Перемычки проемов: устройство, виды

Железобетонные сборные перемычки

Сборные железобетонные перемычки достаточно распространены в каменных домах, так как здесь наименьшие трудозатраты и сроки устройства таких перемычек. На рынке имеются предложения перемычек разных размеров и сечений. С учётом разнообразия материалов кладки стен это делает сборные железобетонные перемычки привлекательным вариантом. Однако сборные перемычки накладывают ограничения в фантазии форм проёмов: они могут быть только прямолинейными.

Железобетонные сборные перемычки подразделяются на типы:

• ПБ — брусковые (ширина перемычки 120 и 250 мм);
• ПП — плитные (ширина перемычки более 250 мм);
• ПГ— балочные.

В практике малоэтажного частного домостроения чаще всего применяют брусковые перемычки; плитные и балочные пользуются небольшим спросом. Частично это связано со значительной массой этих перемычек, частично — с ограниченным рынком сбыта.

Виды железобетонных сборных перемычек: а - брусковая ПБ; б — плитная ПП; в — балочная, с четвертью; 1 — брусковая ненесущая ПБ; 2 - брусковая несущая ПБ;3- плитная ПП; 4 - балочная, с четвертью ПГ; 5 - плита перекрытия, опирающаяся на стену; 6 — плита перекрытия, примыкающая к стене.

Брусковые перемычки подбираются под унифицированную нагрузку:

• ненесущие — 100, 200, 300, 400 и 800 кН/м (кгс/м); эта нагрузка складывается из массы кладки над перемычкой и массы конструкции крыши, а также зависит от ширины проёма;
• несущие - под нагрузку 2000, 2700, 3700 и 5200 кН/м; к выше перечисленной нагрузке прибавляется нагрузка от перекрытия, в том числе временная.

Запомните, пожалуйста. Усиления перемычки нельзя добиться, если одну перемычку положить на другую - они не будут работать как единое целое, и, следовательно, несущая способность этих двух перемычек всё равно будет меньше, чем одной перемычки, высота сечения которой равна обшей высоте этих двух перемычек.

Параметры перемычек тоже унифицированы: ширина - 120 и 250 мм, высота 65, 90, 140 мм (как правило, это ненесущие перемычки), 220 и 290 мм (несущие), длина - от 1030 до 3890 мм с градацией 260 и 130 мм, далее - длина перемычек 4410, 4800 и 5960 мм. Как видно, параметры длин перемычек хорошо согласуются с размерами кирпича. Некоторые брусковые перемычки приведены в таблице.

Длину перемычки выбирают из условия опирания их на стены: ненесущие перемычки заходят в стены не менее чем на 120 мм, а несущие - не менее чем на 150...200 мм. Если стены выполнены из кирпича, то несущую перемычку выбирают из расчёта опирания на 250 мм (на длину кирпича), чтобы не было сбивки кладки.

Брусковые перемычки используют как в кирпичных и из керамического камня стенах, так и в мелкоблочных домах.

Если район строительства находится в тёплой климатической зоне или стена утеплена так, что утеплитель закрывает перемычки, то в устройстве перемычек никаких мер не принимают, укладывая их сплошной лентой. В холодных районах, во избежание образования мостиков холода, который будет проникать через сплошной ряд перемычек, нужно принимать меры. Дело вот в чём. Мы помним, что у железобетона, по сравнению с кирпичом, коэффициент теплопроводности значительно выше. Поэтому, даже если по теплотехническим характеристикам достаточно сплошной кладки кирпича, то для железобетонных перемычек тем же общим сечением теплозащиты может не хватить - возникает мостик холода. То же касается и стен, которые выложены из ячеистых бетонов и керамического камня.

Чтобы этого не произошло, между железобетонными перемычками устраивают терморазъёмы, заменяя одну из перемычек на утеплитель. Несущая способность перемычек при этом не страдает — железобетон обладает достаточно высокой прочностью. На рисунке показана стена из поризованного керамического камня, толщина которой удовлетворяет теплозащитным требованиям. Однако в месте опирания плиты перекрытия теплотехнические характеристики ухудшены, поэтому здесь проложен утеплитель. В ленте перемычек также укладывается слой утеплителя.

Такая же ситуация возможна и в стенах из ячеистых блоков - здесь тоже может понадобиться утеплитель. При этом утеплитель может быть уложен вразбежку. Обратите внимание, что в местах опирания плиты проложен негорючий утеплитель - противопожарная рассечка.

Утеплитель в терморазъёмах закладывают непосредственно перед установкой оконных блоков, и так как он хорошо держится за счёт сил трения, его можно ничем не поддерживать.

С внешней стороны наружной стены оконный блок желательно защищать от внешних атмосферных воздействий: промерзания и продувания. С этой целью проём устраивают «с четвертью»: наружную перемычку укладывают на 65 мм ниже остальных. Этот параметр выбран не случайно: высота кирпичного ряда составляет 65 мм, т.е. четверть кирпича, отсюда и название — «проём с четвертью». Для создания четверти и удобства раскладывания блоков над проёмом может быть положена перемычка с большим сечением, чем ненесущая. При этом название «четверть» остаётся, но размер может быть больше 65 мм.

Если четверть образуется за счёт утеплителя, то его нависающая часть поддерживается металлическим элементом, как правило, уголком.

Четверть устраивается не только в верхней части проёма, но и снаружи его боковой части. На рисунке показан горизонтальный разрез проёма, на котором видно, как кирпичная кладка формирует четверть. Более детально конструкция приведена на рисунке (материал несущей части стены показан условно). Здесь также показано, как производится соединение несущего и отделочного слоёв с помощью стальных сеток или закладных петель.

Плитные перемычки способны выдержать большую нагрузку, чем брусковые, и, следовательно, их чаще используют в несущих стенах. Плитные перемычки выпускают меньшей длины, чем брусковые - наибольшая длина 3 м.

План оконного проёма с четвертями: а - кирпичная кладка с четвертями неутёпленной стены; б- расположение оконного блока в проёме; в - формирование четверти в утеплённой стене, отделанной кирпичом; г — узел проёма с показом соединения слоев с помощью сеток; д - то же, с помощью петель; 1 - четверть; 2 - оконный блок; 3 - несущая часть стены (железобетон, кирпич, блоки); 4 - клеевой состав для приклеивания плит теплоизоляции; 5 - утеплитель пенополистирол; 6 — рихтовочный зазор (засыпка из песка); 7— защитно-декоративная кладка; 8— противопожарная рассечка из минераловатных плит; 9- дюбель; 10— пена строительная; II - внутренняя штукатурка; 12- дюбель; 13 - гвоздь d=6 мм через деревянную прокладку с шагом 600 мм, но не менее 2 шт. на проём; 14 - закладная сетка; 15 — стержни арматуры d=6 мм; 16 - вязальная проволока; 17- закладная петля

Балочные перемычки играют роль балки, поэтому их целесообразно применять в каркасной конструктивной системе. Если их применять в стеновой системе, то, понятно, их закладывают в несущую стену. Самая короткая перемычка — 1,5 м, самая длинная -6м (округлённо). Некоторые из балочных перемычек приведены в таблице.

Как уже говорилось, в малоэтажном строительстве редко применяются плитные и балочные перемычки. На то много причин разного свойства. Во-первых, рынок сбыта их не так распространён, как брусковых перемычек. Во-вторых, масса плитных и балочных перемычек велика и требует для доставки и монтажа соответствующей техники, которая не всегда доступна заказчику по цене и возможности размещения её на строительной площадке. В-третьих, такие перемычки не позволяют сделать терморазъёмы, если это нужно по климатическим условиям. Однако если стены имеют слоистую структуру, в которой предусмотрен наружный утеплитель, то эта причина не является препятствием к их применению.

Железобетонные монолитные перемычки

То, что возводится в сборной технологии, можно создать и в монолите.

В монолитном варианте нужна опалубка, которую можно соорудить из подсобных материалов - подойдут доски, фанера или другой формообразующий материал. Рассчитывается высота перемычки (примерно 1/10...1/12 от проёма) и её армирование. Чаще всего используют стержни арматуры диаметром 10...12 мм. Арматура заводится в кладку простенков примерно на 30 диаметров, т.е. если диаметр арматуры равен 10 мм, то закладка в стену должна быть 300 мм. Снизу арматуру защищают слоем бетона.

В зависимости от способа отделки фасада, перемычка делается либо заподлицо, т.е. в одной плоскости с внешней гранью наружной стены, либо смещается внутрь толщи стены.

Если необходим проём с четвертью, он устраивается аналогично сборному варианту.

В соответствующей климатической зоне устраиваются терморазъёмы, ширина которых зависит от требований теплозащиты. Терморазъём располагается от внешней грани стены примерно на треть её толщины.

Устройство перемычек с жёсткой арматурой позволяет значительно расширить оконный проём — до трёх метров и больше. Это особо прочные монолитные перемычки, способные держать значительную нагрузку и, стало быть, годятся для устройства больших световых проёмов. Используются уголки, швеллеры, двутавры. Высота профиля принимается в пределах 1/10... 1/15 от ширины проёма. Так, для трёхметрового проёма годится двутавр № 20. В этом случае нагрузка ложится на простенки, которые либо должны быть усилены, либо заменены на колонны. В целях повышения огнестойкости арматура обетонируется.

Устройство монолитных железобетонных перемычек над оконным проёмом: а - вид оконного проёма; б - перемычка с гибкой арматурой с четвертью; в - перемычка с гибкой арматурой без четверти с терморазъёмом; г - перемычка с жёсткой арматурой; 1 - гибкая арматура d = 10..Л2 мм; 2 - стена из керамического камня; 3 - стена из ячеистых блоков; 4- терморазъём; 5- стена из кирпича; б - жёсткая арматура.

Интересно решение монолитной перемычки, устроенной в теле стены, что возможно при возведение стен из материала с хорошими теплозащитными свойствами, например из газобетонных блоков.

На рисунке приведено три примера полных решений оконных проёмов при устройстве монолитных железобетонных перемычек: показана не только верхняя перемычечная часть, но и нижняя, подоконная. В первом примере стена отделана кирпичом, во втором и третьем - тонкослойной штукатуркой по сетке. Проёмы устроены с четвертью. Несущая часть стены показана условно - это может быть любой материал. В третьем примере откос утеплён, для оформления четверти используется угловой элемент с капельником.

Примеры решений оконных проёмов в утепляемых стенах с устройством монолитных железобетонных перемычек: а - стена отделана кирпичом, откос не утеплён; б - стена отделана штукатуркой; в - то же, откос утеплён; 1 - зашитно-декоративная кладка; 2 - дюбель; 3 - закладная сетка; 4 - рихтовочный зазор (засыпка песком); 5- противопожарная рассечки из минераловатных плит; 6 - уголок-перемычка с опиранием на боковую кладку проема не менее чем на 120 мм; 7— наружная штукатурка; 8 — сварная оцинкованная металлическая сетка; 9- мастика; 10 - утеплитель пенополистирол; 11 — клеевой состав для приклеивания плит теплоизоляции; 12 — несущая часть стены; 13 — железобетонная монолитная перемычка; 14 - пена строительная; 15 - дюбель; 16- внутренняя штукатурка; 17-декоративная штукатурка по сетке; 18— сетка стеклянная или стеклотканевая; 19 — дюбель из полиамида или полиэтилена; 20 - опорный профиль; 21 - слив; 22 - анкер; 23 - подкладочный профиль; 24 - цементный раствор или пена строительная; 25 - подоконная доска; 26 - угловой элемент с капельником; 27- армирующий слой с утопленной в него сеткой; 28 - уплотнительная лента

Обратите внимание, что в месте оконного проёма проложен негорючий утеплитель (минеральная вата) - противопожарная рассечка.

Сборные перемычки из ячеистых бетонов

В сборной технологии для перемычек могут быть применены ячеистые бетоны. Заводы выпускают армированные ячеистобетонные перемычки, в том числе и арочные. Конечно, разумно применять сборные перемычки из ячеистого бетона в зданиях, несущий остов которых возведён из того же материала; это показано на рисунке.

Перемычка имеет высоту 125 мм, а глубина её опоры на стену с каждой стороны должна составлять не менее 200...250 мм. Чтобы не было сбивки кладки, в линейке блоков предусмотрены доборные элементы.

Устройство оконного проёма с применением сборной перемычки из газобетона в стенах из газобетонных блоков: а - фрагмент проёма; б - общий вид проёма; в - сечение по проёму; 1 - перемычки; 2 - основной газобетонный блок; 3 - внешняя штукатурка; 4 - шов из цементно-песчаного раствора армированный; 5 - минеральная вата; 6 - доборный газобетонный блок; 7— сборно-монолитное перекрытие; 8-клеевой шов 1...3 мм; 9— вертикальный шов, заполненный раствором

Стены из ячеистых блоков могут иметь разную толщину и отделку, поэтому для каждого варианта разработаны конструктивные решения проёмов: ширина перемычки подбирается в соответствии с толщиной стены. Так, на рисунке, узел 1 показаны примеры устройства оконных проёмов для стен толщиной 400 и 500 мм, отделанных штукатуркой (на чертеже штукатурка не показана). Из рисунка видно, что необходимая суммарная ширина перемычек обеспечивается не только за счёт ширины перемычек, но и с помощью вертикальных швов между ними.

Понятно, что терморазъёмы в перемычечном ряду не требуются, так как теплотехнические характеристики армированных перемычек из ячеистых бетонов практические такие же, что и у блоков.

Кирпичные и армокирпичные перемычки

За отсутствием возможности использовать железобетонные (сборные или монолитные) перемычки или по каким-либо другим соображениям, перемычка может быть выполнена из кирпича.

Кирпичные перемычки

Устройство кирпичной перемычки: а — обычная перемычка; б — клинчатая перемычка;1 - опалубка - доска или фанера;2 - доски, поддерживающие опалубка

Форма кирпичных перемычек может быть прямолинейная или криволинейная.

Для устройства прямоугольного проёма кирпичи в горизонтальной кладке укладываются на опалубку.

Помните, пожалуйста. Летом раствор набирает прочность дней 7... 10, а при температуре ниже плюс 6 °С процессы твердения цементного камня практически останавливаются.

Кирпичи, связанные раствором, хорошо будут держать вышележащую кладку, но только в ненесущей стене. В изготовлении перемычки таким способом имеются ограничения по ширине оконного проёма — она не должна быть более 0,8... 1,0 м.

Лучше дело обстоит, когда кирпичи в перемычке укладываются определённым образом. Если перемычка выкладывается из обычных кирпичей, то клинчатая форма создаётся вертикальными швами кладки, раскрывающимися по высоте. Такая перемычка не только служит украшением фасада дома, но и более предпочтительна в конструктивном плане: она может выдержать большую нагрузку. Объясняется это тем, что швы получаются не вертикальные, а наклонные, что препятствует сдвигу кирпичей по вертикали.

Кирпичи клинчатой перемычки, как и в первом варианте, укладываются на опалубку. Возможная схема сооружения опалубки показана на этом же рисунке (здесь дана небольшая кривизна перемычки, но сути это не меняет). Проём с клинчатой прямолинейной перемычкой может быть больше - до 1,2...1,4 м. Причём высота слоя перемычки для ширины проёма до 0,8... 1,0 м - один кирпич (250 мм), для ширины проёма до 1,2 м - полтора кирпича (380 мм).

В наиболее выгодном положении находится криволинейная кирпичная перемычка. Убедительным доказательством этого обстоятельства является тот факт, что циркульные кирпичные перемычки способны перекрывать проёмы шириной до 3...5 м. Объясняется это особенностям работы кирпича. Кирпичная кладка хорошо работает на сжатие и плохо - на растяжение, примерно в 10 раз. А в криволинейной клинчатой перемычке, как, впрочем, и в прямолинейной клинчатой, все кирпичи работают на сжатие; однако чем положе арка, тем меньший проём она может держать.

Пример арочной сегментной перемычки показан на рисунке. Это тоже клинчатая перемычка, получаемая за счёт раскрытия швов. Стрела подъёма / составляет 1/6... 1/10 от ширины проёма. Высота перемычки для ширины проёма до 1,2 м - один кирпич, для ширины проёма до 1,5 м — полтора кирпича. При обычной нагрузке ширина проёма может доходить до 1,6 м.

Выкладывание криволинейных арок, в том числе циркульных и коробовых, требуют высокого профессионального мастерства, которое должно проявляться уже на стадии изготовления кружала - приспособления, с помощью которого создаётся кривая образующая арки. Возможные способы изготовления кружала показаны на рисунке.

Если кривизна проёма небольшая, то её можно выпилить из широкой доски. Доски укладывают с внутренней и внешней сторон проёма. На подготовленные таким образом доски крепится фанера, по которой производится кладка.

При подъёмистых арочных проёмах отрезки досок сколачиваются по приближённой кривой, затем концы досок отпиливаются, и на них также крепится фанера.

Армокирпичные перемычки

Прямоугольные проёмы с кирпичной перемычкой можно расширить, если под кладку над проёмом заложить арматуру. Это рядовые перемычки. Берут арматуру диаметром 6... 10 мм или полосовую сталь, укладывают её над проёмом по опалубке по одному-двум стержням на полкирпича сечения стены. Концы арматуры заводят в простенки на 300...500 мм. Потом заливают цементным раствором с толщиной слоя 30...40 мм, который защищает арматуру от коррозии.

Схемы устройства кружал для выкладывания криволинейных кирпичных арок: а - для пологих сегментных арок, у которых стрела подъема/менее 200 мм; б - заготовка из сбитых досок для подъемистых арок; в - отпиливание концов досок для формирования кривой линии кружала; 1 - тонкая фанера, которой можно придать гнутую форму; 2 - доски; 3 — доски с отпиленными концами.

Устройство рядовой перемычки: а - в ненесущей стене; б— в несущей стене; 1 - цементный раствор; 2- арматура d = 6... 10 мм (или полосовая сталь); 3 - рядовая перемычка; 4 - брусковая несущая перемычка.

Рядовая перемычка практически не видна на фасаде, поэтому к её помощи прибегают, если не хотят выкладывать клинчатую перемычку. Однако рядовые перемычки не могут держать нагрузку от перекрытия, поэтому их укладывают в ненесущей стене шириной проёма до 1,2 м ив перегородках. Если дело доходит до несущей стены, то рядовые перемычки монтируют только под внешний слой кирпича, чтобы их не видно было на фасаде, а несущую часть стены опирают на сборные или монолитные железобетонные перемычки.

Существует ещё один способ армирования кирпичной кладки прямоугольной перемычки. Чтобы понять суть, посмотрим на схему, показанную на рисунке. Существует такое понятие как свод обрушения - это объём кладки над проёмом, который может обрушиться в случае превышения её несущей способности. Ориенти ровочно высоту свода обрушения можно определить двумя лучами, выходящими под углом 45° из крайних точек проёма. Если этот участок поддержать вертикальной арматурой, то обрушения не произойдёт. Такой способ получил название способа подвеса.

Армирование кирпичной перемычки: а - один свод обрушения; б - два свода обрушения; 1 - форма свода обрушения; 2- приближенная форма свода обрушения; 3 - скрутка; 4 - арматура из отожжённой проволоки d = 6...8 мм; 5 - арматурные стержни d = 6... 10 мм; 6 - загнутый конец арматурного стержня; 7- отрезок арматуры.

Технология подвешивания такова. По опалубке выкладывается кирпичная кладка высотой чуть выше свода обрушения. Так, для проёма шириной 1 м высота свода обрушения составит примерно 0,5 м. По верху этой кладки укладываются арматурные стержни диаметром 6... 10 мм, которые защемляются убежной штрабой в простенки не менее чем на 500 мм. После того, как раствор наберёт прочность, в месте подвеса в кладке делается вертикальное отверстие (перфоратором), в которое закладывается подвес - вертикальная арматура диаметром 6...8 мм из отожжённой проволоки (проволока кладётся в огонь и нагревается до красноты, затем остужается на воздухе; после этих действий проволока делается пластичной). Подвес закрепляется снизу петлёй с упором из куска арматуры, а вверху натягивается на горизонтальную арматуру с помощью скрутки. Подвес можно сверху натянуть с помощью домкрата, а затем приварить к горизонтальной арматуре.

Чтобы уменьшить высоту армирования, нужно уменьшить высоту свода обрушения. Для этого проём разбивается на несколько участков, для каждого из которых строится свой свод обрушения, затем каждый участок армируется описанным способом.

Такой способ может быть применён для устройства перемычки как в ненесущей, так и в несущей стене. Однако в несущей стене дело обстоит сложнее - в устройстве перемычки нужно учитывать нагрузку от перекрытия.

Перемычки из стального проката

Альтернативой сборных железобетонных перемычек являются перемычки из стального проката. Они позволяют перекрывать проёмы шириной от 2 до 5 метров, могут быть заложены в несущую и в ненесущую стену. При этом материал стен - любой мелкоразмерный: кирпич, мелкие блоки, керамический камень. Перемычки из стального проката не тяжёлые, их можно доставить на стройку без привлечения подъёмно-транспортных механизмов, в отличие от железобетонных изделий. Также к достоинствам перемычек из стального проката можно отнести и то, что длина их может быть любая, а, следовательно, легко решается вопрос с проёмами нестандартной ширины. Кроме того, такие перемычки подбираются под любое сечение кладки стены.

Схемы устройства перемычек из стального проката: 1 - кирпичная кладка; 2- уголки.

В качестве перемычек наиболее удобны уголки. Например, уголки № 10-12 годятся для 1,5-метрового проёма. Ориентируясь на идею, показанную на рисунке, совсем несложно разработать конструктивные решения под другие сечения или материалы стен.

Перемычки из стального проката долговечны, но долговечность их ниже железобетонных перемычек. Ещё вопрос - при нарушении технологии укладки стальных перемычек могут образовываться мостики холода, так как коэффициент теплопроводности стали достаточно высок.