Как поднять швеллер на крышу

Обновлено: 29.04.2024

В данной статье - расчет и выбор изделий выполняются в полном соответствии с учебной дисциплиной о механике твердого тела (раздел: сопротивление материалов).

В предыдущей статье о деревянных балках - я получил много критики в комментариях, что, мол, 21 ВЕК на дворе, полным-полно он-лайн калькуляторов и готовых таблиц в интернете.

Конечно, можно довериться он-лайн калькуляторам, но поверьте, уделив 30-40 минут и вникнув самостоятельно - можно перепроверить любой калькулятор и спать спокойнее, потому что все выкладки производятся самостоятельно и результат налицо! А что касается таблиц, то любая из них, взятая из интернета - неизвестного происхождения, и велика вероятность взять недостоверные данные.

Итак, далее приведены выборки горячекатаных стальных изделий согласно соответствующих ГОСТов, по которым в зависимости от итогового расчета - мы выберем подходящую нам балку и её сечение (форму):

Для примера, в расчете берётся заводская длина стального изделия - 6 м., а также выбирается шаг балок - 0,6 м. (соответственно, данные параметры будут у каждого разные в зависимости от ситуации).

Имея чертеж, проект или набросок размеров комнат на бумаге, нужно определиться с расчетными длинами. Расстояние в свету (Lсв) - это длина перекрываемого пролета. Зная эту длину и минимальное опирание балки на стену Lоп = 120 мм., получаем длину балки (по нашему примеру L= 6 м.).

Для дальнейшего расчета, требуется знать расстояние между центрами опорных длин (Lo) - это главная величина, участвующая в расчете (см.рисунок выше).

Для начала, перед самим расчетом, требуется определиться с функцией помещения. Для жилого помещения - по нормативу, временная нагрузка от пребывания людей составляет 1,5 кПа или 150 кг./м2 . (Р1).

По правилам расчета, закладываем запас надежности - 20%, поэтому далее используем коэффициент K1 = 1,2

После определения функции помещения и временной нагрузки, нам требуется посчитать собственный вес квадратного метра пола в сборе (весь пирог), а именно: вес балок, настил пола, потолок, шумоизоляция и т.п. В качестве примера, для расчета берем собственный вес - 150 кг./кв.м., таким образом Р2 = 150 кг./кв.м . Но, по правилам, уже нужно намеренно завысить надежность на 30%, соответственно К2 = 1,3 .

Определяем основные параметры для расчета

Расчет

Итак, считаем требуемый момент сопротивления W = M/(Yc*Ry),

W = 9.72 / (0.9*240) = 45 куб.см.

Получив момент сопротивления, возвращаемся к таблицам характеристик изделий (иллюстрации в самом начале). В данных таблицах, ГОСТом уже определены значения моментов для различных сечений, исходя из которых и выбираем балку, округляя W в большую сторону:

Для полученного момента 45 см3 подходит двутавр №12 со значением W=58.4 или швеллер №12, где W=50.6. Для нашего же примера - выбираем двутавр и далее проводим проверку на прогиб.

Важно сделать оговорку, что если Вас не устраивают балочные двутавры, существуют широкополочные или колонные двутавры, у которых при той же высоте - характеристики будут выше. Тем самым, вы сможете за счет более лучшей несущей способности уменьшить толщину всего перекрытия:

После того, как выбор стальной балки произведен, из таблички по соответствующей строке выписываем все характеристики выбранного изделия:

Статический момент: S = 33,7 см3;
Момент инерции: I = 350 см4;
Толщина стенки: d = 4.8 мм.

Производим проверку на прогиб. В случае большого провиса по центру конструкции, нам потребуется взять двутавр, следующий за №12.

В расчете нам потребуется главная жесткостная характеристика материала - это модуль упругости, для стали он равен:

Е = 206 000 МПа.

Определяем прогиб по стандартной сопроматовской формуле:

Итак, вычисленный прогиб по центру - 3,89 см.

Его необходимо сравнить с эстетико-психологическими параметрами по СНиП (таблица Е.1)

Почему эстетико-психологических? Дело в том, что несмотря на надежность конструкции - провис балки будет "давить на психику", в связи с чем СНиПом предусматриваются допустимые величины прогибов.

Согласитесь, что не хочется нам в доме ловить взглядом выгнутый в дугу потолок и будет казаться, что он вот-вот треснет и свалится на голову.

Согласно таблице, у нас есть предельные прогибы по вертикали для балок: L/ххх. Для того, чтобы сравнить полученное значение с этой характеристикой, требуется рассчитать параметр предельно допустимых величин:

При вычислении, как пример - мы брали балку заводской длины - 6 м., поэтому ищем строку L=6м.:

Монтаж кровли со швеллером актуален, если длина ската крыши превышает 10 метров. Такой вариант кровельной системы выбирают для промышленных зданий, торговых центров и больших домов. В частном доме не обязательно использовать стальные стропила - как вариант, можно установить деревянные стропильные ноги между стальными конструкциями, предварительно защитив их от контакта со сталью.

Конструкция кровельной системы

Для монтажа стальной кровельной системы можно заранее приобрести все необходимые элементы: уголки, фермы, балки. Предварительно стоит сделать чертеж будущей кровли, чтобы не было проблем с реализацией некоторых дизайнерских или конструктивных идей. Например, в некоторых случаях может потребоваться монтаж гнутого алюминиевого швеллера.

Для частного дома стоит выбрать именно алюминиевый швеллер. Он отличается от обычного стального более легким весом и устойчивостью к коррозии. Алюминиевый швеллер идеально подходит для любых домов, а особенно часто его используют для обустройства кровель в строениях со стальным каркасом.

Нюансы

При использовании стальных элементов в кровле надо учесть несколько важных мелочей:

Если кровля комбинированная, и в системе использованы деревянные элементы вместе со стальными, то нужно предотвратить контакт дерева и стали. В противном случае возможно разрушение древесины из-за конденсата. Проблема может возникнуть и при повышении температуры стальных элементов.

Важно решить вопрос с укладкой утеплительных материалов. В традиционных деревянных кровлях минвату укладывают между стропил. В случае со стальной кровлей это невозможно - контакт материалов со сталью приведет к попаданию конденсата в утеплитель. В результате свойства материала ухудшатся. Специалисты укладывают утепляющие плиты и маты под стропила или над стропилами.

Преимущества и недостатки стальных систем

Монтаж швеллеров на кровлю обеспечивает пожаробезопасность - сталь не горит. Обрабатывать стропила и балки антипиренами не придется. Также не нужно будет защищать кровельные элементы от влаги. Еще одно достоинство стальной кровли - длительный срок службы. Компании, которые занимаются монтажом таких систем, дают гарантию 100 лет на материалы.

Установить кровлю можно, имея чертеж системы, дрель и шуруповерт. Казалось бы, ничего сложного в этом нет. Но самостоятельно установить стальную кровлю невозможно, даже если вы заказали стропила и фермы из алюминия. Все дело в большом весе каждого элемента. Стальные конструкции надо не только поднять на крышу, но и удерживать во время монтажа. С такой работой справится только бригада специалистов при наличии тяжелой техники.

Вам придется выбирать между надежностью и энергоэффективностью - стальные кровельные системы зимой промерзают. Сэкономить на обогреве помещения не получится - придется использовать все отопительные приборы, которые имеются в доме. Зато в течение всей жизни владельцу такой кровли не придется беспокоиться за надежность стропил.

Общей проблемой многих домов старой постройки являются низкие потолки. Если вы владелец такого дома и хотите увеличить высоту потолков, не обязательно разбирать крышу — её можно поднять своими силами. В этом вам поможет наш мастер-класс.

Инструменты и материалы для работы

минимум три домкрата (желательно масляных) грузоподъемностью от 5 тонн;
соответствующее им количество прочных на сжатие деревянных брусьев, металлических швеллеров (оптимально) или труб подходящей длины;
соответствующее им количество жестких прокладок для пола, которые будут перераспределять точечную нагрузку от домкрата в площадную (толстые доски, куски швеллера и т. п.);
прокладочный материал, который будет закладываться под балки и домкраты в процессе подъема крыши (обрезки досок, кирпичи и т. п.): их количество необходимо рассчитать так, чтобы хватило для всех балок на обе стороны на полную высоту подъема крыши;
материал, из которого будут подниматься стены (кирпич, ракушечник, саман и т. п.), а также строительные растворы (песок, глина, цемент и т. п.): их количество нужно рассчитать в зависимости от длины стен и высоты, на которую будет подниматься крыша.

Итак, начнем

В рамках первого этапа работ необходимо подстроить домкраты под потолочные балки. Балки могут быть изначально видны или зашиты снизу, в этом случае нужно вычислить их положение (оно соответствует расположению силового каркаса кровли) и отметить на стенах изнутри, чтобы знать, в каких местах устанавливать домкраты. В процессе будет много пыли, поэтому мебель стоит накрыть или вынести из помещения.

Если вы не планируете зашивать балки в будущем, подложите между швеллером и балкой прокладочный материал, так балка не получит повреждений. Теперь можно попробовать осторожно приподнять балку. Следите за взаимным положением домкрата и швеллера. Если видите, что происходит излом в точке их соприкосновения, ослабьте домкрат и слегка сместите его во внутреннюю сторону излома. Не игнорируйте этот излом — под увеличивающейся нагрузкой во время подъема швеллер может выскочить из соединения, что чревато травмами. Если излома нет, выдвиньте шток домкрата на 5 сантиметров, не более, и зафиксируйте это положение, подложив между балкой и стеной прокладку. Домкрат при этом не ослабляйте.

Ту же самую операцию повторите со всеми домкратами по одной стороне дома.

Чем больше домкратов у вас есть, тем лучше — вы будете экономить время на их переустановке.

Когда все домкраты подняты на 5 сантиметров, можно снова начать с первого и до предпоследнего, приподняв их еще на 5 сантиметров и увеличив толщину прокладок между балкой и стеной. Выше пока поднимать не стоит: в случае большого перекоса крыша может «съехать» в процессе поднятия противоположной стороны.

Далее ослабляем и переставляем под следующие балки все домкраты, кроме последнего, приподнятого на 5 сантиметров. Повторяем весь процесс сначала. Когда все балки с одной стороны приподняты на 10 сантиметров и под них вложены прокладки, переходим на другую сторону дома и приподнимаем таким же образом. С этой стороны можно приподнять уже на 15–20 сантиметров, так же делаем все дальнейшие подъемы до необходимой высоты. Таким образом будет компенсироваться небольшое смещение, которое получается во время перекоса крыши.

Дополнительные сложности

Первая и последняя балки обычно спрятаны стеной, поэтому поднимать их нужно будет вручную, при помощи увеличенного плеча. Сделать это будет гораздо легче, когда вторая и предпоследняя балки дома уже приподняты на 5 сантиметров.

Распределительная прокладка под домкратом должна быть достаточно прочной, это позволит избежать повреждений напольного покрытия.

Фиксируем крышу на нужной высоте

Когда балка поднята на необходимую высоту, под ней нужно возвести подпорку. Даже если при закладке проемов вы будете использовать глину, для строительства подпорок лучше применять раствор, поскольку он быстрее сохнет и приобретает необходимую прочность. Возводить подпорку придется в тот момент, когда балка опирается на поднятый домкрат, после ослабления домкрата на подпорку сразу же ляжет нагрузка — свежеположенная глина в этот момент, скорее всего, даст просадку.

Особенную трудность будут представлять участки стены, где балки ложатся над оконными проемами. Вероятно, вы захотите увеличить высоту окон, для этого нужно будет поднять перемычки и заложить пустоты в тот момент, когда балки опираются на домкраты.

Некоторые советы

Постарайтесь эффективно организовать весь процесс, чтобы он занял как можно меньше времени. Пока крыша стоит на временных подпорках, это довольно шаткая конструкция — порыв сильного ветра может испортить результат вашего труда.

После того как внутренняя кладка положена, и крыша прочно стоит, можно поднять лицевую кладку.

Поскольку подъем и ремонт крыши — занятие довольно трудоемкое, стоит подумать сразу и об обновлении кровли, чтобы этот вопрос вас больше не беспокоил.

При строительстве часто возникает необходимость поднять строительные материалы на крышу или верхние этажи, и без специальных приспособлений это весьма затруднительно. Мы опишем процесс сборки своими руками простого и надежного строительного подъемника, которым в одиночку можно поднять до 300 кг.

Устройство, собранное по приведенной схеме, является абсолютно мобильным и может быть без проблем привезено на строительный объект даже легковым автомобилем с верхним багажником.

Для сборки потребуется:

брус клееный 60х40 мм — 10 м;
брус 40х40 — 9 м;
доска 25х80 — 16 м;
блок такелажный с подшипником — 2 шт.;
ролик на подшипнике с осью — 4 шт.;
капроновый трос — 12 м;
фанера 15 мм — менее 1 м 2 .

Сборка направляющих

Подъемник представляет собой тележку, скользящую на роликах между двумя тавровыми направляющими. Чтобы их изготовить, потребуется лес хорошего качества влажностью не более 12%: брус 60х40 и доска 25х80. Нежелательны какие-либо искривления, дерево не должно иметь пороков.

Брус в направляющей играет роль дистанционной прокладки, задающей расстояние между полками тавра. Оно должно быть больше диаметра роликов на 2–3 мм, при необходимости строгайте брус по узкому торцу и доводите до нужной толщины.

Для сборки направляющей нужно вложить брус между досками и выровнять их по одному краю. Чтобы конструкция была полностью монолитной, рекомендуется перед сборкой промазать соприкасающиеся грани клеем ПВА.

Сложите детали, выровняйте их под угольник и зафиксируйте струбцинами. Затем скрепите доски и брус белыми анодированными саморезами длиной 55 мм, вкручивайте их в шахматном порядке с шагом в каждом ряду 30–35 см. Крепить саморезами нужно обе доски, так направляющие будут меньше подвержены короблению.

Если вы хотите сделать направляющие длиной, больше имеющихся пиломатериалов, укладывайте брусья и доски с перехлестом в половину длины. При правильном сращивании конструкция получится исключительно крепкой, останется лишь вывести внутренние стыки досок в ноль для плавного движения роликов.

После сборки обеих направляющих покройте их двумя слоями олифы. Проверьте ширину зазора под ролики, при необходимости доведите наждачной шкуркой. На расстоянии в 30 мм от торца по центру бруска в тавре проделайте сквозное отверстие диаметром 14 мм. Используйте его для болтового соединения направляющих с поперечинами, под гайку и головку болта подложите широкие шайбы. Чтобы избежать смещения диагоналей, сделайте соединение с подрубкой в полдерева.

Конструкция тележки

Начните со сборки рамки: вставьте между 130 см отрезками бруса 40х40 мм три перекладины длиной по 75 см. Среднюю перекладину устанавливайте в 40–45 см от нижнего края. Скрепите места соединений саморезами, а лучше — соберите рамку на шиповых соединениях.

Прикрепите к нижнему брусу перпендикулярно рамке два отрезка бруса по 80 см, между их концами вставьте перекладину длиной 75 см и скрепите конструкцию. Для усиления поддона изготовьте из бруса или доски две наклонные косынки длиной по 60 см, срежьте края под угол 45°. Крепите косынку к поддону на расстоянии в 40 см от угла.

Вырежьте лист фанеры размерами 83х84 см и просверлите отверстия в 20 мм от каждого края с шагом в 7 см. Через проделанные отверстия прикрутите саморезами длиной 45 мм дно поддона к рамке.

Если вы планируете увеличить грузоподъемность вашей тележки, места соединения рамки поддона и косынок необходимо укрепить накладными пластинами и уголками, а фанеру на дне — металлическими скобами. К верхним углам рамки прикрепите петли для навесного замка с длиной хвоста не меньше 70 мм. Вставьте в отверстия болт M14 и накрутите на него самоконтрящуюся гайку. Под болты нужно пропустить отрезок троса длиной около 2 метров и завязать его в петлю, к которой через карабин или коуш будет прицеплен тяговый канат.

Кронштейны для блоков

На верхней и нижней перекладинах между направляющими стойками нужно закрепить по одному такелажному блоку. Крепление возможно только посредством болтового соединения с обязательной установкой под гайки широких шайб, а лучше — металлических пластин.

Рекомендуется приобрести альпинистские блок-ролики с подшипником или такелажные шкивы с канавкой. Большинство изделий имеют сплошной корпус с плотно прилегающими щечками, следовательно, сброс троса со шкива невозможен.

Если вы пытаетесь приспособить имеющиеся у вас ролики, снабдите их ушком-успокоителем. Сверните стальную проволоку толщиной 6 мм до образования петли, а затем отогните края конструкции на нужном расстоянии для крепления под гайку к оси блока. Если оснастите блок-ролик вертлюгом, поднимать груз будет удобнее и трос прослужит дольше.

Ролики и их крепление

Для гладкого скольжения тележки ее следует оснастить четырьмя роликовыми колесами, установленными по бокам в 20–25 см от углов. Приобретайте ролики с необслуживаемым подшипником и односторонней стальной осью длиной не менее 20 мм. Вместо стандартных роликов могут быть использованы шариковые подшипники с закрытым сепаратором и шириной обоймы не менее 25 мм либо колеса от старых роликовых коньков.

Ось ролика нужно извлечь и просверлить под ее диаметр отверстие в центре пластины 40х80 мм. Вставив ось в отверстие, установите ее строго перпендикулярно пластине и приварите, затем проделайте в углах четыре отверстия под болт М8.

Как усовершенствовать подъемник

Очень полезным дополнением, существенно повышающим безопасность использования, будет устройство посадочных карманов для фиксации передних колес тележки в поднятом положении. Это не только очень удобно при разгрузке, но и дает возможность использовать подъемник самому.

Для устройства карманов необходимо вырезать часть тыльной доски направляющей, на которую опираются ролики тележки. При подъеме колесо проскочит в образованный проем и остановится о П-образную колодку, собранную из трех брусьев. Чтобы предотвратить случайное выскакивание колеса, оставляйте на доске небольшой выступ. После разгрузки тележку можно легко извлечь из посадочных карманов и спустить вниз, придерживая за трос.

Чтобы поднимать за один раз больше груза, вы можете укрепить вертикальную раму тележки и установить на ней подвижный блок, но при этом длина веревки увеличится в 1,5 раза. Тяговый канат, в таком случае, крепится к одному из углов между направляющей и соединительной перекладиной, пропускается в подвижный блок на тележке, затем укладывается в неподвижные верхний и нижний шкивы.

Также возможна установка ворота как на колодце для удобной намотки тягового каната. Изготовить его можно из отреза бруса 100х100 мм, доведенного рубанком до шестигранника. Для установки ворота понадобятся дополнительные Г-образные стойки и замена болтов крепления нижней перекладины на шпильки соответствующей длины. Освободившиеся болты нужно использовать для косого сопряжения стоек с направляющими.

Использование ворота подразумевает повышенную опасность, ведь человек находится все время у подъемника. Чтобы исключить обрыв и падение тележки, рекомендуется рядом с верхним блоком установить самый простой жумар из альпинистского снаряжения.

Строю гараж 7х10. 10 м ширина. Мучаюсь с выбором перекрытий минимальной высоты. Опор внутри не планируется.
Крыша будет односкатной.
Уклон до 10 градусов.
Что коллективный разум может подсказать по этой теме?
Помогите братцы- голова уже идёт кругом.

Комментарии 64

Здравствуйте! И какая ферма получилась? Расчет заказывали?

Из досок сечением 200х50 и две затяжки из 150х50

А фото можно? Расчет сами делали?

Из досок сечением 200х50 и две затяжки из 150х50

Здравствуйте, а можно фото?
А то я тоже поднял гараж, Крыша без опоры 11 на 6 внутренние размеры) теперь думаю, что да как)

Фото нет. Уже давно зашито. Обычная двускатка. Затяжка максимально низко к мауэрлатам.

Почитал большинство комментариев и не одного конкретного нет. Ложи то клади это… я видел так стоит.
Прежде чем что ложить и класть нужно сначала определится с назначением помещения (отапливаемое, не отапливаемое). Затем исходя из этого будет утеплитель или нет. Собрать нагрузку от кровли и снега. Нужно не забывать про снеговой мешок.
И только исходя из этих расчетов можно выбирать конструкции.

Ну а если без нечего на шару: в 7ми метровый пролет двутавр 30Б1 с шагом 2,5 метра и второстепенные балки с шагом 1,5 двутавр 25Б1. 100% инфа будет стоять)))

И сколько по весу 30 двутавр завесит? А еще и 25 тут. Проще уже плиты.
ПС. конструкция металлокаркас, обшит сендвич панелями. Может есть чертежи типовых ферм с расчетами?

32 кг/м.п. это масса 30 двутавра ) А так это был сарказм для любителей написать но стоять будет.
Проще положить металлические балки и по ним ж/б плиту 80-100 мм либо плиты ребристые, просто еще нужно будет смотреть и нагрузку на колонны, плюс финансовая составляющая. Что то готовое можно посмотреть в типовых сериях. Но сначала посчитайте кровлю, сколько у вас получится кг на 1 м2.

Если крыть сэндвичем, то все 100мм панели 25 кг/м2. Плюс снег, пусть будет слегка слежавшийся, 250кг/м2. Так мы плавно выйдем на 300кг

В республике Коми, в гараже леспромхоза видел деревянные балки пролетов ангара, склеенные из тонких досок.
Длиной пролеты были примерно 12 м, толщина досок набора около 20-25 мм, пакет каждой балки был из 5 досок, значит общая толщина получалась больше 100 мм. Доски склеены внахлест друг с другом и стянуты шурупами (тогда саморезов еще не было).
Эта конструкция меня тогда очень впечатлила, а снега в Коми всяко побольше чем у вас.
Жаль, не помню какая была высота балок, ну, то есть, ширина досок набора, но понятно, что чем шире, тем крепче балка.
Вот и получится у тебя дешево и сердито: поищи тонких и широких досок, пройди их огнебиозащитой и лепи себе то, что захочешь. И как раз, в получившийся размер балок можно напихать утеплителя.
Удачи!

Гараж 7х7.
На крыше лежат рельсы шахтные от узкоколейки. Всего 5 штук. У них длинна 8 метров. Концы на улицу торчат маленько. На рельсах брус 50х150 на ребре стоит. На брусе обрешетка и сверху профнастил. Снега бывает очень много, но все держится замечательно!

Уклон какой? Приблизительно.

Уклон минимальный, наверно не больше 10-15 градусов. Разница по высоте в начале гаража и в конце гаража составляет около 70-80 см.

крыша теплой будет, или холодной?

«Максимальная — 8,5 метра, и имеет подпорный столб по середине.»
Ну так там все чётко. Никаких рисков.

ну так там остальные 6,5…7…7,5…8 метров…
просто на 8,5 решили подстраховаться на всякий…

У меня ширина 10. На длине 8 метров через равное расстояние лежат 3 двутавровые балки, а на них опирается брус 150*150. У меня правда это перекрытия 2го этажа. Зато внизу опор и перегородок нет! У меня в блоге про гараж на фотке немного видно!

Ну а мне нужно подстраховаться. Мало ли какой ураган принесёт снежка по 400кг на метр с учетом веса кровли. Все по уму, никакой самодеятельности. От камрадов советы хотелось бы услышать, а то я могу чего-либо не увидеть, или не знать:

Да, нагрузка снимается стропилами.

Сендвич панели с успехом решают такие проблемы

Панели на что-то ложат. Это или фермы, или балки.

Трубы НКТ не подойдут?
их бу много продают. Мы на 6 метров положили. Уклон конечно более 10 ° получился.

НКТ — тонкая: играть будет. Из неё надо варить ферму — ферма жёсткая. И по деньгам гораздо интереснее, чем двутавр.

Читайте также: