В современном строительстве многоэтажных жилых зданий (как офисных, торговых, так и жилых) задействовано огромное количество различных элементов. Среди них: бетонные плиты, плиты перекрытий, лестничные марши и площадки, ЖБИ ступени, сваи и пр. Одной из важных конструкций любой монолитной постройки являются железобетонные перемычки. Данные элементы служат опорой для стен, а так же фиксируют дверные и оконные проёмы. Данная продукция ЖБИ отличается своей прочностью и долговечностью. Составляющие железобетонных перемычек (металл и бетон), благодаря своим свойствам, функционируют в отличном тандеме: металл не боится растяжения, однако уязвим при сжатии, бетон же наоборот – может нести любые сдавливающие нагрузки, но будет подвержен разрушению при растяжении. Благодаря данным свойствам, устройство перемычек железобетонных конструкций отличается особой прочностью (надёжен при любых видах нагрузки), огнестойкостью, устойчив к любым перепадам температур (от минус 30 до плюс 60 градусов) и другим воздействиям окружающей среды. Данная единица ЖБИ может быть задействована при постройке любых сооружений.
Устройство перемычек железобетонных изготавливается соответственно ГОСТу 948-84 с.1.038.1-1 в.1., а каждое изделие утверждается сертификатами и паспортами качества. Для выпуска данного объекта, в производстве используется напряженный железобетон не ниже класса, чем В15. Как правило, в процессе изготовления перемычек используется бетон марки М250. Бетон же, являющийся исходным сырьём для изготовления железобетонных перемычек, устойчив к резким изменениям температуры и может обладать морозостойкостью в пределах от F-35 до F-200. Бетон марки М250 также отличается высоким коэффициентом жесткости, устойчивостью к механическим перегрузкам и образованию трещин. Данный материал так же характеризуется высокой сейсмоустойчивостью (конструкции, построенные с использованием данного класса бетона выдерживают землетрясения силой до 7 баллов). В принципе, строительство железобетонных перемычек допускает использование бетона и других марок, отличающихся меньшей плотностью. Однако данное решение принимается с учётом климатической среды в регионе строительства и общих условий эксплуатации будущего здания.
В зависимости от вида возводимой конструкции, процедура армирования железобетонных перемычек может производиться продольной напряженной арматурой либо простой арматурой. Для этого используют нерифленый или рифленый стальной прут диаметром 0,4-0,6 мм. Ещё на стадии проектирования просчитывается допустимая нагрузка каждой единицы данного вида. Измерения производят в килограмм силах на метр. Так, различают простые железобетонные перемычки и усиленные (от 100 кг с/м до 3700 кг с/м).
В зависимости от внешнего вида и конструктивных свойств, железобетонные перемычки подразделяют на несколько видов. Так, по внешнему виду различают плитные и брусковые перемычки.
Плитные перемычки выпускаются в виде плоской плиты со следующими габаритами: длина от 1030 до 4800 мм, ширина от 120 до 250 мм, высота от 65 до 585 мм. Данный вид отлично переносит различные агрессивные воздействия окружающей среды и пригоден для применений в сейсмически неблагоприятных районах (выносит колебания амплитудой до7 баллов). Область применения данного вида ЖБИ перемычек: перекрытия внутренних оконных и дверных проемов (при максимальной ширине 3 м). Маркируются плитные перемычки сочетанием ПП.
Брусковые перемычки являются более распространёнными среди всех видов ЖБИ единиц. Они имеют прямоугольную форму и следующие габариты: длина от 1 до 6 метров, ширина до 250 мм, толщина от 6,5 до 29 см. Такое устройство перемычек железобетонных отличается высоким коэффициентом прочности (они выдерживают колебания амплитудой до 9 баллов). В маркировке данные изделия обозначаются сочетанием ПБ.
В кирпичной кладке над оконными и дверными проемами необходимо укладывать перемычки — обычно это железобетонные элементы заводского изготовления по типовой серии 1.038.1-1 или в случае больших пролетов — по серии 1.225-2. Также, если нет возможности купить готовые перемычки, можно в условиях стройки выполнить армированные монолитные железобетонные перемычки или балки из металлических элементов — все зависит от размеров проема и нагрузки на стену.
Железобетонные перемычки по серии 1.038.1-1
Подобрать перемычки по данной серии просто. Нужно знать:
— ширину проема,
— нагрузку на перемычку от собственного веса, веса стены и перекрытия (обычно для жилых домов, в которых нет больших нагрузок, можно выделить три типа: 1 — случай, когда на стену опирается перекрытие; 2 — когда стена самонесущая и перекрытие не опирается; 3 — когда перемычка укладывается в кирпичной перегородке толщиной 120 мм).
Все перемычки в серии имеют обозначение, например 2ПБ18-8 и приведены в виде таблицы, в которой указаны необходимые характеристики — размеры, вес и допустимая нагрузка на перемычку.
Что зашифровано в названии перемычки 2ПБ18-8?
ПБ — это марка. Есть марка ПБ — перемычки брусковые шириной 120 или 250 мм, которые нужно набирать по несколько штук в зависимости от ширины стены и толщины перемычки (для перегородки толщиной 120 мм укладывается одна перемычка, для стены толщиной 380 мм — уже две или три перемычки). А есть марка ПП — это перемычки плитные шириной 380 или 510 мм, рассчитанные на то, чтобы перекрыть сразу всю стену по ширине.
2 — это шифр, скрывающий в себе размеры сечения перемычки. Так перемычка с шифром 1ПБ имеет сечение 120х65 мм, где 120 мм — это ширина перемычки; шифр 2ПБ — 120х140 мм; шифр 3ПБ — 120х220 мм; шифр 4ПБ — 120х290 мм; шифр 5ПБ — 250х220 мм (250 мм — ширина). Для плитных перемычек свои значения. Все это можно посмотреть в таблицах серии 1.038.1-1.
18 — в этом шифре заложена длина перемычки 1810 мм. Если вычесть глубину опирания на стену с двух сторон по 100 мм, получим максимальную ширину проема для данной перемычки 1610 мм.
8 — это нагрузка, которую перемычка выдерживает (в данном случае 800 кг/м). Например, если это 8, то перемычка отлично справится с самонесущей стеной, если 1 — это только для перегородок, а начиная с 27 и выше можно применять для стен, на которые опирается перекрытие.
Как просто подобрать перемычку по серии 1.038.1-1? Разберем на примерах:
Пример 1. Проем в кирпичной перегородке толщиной 120 мм размером 900 мм. Кладка в летних условиях.
Нагрузка на такую перемычку небольшая, для перегородок подходят три типа перемычек:
Определим длину перемычки: 900 + 100 + 100 = 1100. Таким образом, нам подходит перемычка длиной 1290 мм марки 1ПБ13-1.
Другие примеры подбора перемычке в перегородках .
Пример 2. Самонесущая стена (перекрытие на нее не опирается) толщиной 250 мм, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1400 мм. Кладка в зимних условиях.
Так как ширина стены 250 мм, перемычек нужно две по ширине стены.
В зимних условиях на самонесущую перемычку берется нагрузка от высоты стены, равной расчетному пролету перемычки. Предварительно принимаем расчетный пролет равным 1400 + 2*100/3 = 1470 мм (здесь 100 мм — глубина опирания перемычки). Т.к. 1470 мм > 900 мм (высоты кладки над перемычкой), то в расчете будет участвовать величина 900мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр перемычки:
0,25*0,9*1,8*1,1/2 = 0,23 т/м = 230 кг/м (здесь 1,8 т/м3 — вес кирпича, 1,1 — коэффициент надежности, 2 – количество перемычек), при этом собственный вес перемычки еще не был добавлен. С учетом того, что нужно будет учесть собственный вес перемычки, выберем нагрузку в таблице серии 300 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 3. Для этих перемычек минимальная глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1400 + 100 + 100 = 1600 мм.
Подбираем перемычку длиной 1940 мм 2ПБ19-3.
Нагрузка от собственного веса этой перемычки равна 81/1,94 = 42 кг/м, таким образом, несущей способности 300 кг/м достаточно, чтобы выдержать нагрузку, равную 230 + 42 = 272 кг/м.
Еще примеры подбора перемычек в самонесущих стенах .
Пример 3. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 3 м с одной стороны, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1350 мм. Кладка в летних условиях.
Для этого варианта нужно подобрать две разные перемычки — несущую со стороны опирания перекрытия и менее мощную с другой стороны. Чем больше несущая способность перемычки, тем она дороже.
При кладке в летних условиях нагрузка от перемычки берется от 1/3 расчетного пролета перемычки. Но для несущей перемычки берется вся высота кладки — от верха перемычки до низа перекрытия, т.е. нагрузку будем рассчитывать от высоты 900 мм. А вот для ненесущей перемычки предварительно примем расчетный пролет равным 1350 + 2*100/3 = 1420 мм, тогда 1420/3 = 470 мм — высота кладки, от которой определим нагрузку для ненесущей перемычки.
Определим нагрузку на 1 погонный метр стены со стороны опирания перекрытия:
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 230 + 230 = 1810 мм.
Подбираем перемычку длиной 1810 мм 5ПБ18-27. Нагрузка от веса этой перемычки равна 250/1,81 = 138 кг/м, итого нагрузка на перемычку 1210 + 138 = 1348 кг/м, что значительно меньше допустимой нагрузки 2800 кг/м – прочность обеспечена.
Нагрузка на 1 погонный метр стены со стороны, на которую перекрытие не опирается равна:
0,33*1,1*1,8*0,38*0,47 = 0,117 т/м = 117 кг/м (здесь 0,33 — 1/3 ширины стены). Ближайшая большая нагрузка 250 кг/м.
Выбираем перемычку с индексом 2, для нее глубина опирания 100 мм.
Определим наименьшую возможную длину перемычки: 1350 + 100 + 100 = 1550 мм.
Максимальная длина перемычек с индексом 2 равна 1480 мм, что меньше требуемой. Подбираем наиболее подходящую перемычку 2ПБ19-3 (длиной 1940 мм) или 3ПБ18-8 (длиной 1810 мм). Если добавить к полученной нагрузке 223 кг/м собственный вес любой из выбранных перемычек, мы убедимся, что их несущей способности достаточно.
Другие примеры подбора перемычек в несущих стенах можно найти .
Пример 4. Несущая стена толщиной 380 мм с опиранием перекрытия пролетом 6 м с одной стороны и 4,2 м с другой, над проемом высота стены 900 мм, проем размером 1200 мм. Кладка в зимних условиях.
В зимних условиях нагрузка берется от части стены, высота которой равна расчетному пролету перемычки. Т.к. ширина проема 1200 мм больше высоты стены над проемом 900 мм, то в расчете будет участвовать величина 900 мм.
Определим нагрузку на 1 погонный метр:
Подберем плитную перемычку. Нагрузка на нее без учета собственного веса 3300 кг/м.
Ближайшая большая нагрузка 7200 кг/м. Выбираем перемычку с индексом 71. Минимальная глубина опирания для таких перемычек 170 мм.
Определим длину перемычки: 1200 + 170 + 170 = 1540 мм. Подбираем плитную перемычку 3ПП16-71 длиной 1550 мм.
Хотя газобетон и является достаточно прочным стеновым материалом, но у него есть несколько слабых сторон. Одной из которых является достаточно большие усадочные деформации (0,3 мм на 1 метр). Это связано с технологией производства газоблока. Перед тем как газобетонные блоки складывают на поддоны они проходят автоклавную термообработку, где их структура насыщается молекулами высокопрочного микрокристаллического соединения C5S6H5 (тоберморита).
Чтобы в процессе эксплуатации дома из газобетона не было трещин в стенах, когда блоки отдают свою отпускную влажность(то есть, высыхают), ряды в процессе кладки нужно армировать. Обязательному горизонтальному армированию подлежит 1 ряд кладки (над фундаментом), каждый 4 ряд и зоны под оконными проемами.
Арматура хотя и не повышает общую несущую способность стен, но она возьмет на себя растягивающие нагрузки и прибавит деформационную устойчивость кладки. В ряды под окнами и в места опирания перемычек следует закладывать металлические стержни (параллельно друг другу) диаметром 8 мм. Но перед этим следует сначала сделать небольшую разметку. На поверхности последнего ряда под будущим окном делаются соответствующие отметки его длины. Важно помнить, что арматурные прутки должны быть длиннее окна на 50 см.
Для упрощения армировки кладки нужно использовать штроборез по газобетону. С его помощью создаются одинаковые углубления с минимальным сечением 2,5 х 2,5 см под металлические стержни. При этом отступ (расстояние от края блока до начала штробы) от края газобетона с наружной и внутренней стороны стены должен быть 60 мм. Прорезанные штробы в газобетоне следует очистить щеткой от пыли, которая может ухудшить сцепление арматуры с клеящей смесью.
Перед тем как заполнить штробы клеем, необходимо их смочить водой. Дальше в канавки под арматуру наносится клей. Потом профилированная стальная арматура диаметром 8 мм вдавливается в заполненную клеящей смесью штробу. Излишки смеси необходимо удалить шпателем.
На практике часто бывает так, что оконные проемы расположены в непосредственной близости к углам стен дома. В таком случаи арматурные прутки загибают и заводят в угол. Чтобы усилить такой угол, применяйте г-образный арматурный хомут.
Над оконными проемами укладываются армированные перемычки. Они бывают железобетонные и газобетонные. Сегодня на рынке существуют специальные U-образные блоки для создания оконных или дверных перемычек своими руками. Главным их преимуществом является легкий вес и простота монтажа. С помощью у-блоков можно создать перемычку под нестандартный оконный проем.
Выводы. Чтобы избежать появления температурно-усадочных трещин в стенах, связанных с разрывом газобетона при растяжении кладку нужно армировать металлическими стержнями диаметр которых 8 мм класса А3. Оконные проемы также подлежат обязательной армировке.
Армированные перемычки являются неотъемлемой частью технологии строительства из газобетона. Задача перемычки – удерживать нагрузку от вышестоящих блоков, армопоясов и всего что давит на перемычку. Так что армирование должно проводится строго по технологии и по расчетам.
При возведении самодельной перемычки нужно учитывать следующие моменты:
- Какой длины планируется проем.
- Нужно ли его утеплять.
- Какого диаметра арматуру использовать.
- Какова схема армирования.
- На какое расстояние перемычка должна опираться в стену.
- Нужно ли армировать ряд газоблока под перемычку.
- Как сделать опалубку для перемычки.
- Какой марки бетон использовать.
- Сколько времени ждать затвердения бетона.
На все эти вопросы мы постараемся дать ответы в данной статье.
Начнем с того, что у вас есть несколько вариантов устройства перемычек, а именно:
- Залить бетонную перемычку в U-блоки.
- Залить бетонную перемычку в деревянную опалубку.
- Приобрести готовую газобетонную перемычку.
Содержание
Армирование ряда под перемычкой
Ряд газобетона, на который опирается перемычка, необходимо армировать двумя прутками арматуры 8 диаметра. Армирование должно быть минимум на 900 мм по обе стороны от перемычки.
Делается это потому, что перемычка и вышестоящие элементы стены точечно давят на места опирания перемычки, создавая точечные сильные нагрузки на газобетон. И во избежание трещин, эти места необходимо армировать.
Также напомним про армирование подоконного ряда, почитать про это вы можете по ссылке.
Схема армирования газобетона
Толщина перемычки должна соответствовать толщине стены. Перемычки делаются как для несущих толстых стен, так и для тонких внутренних перегородок. Учитывая это, нужно определить способ возведения перемычек.
Если проем во внешней несущей очень длинный, и требуется максимальна прочность перемычки, то лучше сделать перемычку по съемной деревянной опалубке с утеплением пенополистиролом.
Утеплитель должен находится со стороны улицы, а его толщина должна быть минимум 50 мм, чтобы избежать мостиков холода.
Сама опалубка должна быть очень жесткой и прочной, чтобы не провисала под тяжестью бетона, и чтобы ее не разорвало под распирающей нагрузкой жидкого бетона.
Нижняя часть перемычки работает на растяжение, то есть, основная работа арматуры приходится на нижние прутки арматуры. Из этого следует, что нижнее армирование перемычки должно быть более мощное, что обеспечивается использование арматуры большего диаметра, а также большим количеством прутков.
Так как газобетон является хрупким материалом, перемычка должна создавать высокую жесткость, с минимальным прогибом, во избежание трещин в кладке.
Армирование ответственной (длинной) перемычки нужно делать строго по расчетам! Но мы напишем вам некоторые рекомендации.
Для проемов длиной более 1500 мм нужно использовать качественную ребристую арматуру 10-14мм диаметра, количество нижних прутков должно составлять от 3 до 6, количество верхних прутков – 2-4. Чем меньше диаметр арматуры, тем больше прутков нужно применять.
Арматурный каркас обычно вяжется проволокой. Не вся арматура предназначена для сварки.
Для рамки (поперечная арматура) подойдут прутки 6 диаметра. Задача рамки – это удерживание рабочей арматуры в правильном положении. Расстояние между рамками должно составлять от 150 до 400 мм.
Сама перемычка должна опираться на стену минимум на 250 мм, а если перемычка длинная, то опирание должно быть еще больше.
Для заливки перемычек нужно использовать густой бетон марки М300-М350, с последующим уплотнением.
Перемычки с U-блоками
Для обычных оконных и дверных проемов лучше всего подойдет вариант с U-блоками, так как они представляют из себя готовую несъемную опалубку, а утепление для них нужно минимальное – от 20 до 30 мм.
U-блоки можно заказать в готовом виде, а можно сделать самостоятельно, выпилив в обычном газоблоке желоб нужного размера. Выпиливать нужно кусками, пилой по газобетону, а потом откалывать эти куски.
Для U-блоков нужно соорудить простую, но жесткую подпорку, которая будет их удерживать + нужно учесть вес арматуры и бетона.
Само армирование в таких перемычках представляет из себя рамку из 4-6 прутков арматуры диаметром от 10 до 12 мм. Расстояние между рамками – 150-300 мм.
Опирание перемычки на стену должно составлять минимум 200 мм. Не забывайте про защитный слой бетона – 40мм.
Через сколько дней можно нагружать перемычку
Начнем с того, что когда вы залили бетон в опалубку, его нужно накрыть пленкой, чтоб влага из бетона не выходила, и бетон смог набрать требуемую прочность. Также саму перемычку нужно иногда проливать водой.
В таком состоянии перемычка должна простоять минимум 5-7 дней. Отметим, что чем выше температура, тем быстрее бетон набирает прочность. В холодную пору опалубку лучше оставить на две недели.
Если погода теплая, опалубку можно снимать и проводить последующую кладку газобетона можно продолжать уже через неделю после заливки. Если опалубка не мешает кладке, то ее лучше оставить на 28 суток.
Готовые газобетонные перемычки
Готовые газобетонные перемычки являются хорошим решением, которые экономят много времени при строительстве. Ведь вам не нужно готовить опалубку, вязать арматуру, заливать бетон и ждать пока он наберет прочность.
Но стоит отметить, что длинные и толстые перемычки весят довольно много, и без крана смонтировать их вряд ли получится. Хотя есть и тонкие перемычки, которые весят по 70 кг, их можно установить усилием двух человек.
Армирование готовых перемычек делается из сварной арматуры, покрытой специальным антикоррозийным покрытием.
Размеры газобетонных перемычек
- Шириной такие перемычки бывают от 100 до 400 мм.
- Высотой от 200 до 400 мм.
- Длина от 1300 до 3000 мм.
Применение готовых газобетонных перемычек очень оправдано, если вам нужно возвести дом в максимально короткие сроки, а также если количество перемычек в доме очень большое.