшпола с обрамлением из прочной возобновляемой древесины, создают ценность не только для своих клиентов, но и для самих себя.К преимуществам конструкции фальшпола относятся:

1. Строить дешевле, чем плита на насыпи

Система фальшпола из дерева может быть недорогой альтернативой системе бетонных плит, особенно когда необходимо внесение грязи для поднятия конструкции.

2. Ускорение планирования торгов

Строительство фальшпола помогает при планировании торгов. Например, бетонные и кладочные работы не должны ждать установки и проверки сантехники, как это обычно бывает с плиточным фундаментом.

3. Ускоряет строительство

Формовка и отверждение бетона требует много времени. Вытаскивание засыпанной грязи и ее правильное уплотнение добавляет больше времени. Плохая погода и проверки могут привести к длительным задержкам с конкретным ремонтом. Строители утверждают, что возвести столбчато-балочный или свайный фундамент быстрее, независимо от погоды.

4. Обеспечивает более ровный фундамент на любом типе грунта.

Системы фальшпола могут быть построены на любом типе почвы и очень хорошо работают на проблемных почвах, таких как экспансивные глины, которые могут растрескивать обычные бетонные плиты.Хотя любой фундамент может осесть, использование опор с системой фальшпола упрощает выравнивание или ремонт. Ремонт или выравнивание треснувшей, поврежденной бетонной плиты может быть очень дорогостоящим.

5. Решает поймы и откосные участки

Подъем плиты с грунтовкой для выполнения требований по высоте поймы может быть дорогостоящим, трудоемким и трудным для должного уплотнения. Система фальшпола представляет собой практичное и доступное решение для соблюдения норм и защиты дома от наводнений.Для участков с уклоном деревянный пол на опорах более экономичен и практичен, чем строительство плиточного фундамента «вырезать и заполнить». Почва меньше нарушается, что снижает эрозию, а опоры устраняют необходимость в усиленных подпорных стенках.

6. Упрощает ремонт и обновление

Установка, обслуживание и модификация инженерных сетей, таких как водопровод, канализация и электричество, просты и экономичны по сравнению с системами перекрытий. Прокладка и изменение проводки для электрических, телефонных, телевизионных и домашних развлекательных систем выполняется быстрее.Отремонтировать или переместить сантехнику относительно легко и дешевле.

7. Опознает застройщика как зеленого и прогрессивного

Фальшпол — правильный выбор для окружающей среды. Дерево — это возобновляемый ресурс, для производства которого требуется гораздо меньше энергии, чем для бетона или стали. Последние достижения в области изделий из дерева и строительных технологий помогают создавать более прочные и эффективные дома.

8. Продает дома быстрее и с большей прибылью

Эстетика дома с фальшполом производит впечатление на покупателей жилья.«Люди замечают это», — говорит строитель Джон Купер из Cooper Homes. «Если они не будут платить больше за (эстетику) — а я думаю, что они платят — дом будет продаваться быстрее, чем дом на плите».

9. Соответствует изменению предпочтений потребителей

Все больше и больше покупателей жилья желают традиционного стиля и шарма, но не хотят жертвовать современными удобствами. Поднятые деревянные полы «дают владельцам домов современные удобства, сохраняя при этом стиль прошлого», — говорит строитель Деннис Коллиер из Collier Construction.В районах, подверженных наводнениям, «люди любят (приподнятые деревянные полы) просто для душевного спокойствия», — говорит строитель Питер Рассел из Bay Homes.

10. Уменьшает количество обратных звонков и снижает ответственность

Прочные, прочные деревянные дома служат несколько поколений. Кроме того, доступ к фундаменту дома с деревянным полом позволяет легко выполнять многие структурные модификации и техническое обслуживание, продлевая срок службы конструкции. Поднятое жилое пространство фундамента с деревянным полом изолировано от грунтовой влаги, термитов и вредителей и менее подвержено разрушению из-за растущих корней деревьев.Легкий доступ к фундаменту ускоряет осмотр.

Напольные фермы | Лучший способ каркаса

Фермы перекрытий — это решение многих проблем с каркасом пола. Архитекторы, инженеры и подрядчики используют фермы перекрытий для создания высококачественной конструкции без скрипа с дополнительными преимуществами в виде сокращения времени на создание каркаса, отходов и обратных вызовов. Универсальность конструкции и открытое пространство между поясами и перемычками ферм перекрытия для механических и сантехнических трасс предлагают огромные преимущества для современных сложных и сложных конструкций зданий.

Преимущества фермы перекрытия

  • стропил покрытия построены с 2x4s или 2x3s с широким, стабильной, что опорной поверхностью легче работать и вокруг.
  • Широкая поверхность для крепления гвоздей обеспечивает легкое приклеивание и быстрое и точное крепление обшивки, уменьшая скрипы и улучшая характеристики пола на протяжении всего срока службы конструкции.
  • Расстояние между фермами перекрытий обеспечивает максимальную конструктивную эффективность и скорость монтажа.
  • Жесткость и прочность можно придать ферме пола, создав более прочный пол.
  • Легко встраиваются специальные опоры, консольные и балконные детали.
  • Усадка, деформация или скручивание сведены к минимуму.
  • Длинные пролеты и варианты балочных ферм сокращают потребность в промежуточных несущих стенах, балках, колоннах и опорах — экономя время и затраты на строительство.
  • Конфигурация с открытым полотном оставляет много места для сантехнических, электрических и механических работ.
  • Фермы перекрытия позволяют использовать более мелкую или большую глубину.

Элементы, составляющие ферму перекрытия

  • Опора: Конструктивная опора, обычно балка, стена или столб, спроектированная строительным проектировщиком для несения реактивных нагрузок фермы на фундамент.
  • Нижний пояс: Наклонный или горизонтальный элемент, устанавливающий основание фермы, обычно несущий комбинированные напряжения растяжения и изгиба.
  • Панель / настил пола: Предварительно собранный блок, состоящий из балок перекрытия, чернового пола, готового пола и иногда потолка внизу, поддерживаемый стенами, колоннами или балками.
  • Общая глубина: Расстояние по вертикали между азимутом и самой верхней точкой пика.
  • Длина панели: Расстояние по горизонтали между осевыми линиями двух следующих друг за другом точек панели вдоль верхнего или нижнего пояса.
  • Точка панели: Место на ферме, где элементы перемычки и верхние или нижние пояса пересекаются и соединяются металлическими соединительными пластинами.
  • Размах: Расстояние по горизонтали между внешними краями внешних подшипников.
  • Верхний пояс: Наклонный или горизонтальный элемент, который устанавливает верхний элемент фермы.
  • Триангуляция: Акт формирования твердых треугольников с объектами, должным образом скрепленными вместе.
  • Web: Элементы, которые соединяют верхние и нижние пояса, образуя треугольные узоры, типичные для ферм. Эти элементы обычно несут осевые силы.

FHWA-HRT-04-098-Глава 5. Этаж Системные закрытые мосты Руководство-АПРЕЛЬ 2005

Глава 5. Этаж Системы

Система перекрытий крытого моста — важный элемент мост, потому что он поддерживает нагрузки и передает их на фермы. Чтобы сохранить соотношение пола и ферм в перспективу, полезно понимать, что дизайнеры предпочитают перекрытие должно иметь несколько меньшую вместимость, чем фермы. Фермы спроектированы с большей вместимостью, чем пол, так что в случае ожидаемая перегрузка, пол выставится первым бедствие, избегая серьезной неудачи.

В этой главе представлена ​​информация о следующих частях система деревянных полов:

  • Балки перекрытия — важные поперечные элементы опоры автомобильная загрузка.
  • Распределительные балки — элементы, прикрепленные к нижней стороне пола. балки, предназначенные для дополнения балок перекрытия.
  • Продольные стрингеры — пролёт между балками перекрытия (стрингеры можно исключить, если балки перекрытия будут близко расположены).
  • Профнастил — компонент, передающий нагрузки от колес на стрингеры или балки перекрытия.
  • Беговые доски — жертвенная поверхность для катания на настил встречается во многих крытых мостах.
  • Замена системы полов — когда предыдущий этаж был полностью удален, и новый пол не зависит от фермы.

Крайне редко можно встретить систему полов в историческом крытый мост, который сохранился со времен своего первоначального строительство. Как минимум, настил, вероятно, был менял несколько раз.Часто стрингеры и / или балки перекрытия также будет заменен. Соответственно, в этой главе рассматриваются различные состояния пола и компоненты, которые в настоящее время нашел в тех мостах. Здесь также представлен ряд примеров как заменяются элементы пола при ремонте крытого моста проекты.

На рисунках 40 и 41 показаны два наиболее распространенных обычных напольные системы. На рисунке 40 представлена ​​базовая система перекрытий, тип чаще всего встречается в городских мостах с решетчатой ​​фермой.Этот этаж Система включает поперечные балки перекрытия и продольный настил. На рисунке 41 представлена ​​более сложная система пола, обычно используется в мостах с ферменной стойкой или, в более общем смысле, во всех других типы ферм, которые имеют более четкие, разделенные точки панелей (в отличие от единой конструкции решетчатой ​​фермы города). Этот Система приводит к меньшему количеству, но более тяжелых поперечных балок перекрытия. An добавленным элементом в этой системе является продольный стрингер, который поддерживает поперечный настил.В следующих разделах обсуждается эти отдельные компоненты более подробно. Основная часть этого Глава посвящена традиционным компонентам деревянного пола. В В последнем подразделе обсуждаются некоторые из различных замен пола системы, которые были установлены в крытых мостах.

Рисунок 40. Поперечные балки перекрытия и продольный настил — Fitch’s Bridge, округ Делавэр, NY.

На рисунке 41 изображена трехслойная система перекрытия из балок перекрытия, продольный стрингер и поперечный настил (вне поля зрения).В расширение балки перекрытия за грань наружного сайдинга покрытие фермы Pony обычно поддерживает распорку между конец балки перекрытия и верх фермы для обеспечения бокового опора для верха фермы. Настораживающая особенность этого изображения в том, что стойки были временно сняты, чтобы облегчить осмотр моста, когда была сделана эта фотография.

Рисунок 41. Пол со стрингерами, пол. балки и поперечный настил —Comstock Bridge, Ист-Хэмптон, Коннектикут.

Поперечные балки перекрытия являются важными элементами любой крытой мостовая система перекрытий. Как объяснялось в главе 2, эти балки перекрывают между двумя (реже тремя) продольными фермами. Эти балки обеспечивают основную опору для динамических нагрузок за счет перекрытия между фермами.

Гибка

Балки перекрытия подвержены двум основным нагрузкам: изгибу и сдвиг. При нагружении балки возникает изгиб под напряжением. Вершина волокна элемента сжимаются, стремясь укорачивать верхнюю часть луч.Нижние волокна в элементе раздвинуты в стороны. натяжение, стремящееся удлинить нижнюю часть балки. Гибка напряжения часто контролируют конструкцию балок перекрытия из стали и / или бетон. Древесина относительно прочна на изгиб. стрессы.

Напряжения изгиба максимальны около центра пролета. балки перекрытия, что указывает на необходимость полного сечения балки там. Некоторые этажи содержат нижнюю боковую систему с элементами которые встречаются в середине балки перекрытия.Часто такие соединения включают паз и шип, что приводит к некоторому разделу потери от балки перекрытия (см. рисунок 42, где показан пример аналогичного соединение в конце балки перекрытия). Хотя паз будет располагаться вблизи нейтральной оси сечения, приведенная прочность балки перекрытия может быть значительной. (Нейтральная ось элемент — это геометрическое положение в разрезе, которое не испытывает напряжения от изгибной нагрузки секции; е.грамм., для прямоугольного элемента он обычно находится на середине высоты раздел.) Следовательно, внимательное рассмотрение этой ситуации желательно, и таких деталей следует избегать, если это возможно.

Рисунок 42. Врезное соединение в балка перекрытия —Даунсвилл-Бридж, округ Делавэр, NY.

Хотя может быть и соединение боковых сторон ближе конец балки перекрытия (как показано на рисунке 42), либо существенное уменьшение сечения из-за надреза конец балки перекрытия, изгибающие напряжения в балке перекрытия обычно довольно маленькие на концах.Эти условия редко контролировать размеры балки перекрытия, но это следует проверить.

Ножницы

Второй тип первичного напряжения, который следует учитывать в балках перекрытия: сдвиг. Один из способов визуализации касательных напряжений связан с тенденцией для отдельных элементов в балке, чтобы исказить их первоначально квадратная форма в форму параллелограмма (но не квадратная) (технически ромбовидный). Этот тип искажения называется сдвигом. искажение.

Древесина — ортотропный материал; его основные свойства различаются отношение к направлению волокон древесины.В древесине вертикальный сопротивление сдвигу (поперек стержня) сильное и редко контролирует размер члена. Однако горизонтальный сдвиг сопротивление (по длине элемента) относительно слабое. Это это напряжение сдвига вдоль зерна, которое занесено в таблицу таблицы допустимых напряжений NDS. Горизонтальное напряжение сдвига термин используется в ссылках на древесину, потому что поперечные силы (и их сопутствующие напряжения сдвига) в балках обычно больше, чем в столбцы.Более слабая компонента сдвига вдоль зерна ориентирована горизонтально в балках, рассчитанных на сопротивление вертикальным гравитационным нагрузкам. Напряжения сдвига часто определяют размер балок перекрытия. В отличие от изгиб, что приводит к самым высоким напряжениям изгиба на в середине балки перекрытия наибольшие касательные напряжения ближе к концу балки.

Локальные горизонтальные касательные напряжения в деревянной балке увеличиваются, когда есть какой-либо дефект поперечного сечения. Эти дефекты могут быть естественные, такие как проверка усадки в результате нормальной сушки дерева или сучка.Дефект также мог быть результатом детали соединения, используемые с элементом, например, вырез в соответствии с размером балку перекрытия в место ее опоры вдоль фермы. Рисунок 43 изображает детали, используемые на концах большинства балок перекрытий в городе решетчатые фермы. Обратите внимание, что и низ, и верх имеют насечки. Нижняя выемка обеспечивает поперечный и надежный упор против пояс фермы. На верхней части есть выемка, чтобы член мог поместиться в меньшие и наклонные верхние проемы в решетчатой ​​ферме члены.Комбинация этих выемок может увеличить сдвиг напряжения в балке перекрытия достаточно, чтобы потребовать усиления балка на концах. Обычно это достигается с помощью вертикальных, шурупы большого диаметра. Этот метод армирования стержней в настоящее время не включены в проектные спецификации; Тем не менее статья «Проектирование деревянных балок с зубьями» в журнале Journal of Отдел структурного проектирования обсуждает эти вопросы. [7]

Рисунок 43.Торцевые вырезы балок перекрытия используется в ферме городской решетки — мост Уэст-Даммерстон, VT.

В последнее время наблюдается некоторый интерес к использованию древесины лиственных пород. дюбеля вместо шурупа при армировании критические плоскости сдвига в балках перекрытия. Лаги имеют свойство ржаветь (даже если они изначально были оцинкованы), тем самым становясь неприглядными и менее эффективен. Дюбель из твердой древесины также может быть дешевле. чем гальванизированный шуруп. Деревянные дюбеля не упоминаются в текущие спецификации дизайна, но различные исследователи начинают обсудить поведение дюбеля.Несколько инженеров-мостовиков использовали дюбеля вместо стяжных винтов в некоторых установках, где уверенность в том, что деревянный дюбель может улучшить сопротивление сдвигу, которое, как показал анализ, необходимо. Рисунок 44. изображает использование деревянных дюбелей для усиления стойки против горизонтальный сдвиг от вертикальной составляющей нагрузки в диагональ. Более темный аккорд обрабатывается давлением, в то время как столбик более светлого цвета и диагональ нет.Аналогичный дюбель возможно усиление балки перекрытия. Ферма показана горизонтально на этом изображении, поскольку он строился на фальшивая работа.

Рисунок 44. Армирование деревянными дюбелями пост — Милл-Бридж, Танбридж, Вирджиния.

Живая нагрузка Прогиб

Вертикальные отклонения также заслуживают изучения при рассмотрении балки перекрытия. Балка перекрытия, способная выдержать изгиб и напряжения сдвига, связанные с движением транспортного средства, все еще могут отклониться достаточно, чтобы пользователь моста заметил.Самый дизайн спецификации ограничивают величину отклонения, допустимого в элементы — например, спецификации AASHTO указывают на динамическую нагрузку ограничение прогиба длины пролета (в дюймах), деленное на 500 для деревянные элементы. Это ограничение отклонения может, в некоторых случаях, установить, что балки перекрытия должны быть больше, чем требуется, чтобы противостоять напряжениям сдвига и изгиба. На практике, балки перекрытий крытых мостов часто слишком гибкие, чтобы удовлетворить это требование.Следовательно, необходимо решить, есть ли такой ограничение работоспособности является разумным, или если ограничение может быть расслаблен. Некоторые практикующие приняли такое расслабление, но степень такого принятия неизвестна.

Типичный теоретический Слабость балок перекрытия

Несколько отдельно от обсуждения общих вопросов связанных с балками перекрытия, в этом разделе руководства поднимается тема. То есть оценка перекрытых мостов часто находит пол. система должна быть значительно слабее, чем хотелось бы, по сравнению с текущие требования.Многие считают, что текущие спецификации являются чрезмерно жесткими при оценке прочности балок перекрытия. Этот вывод делается из того факта, что балка перекрытия оказалась теоретически слабее, чем хотелось бы, часто может функционировать успешно, без признаков бедствия. Некоторые говорят, что допустимые напряжения сдвига слишком консервативны. Другие подозревают что коэффициенты распределения нагрузки для этих типов напольных систем слишком консервативны. На сегодняшний день нет общепринятых инженерный анализ или практика, связанная с этой темой, хотя многие люди занимаются этим.Требуется гораздо больше исследований.

Следовательно, если кто-то присоединяется к такому убеждению и сопротивляется принимая вердикт анализа, взятый непосредственно из применяя сегодняшние спецификации, то необходимо учитывать альтернативных средств оценки прочности и исправности балок перекрытия. Этот момент усиливается каждый раз даны рекомендации по замене, казалось бы, исправных и удовлетворительные существующие балки перекрытия.

Рассмотрение Распределительные балки

Многие существующие системы полов содержат конструктивные элементы, не являющиеся частью оригинальной конструкции.Эти элементы выровнены по оси моста и прикреплены к нижней стороне пола балки. Обычно они включают одну линию элементов вдоль центр этажа; иногда по третьему точки балок перекрытия. Члены обычно массивные пиленые бревна и расположены в шахматном порядке вдоль моста с каждым элементом, непрерывным под множеством балок перекрытия.

Эти элементы идентифицируются по ряду терминов; обычный термин распределительный луч.Название происходит от намерения элемент для распределения воздействия нагрузки на колесо более чем на один балка перекрытия. «Распределительные лучи» в главе 12 обсуждают задействованные аналитические вопросы; их эффективность спорна. На рисунке 45 показан пример двойной линии распределения. балки.

Рисунок 45. Установка раздачи балки —Union Village Bridge, VT.

Присоединение к нижней стороне балки перекрытия почти всегда через стальные U-образные болты, расположенные над балкой перекрытия и зажат под распределительной балкой, со стальной пластиной на нижний конец U-образного болта.Когда автомобиль пересекает балку пола, его отклонение заставляет распределительную балку опускаться, тем самым снос соседних балок перекрытия; вот почему это называется распределительный луч.

На практике со временем соединения могут ослабнуть (даже если от усадки бруса), а прогиб распределения пучок может стать настолько маленьким, что внесет свой вклад в подозреваемая балка пола.

Эти балки часто бывают довольно толстыми — до 203 мм толщиной на 406 мм. высокий (8 на 16 дюймов).Следовательно, они могут добавить значительный вес. к мосту.

Некоторые инженеры считают, что эти распределительные балки чистые свидетельство того, что характеристики моста недооценивают пропускную способность балки перекрытия. Добавление распределительных балок просто задумано как средства для увеличения распределения автомобильных нагрузок до большего члены. Тем не менее, сравнивая состояние балок перекрытия в десятках исторические крытые мосты не улучшают состояние балок перекрытия в тех мостах с распределительными балками, чем в эти мосты без них.

Исследование этих компонентов было проведено в рамках Изучение мостов штата Вермонт в начале 1990-х гг. Вывод исследования заключался в том, что вклад компоненты не могли быть гарантированы; следовательно, никакой пользы от них следует предполагать. Далее при работе на конкретном мосту с распределительные балки были предприняты, было рекомендовано балки необходимо снять, чтобы облегчить нагрузку на мост.

Другие проблемы с полом Балки

Есть несколько других вопросов, представляющих общий интерес, касающихся балки перекрытия.

Балки перекрытия играют жизненно важную роль в обеспечении нижней части мост выдерживает боковую нагрузку от ветра или силы потока. За мосты с промежуточными соединениями с нижними отводами в посередине балок перекрытия большие силы могут передаваться балки перекрытия от такой боковой нагрузки, вызывающей поперечные (слабые ось) изгиб балки перекрытия.

Точно так же тяговые силы в системе палубы (от торможения транспортных средств) также могут вызывать дополнительные напряжения в полу луч.

Иногда концы балок перекрытия имеют недостаточную опору зона, которая может привести к защемлению балки перекрытия. Это может быть особенно актуально для решетчатых перекрытий Town, для тех, кто балки перекрытия, которые опираются только на самые внутренние пояса.

Типовой этаж Балки

Типовые балки перекрытия составляют от 203 до 254 мм (от 8 до 10 дюймов) шириной и глубиной от 305 до 356 мм (от 12 до 14 дюймов). Какой-то узкий город решетчатые мосты с их многочисленными балками перекрытия содержали много более узкие балки пола для поддержки изначально более легких автомобилей.В мосты, требующие достаточной грузоподъемности для более тяжелых транспортных средств (18 метрических тонн (MT) или 20 тонн), или тех, которые имеют ширину в две полосы, цельнопиленные элементы разумного размера могут оказаться недостаточно прочными. В В этих случаях балки перекрытия из ламината размерных клееный брус (клееный брус или брус) можно обеспечивают большую производительность за счет повышенных допустимых напряжений и большие разделы.

Как объяснялось выше, некоторые крытые мосты имеют стрингеры — продольные балки, несущие нагрузку от настила на балки перекрытия.Расстояние между стрингерами обычно не превышает 0,6 до 1,2 м (от 2 до 4 футов) по центру. Стрингеры простираются только с одного этажа балка до следующей, с ограничением пролета от 2,4 до 3,7 м (от 8 до 12 футов). Иногда стрингеры бывают достаточно длинными, чтобы охватить два пролетов балок перекрытия, превращая их в двухпролетные неразрезные элементы. Эти элементы более жесткие, чем простые пролеты (когда они того же размера, что и однопролетные элементы) и лучше справляются с распределением живых прогибы нагрузки, особенно когда двухпролетные стрингеры в шахматном порядке с концами, поддерживаемыми чередующимися балками перекрытия.

Как и балки перекрытия, стрингеры рассчитаны на сопротивление изгибу и напряжения сдвига и ограничения прогиба. Сдвиговые напряжения часто контролировать размер стрингеров. Размеры стержней от 254 до 305 мм (От 10 до 12 дюймов) в глубину и от 100 до 150 мм (от 4 до 6 дюймов) в ширину. общий. Стрингеры обычно однокомпонентные, спиленные. пиломатериалы.

Общей проблемой для всех деревянных настилов в крытых мостах является отсутствие трения о дорожное покрытие. Поверхность палубы внутри крытый мост часто становится гладким, и скольжение внутри крытого моста при включении тормозов.Там не является общепринятой практикой борьбы с этим явлением, но это важный вопрос, который необходимо признать. Некоторые предпочитают устанавливать перила сужения для замедления движения транспортных средств в свете этого вопрос. В редких случаях выше используется асфальтовое покрытие. настил для этой цели.

Доска настила

Самый простой и распространенный тип настила состоит из массивной массивной древесины. доски. Они напрямую поддерживают колесные нагрузки и распределяют их. к стрингерам или балкам перекрытия.В стрингерных полах палуба доски идут поперек моста. В мостах с балками перекрытия только доски простираются в продольном направлении. Планка обычно 75 или 100 мм (3 или 4 дюйма) толщиной и может составлять от 152 до 305 мм (от 6 до 12 дюймов) в ширину и от 3,7 до 4,9 м (от 12 до 16 футов) в длину. Колода доски обычно вырезают из хвойных пород, таких как южная сосна или Дуглас Фир. Дополнительная статическая нагрузка, приложенная к более плотной древесине твердых пород планки редко оправдываются требованиями к нагрузке. Доски обычно просто прикрепить шипами или привинтить к опорным элементам.Типичный поперечный настил из досок показан на рис. 46. Этот экземпляр имеет продольные ходовые планки сверху по колесной линии.

Рисунок 46. Типовой настил поперечной доски. с беговыми досками —Центральный мост в Салисбери, Округ Херкимер, штат Нью-Йорк.

Некоторые крытые мосты состоят из двух слоев деревянных досок, уложенных на прямые углы. Это сложно оправдать ни экономически, ни с точки зрения грузоподъемности.Есть даже примеры мосты с двойным слоем настилов, а третий слой — беговые доски — поверх этих двух слоев (см. «Беговые доски» далее в этой главе).

Гвоздь-ламинированный Профнастил

Рисунок 47. Ламинированный гвоздевой настил. удалено —Fitch’s Bridge, округ Делавэр, NY.

Профнастил, ламинированный гвоздями, обычно собирается с пиломатериалы, обработанные под давлением, для защиты от преждевременного ухудшение.Материал конструкционного качества (выберите конструкционный или № 1 степень) может обеспечить прочность, необходимую для правильной поддержки проектировать автомобили. Южная сосна — популярный вид для этого использовать.

Клей-ламинат Профнастил

Альтернативой настилу из гвоздей является настил панели клееные в магазинах, из номинального бруса 50 мм (2 дюйма). Эти панели часто имеют ширину около 1,2 м (4 фута) и могут достигать 4,9 до 6,1 м (от 16 до 20 футов) в длину. Глубина панели такая же номинальная. 100, 150, 200 или 250 мм (4, 6, 8 или 10 дюймов).Эта глубина и более высокие допустимые напряжения делают эти панели эффективными при несение нагрузок между широко расставленными балками перекрытия. Эти палубные панели поэтому обычно ориентированы продольно вдоль моста. Это означает, что есть несколько панелей по ширине проезжая часть. Панели обычно располагаются в шахматном порядке, чтобы стыковые соединения смежных панелей опираются на разные балки перекрытия. Часто, соседние стыки должны находиться на расстоянии не менее 1,2 м (4 фута) друг от друга по оси моста.Панели можно устанавливать поперечно над продольными стрингерами.

Панели обычно изготавливаются из обработанного пиломатериала и фрезерованы. сверху, чтобы поверхность была гладкой. Смежные и торцевые панели часто соединяются глухими стальными дюбелями для разделения нагрузки между панелями и уменьшение дифференциальных перемещений. Специальные аппаратные приспособления соединяют панели с балками перекрытия. Для пиломатериалов, обработанных давлением, необходимо указать оцинкованные или даже крепеж панели из нержавеющей стали.Рисунок 48 показывает балки перекрытия и профнастил в стадии строительства. Эти панели были изготовлены в виде отдельных блоков по всей длине мост — 39,6 м (130 футов).

Рисунок 48. Балки перекрытия клееные и строящаяся система настила —Hamden Мост, округ Делавэр, штат Нью-Йорк.

Traffic постепенно изнашивает верхнюю поверхность любого настила. Этот износ может быть значительным, особенно для настилов из хвойных пород, поэтому что все это должно быть заменено через несколько лет, хотя повреждение довольно локализовано.Распространенной практикой является создание слой досок из твердых пород дерева, выровненный только по дорожкам колес. Эти члены намеренно приносятся в жертву износу и с большей готовностью заменять по мере необходимости, без замены всей колоды. А типовая установка сдвоенных линий беговых досок показана на рисунок 49.

Рисунок 49. Беговая планка. инсталляция — Тафтсвиллский мост, VT.

Ходовые планки можно размещать вдоль колесных путей двумя отдельные участки, часто шириной 1 м (3 фута), сделанные из нескольких досок в каждом блоке.Иногда беговые доски помещают в один слой во всю ширину. Первая схема дешевле, и имеет тенденцию замедлять движение, помогая водителям избежать скольжения беговые доски. Последняя схема при контакте избегает проблемы транспортное средство соскальзывает с колеи (что может вызвать водитель потерял контроль над транспортным средством) и столкнулся с фермой. В тенденция сдвоенных пар беговых досок замедлять водителей широко признанный эффективный инструмент для обеспечения скорости ограничение на однополосный мост.Для тех мостов, которые часто используются снегоходы, вопрос ширины снегоходных гусениц и лыж должны быть рассмотрены и могут привести к решению избегать использования центральный зазор между полосами колесной линии. Точно так же эти путешественники при использовании мотоциклов необходимо соблюдать осторожность из-за гладкости дерева и нестабильность, связанная с высадкой.

Ходовые доски обычно имеют номинальную толщину 50 мм (2 дюйма) и при желании можно обработать консервантами. Часто бегайте по доске изнашиваются задолго до того, как необработанные члены сгниют, что указывает на то, что лечение от гниения может быть ненужным расходом.Этот решение должно частично основываться на ожидаемом количестве проезды автомобилей каждый день. Для более высокого использования потребуется член замену чаще, что означает, что лечение давлением больше посторонний. Низкое использование может привести к разумному использованию устойчивых к гниению лечение.

Системы деревянных полов заменяются довольно регулярно, в связи с износ, чрезмерный износ и / или структурное повреждение после 30-40 лет. Иногда владелец устанавливает другой пол. система, чем та, которая изначально была установлена ​​в мосту.Владелец может обнаружить, что альтернатива явно дешевле или может обеспечивают большую пропускную способность, чем предыдущая система этажей. В Фактически, системы перекрытий часто являются слабым звеном в мостах. грузоподъемность. Возможно, это не так уж и плохо; чрезмерно тяжелая нагрузка может выйти из строя некоторые элементы пола, не уронив автомобиль в реке, или не забирая с собой весь промежуток. Более тяжелый ламинированный гвоздь или ламинированные клеем настилы обычно устанавливаются для обновления грузоподъемность по сравнению с оригинальным настилом из деревянных досок.Обычно это не оказывает значительного эстетического воздействия на состав.

В некоторых случаях колода заменяется во время установка структурно независимой мостовой системы внутри оболочка оригинального крытого моста. Этого можно добиться установка двух или более стальных балок внутри оригинала, но ниже его фермы с брусом или даже бетонный настил, опирающийся на продольные стальные балки. Балки будут поддерживаться на независимые опорные площадки на опоре, отдельные от фермы зона поддержки.Иногда лучи бывают настолько глубокими, что видны ниже низ исходных ферм. Это означает, что либо проезжая часть поверхность должна быть приподнята, чтобы поддерживать ту же самую низкую точку возвышение конструкции (важно, когда гидравлическое отверстие не должно быть уменьшенным), или балки выступают ниже ферм (когда есть достаточное гидравлическое открытие). Часто лучи плохо видны и не вызывают возражений у путешествующей публики. Многие считают это действие эффективно выпотрошивает мост и, следовательно, неприемлемо.Однако это может быть единственный способ удержать мост в оказание услуг. На рисунке 50 изображена независимая система перекрытий.

Рисунок 50. Независимый пол. система —Чизельвильский мост, штат Вирджиния. Обратите внимание, что крышка опоры не поддерживает деревянную ферму, которая должна выдерживают вес покрытия и снега.

Недавний опыт в Вермонте показывает, что это действие не принимаются в этом штате, в то время как Пенсильвания продолжает разрешить этот метод армирования.Каждое государство и собственник имеют дело с эта проблема сохранения в соответствии с местными практиками, обычаями и Ресурсы.

Это действие, когда завершено, отделяет деревянные фермы и покрытие от опоры автомобильной загрузки. Следовательно, рутина осмотр мостов (по требованию федерального правительства каждые два лет) будет сосредоточено на основных несущих элементах (стальных балках и настил) и может уделять меньше внимания фермам и покрытию. Со временем серьезное ухудшение может стать более выраженным и избегать обнаружения до тех пор, пока покрытие не обрушится на балочный мост неизбежно.Это представляет серьезную проблему безопасности для пользователи моста и потенциальная потеря исторического моста.

Важный вопрос связан с подключением оболочки к стабилизировать нижний пояс фермы. Горизонтальное соединение нижний пояс оболочки требуется для обеспечения сопротивления ветровая нагрузка на борта корпуса. Тем не менее независимая конструкция отклонится вертикально под действием автомобильного движения.Несоединенная оболочка не отклонится от что живая нагрузка. И наоборот, снаряд будет отклоняться от влияние снеговой нагрузки, в то время как независимая конструкция отсутствует. Следовательно, если кто-то попытается соединить нижнюю часть оболочки с независимая конструкция, адекватное вертикальное дифференциальное движение должно быть размещенным. Кроме того, если это соединение со временем закрепится, оно может разорвать нижний пояс оболочки и разрушить ее.

Оставить комментарий