Как узнать прочность профильной трубы на изгиб

buildingbook.ru

Зачем это нужно

Зачем знать массу погонного метра профильного изделия?

Основных мотива два.

  1. При сооружении металлоконструкций одни элементы давят на другие собственным весом наряду с полезной нагрузкой. Скажем, каркас перегородки в промышленном здании создает нагрузку на балки, ферма моста – на колонны и так далее. Эту нагрузку нужно учитывать при расчете прочности конструкций.
  2. Кроме того, прокат на металлобазах продается не метражом, а на вес, и его цена указывается за тонну. Чтобы пересчитать погонаж, рассчитанный при создании проекта, в заветные тонны, необходимо знать, сколь весит метр при том или ином сечении и толщине стенки.

Уточним: от марки стали точная масса тоже, разумеется, зависит; однако разница между разными марками настолько мала, что действующие ГОСТ ей пренебрегают. Плотность стали берется равной 7,85 т/м3.

Когда нужен расчет на прогиб? Попробуем объяснить на примере.

Представьте себе, что вы хотите соорудить в своем коттедже балкон с каркасом из профтрубы. Вылет балкона вам известен, предполагаемая нагрузка – тоже. Вот для того, чтобы подобрать оптимальное сечение профтрубы на роль несущих балок, вам и нужно знать метод расчета прочности на изгиб.

Масса

Простейший способ расчета сводится к использованию интернета: калькулятор расчета веса профильной трубы в зависимости от ее сечения и толщины стенки несложно найти на сайтах многих производителей и продавцов.

Один из онлайн-калькуляторов.

Однако мы не будем искать легких путей и постараемся найти альтернативные способы выполнения подсчетов своими руками. Собственно, их два.

Нормативные документы

Необходимые нам данные содержатся в отечественных стандартах:

  1. ГОСТ 8645-68 содержит сортамент прямоугольных стальных труб.
  2. Для квадратного сечения сортамент отыщется в ГОСТ 8639-82.

Полные таблицы слишком объемны для небольшой статьи, поэтому приведем лишь некоторые значения в качестве примера.

Сторона квадратной трубы, ммТолщина стенки, ммМасса погонного метра, кг
151,00,426
1,50,605
201,00,583
1,50,841
2,01,075
402,02,33
2,52,85
3,03,36
3,53,85
4,04,30
5,05,16
6,05,92
Сторона А прямоугольной трубы, ммСторона В прямоугольной трубы, ммТолщина стенки, ммМасса погонного метра
25151,00,583
1,50,841
2,01,08
2,51,29
30101,00,583
1,50,841
2,01,08
2,51,29
3,01,48
151,00,661
1,50,959
2,01,23
2,51,48
3,01,71
201,00,740
1,51,08
2,01,39
2,51,68
3,01,95

Некоторые значения, не вошедшие в наш список.

Обратите внимание: мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с полным текстом документов. Как мы выясним далее, полная версия таблиц будет полезна в дальнейших расчетах.

Расчет по плотности

С некоторой погрешностью расчет веса профильной трубы может быть выполнен и без таблиц сортамента. Достаточно знать все основные размеры изделия и плотность стали, которая, как мы уже выяснили, при расчетах принимается равной 7850 кг/м3, или 7,85 г/см3.

Инструкция по расчету не вызовет сложностей у любого человека, помнящего основы геометрии.

  1. Рассчитываем площадь поверхности погонного метра профтрубы. Она равна произведению периметра (суммы всех четырех сторон) и единицы.

Внимание: чтобы получить результат в тоннах без сложных пересчетов, лучше сразу перевести размеры в метры.

  1. Умножаем площадь на толщину стенки и получаем объем металла в погонном метре.
  2. Умножив объем на плотность стали, мы получим массу погонного метра.

Мысленно развернув профиль в плоскую пластину, несложно вычислить его объем и вес.

Давайте в качестве примера выполним расчет для прямоугольного сечения 180х150 при толщине стенки 12,0 мм.

  1. Площадь будет равной (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) х 1 = 0,66 м2.
  2. Объем – 0,66 м2 х 0,012 м= 0,00792м3.
  3. Масса – 0,00792х7850= 62,172 кг.

Результат несколько отличается от прописанного в ГОСТ (55,71 кг) за счет того, что при разворачивании реальной профтрубы в плоскую заготовку мы получим заметное утончение там, где были ее продольные грани. Погрешность будет тем меньше, чем тоньше стенки и чем больше размер сечения.

Пошаговая инструкция проведения расчета

1.Вводят тип проката: круглый, квадратный, в форме полосы, шестигранника и т.д.

2.Указывают разновидность схемы, по которой крепится стойка: в виде заделки консоли, в виде заделки заделки, в виде заделка шарнир, либо шарнир шарнир.

3.Выбирают материал проката, к примеру: из Стали С235 — Ст3кп2, из Стали С245 — Ст3пс5 либо Ст3сп5.

4.Устанавливают разновидность стойки, ее назначение, к примеру: стойки передающие, служащие для опоры, основные либо второстепенные.

Важно! При отсутствии типа материала в таблице, а показатель его расчетного сопротивления (кг /см 2) известен, значит, следует ввести значение в специальное поле.

Чтобы произвести расчет вводят:

1.Длину стойки — L, выражают в метрах.

2.Размер D либо Dv, либо A, выражают в миллиметрах.

3.Размер B, выражают в миллиметрах.

4.Нагрузку на колонну — P, выражают в килограммах.

По последней версии СНиПа II – 23 – 81 проводя расчет прочности стальных деталей, оснащенных центральным растяжением либо сжатием посредством силы Р вычисляют при помощи следующей формулы:

P : Fp Х Ry Х Yc Читайте также: Делаем ручной насос для воды своими руками

1.Fi – значение коэффициента, указывающий на продольный изгиб, элементов центрально – сжатого типа.


Данный коэффициент компенсирует небольшую не прямолинейность стойки, нехватку крепежной жесткости, также неточность определения нагрузки вдоль двух осей колонны.

Параметр Fi отличается в зависимости от марки стального материла его гибкости, как правило, значение определяют по таблице No 72 из СНиПа II-23-81 за 1990 год, зависит также от показателя сопротивления материала, сжатию при расчете, изгиба и растяжения.

Данное условие делает расчет более простым, но более грубым, потому что в СНиП указаны инженерные формулы, по которым рассчитывают Fi.


Физическая величина – гибкость стойки, по-другому Lambda, определяющая параметры стойки, которые значение длины, поперечное сечение, в том числе значение инерционного радиуса.

Lr – значение расчётной стержневой длины.

i – значение инерционного радиуса стержневого диаметра поперечного типа.

Данная величина, обозначаемая i вычисляется, как корень квадратный из значения I : Fp, в котором I равен моменту инерции, а Fp равно площади сечения.

Mu – коэффициент, определяемый крепежной схемой колонны.

L – значение длины стойки.

Различают следующие виды схем для крепления колонны, у каждой схемы свой коэффициент:

1.тип заделка — консоль со свободным концом, Mu = 2.

2.тип заделка — заделка, Mu = 0.5.

3.тип заделки – шарнир, Mu = 0.7.

4.тип шарнир – шарнир, Mu = 1.

Важно! Если у прямоугольника, имеющего два радиуса инерции сечения, вычисляют Lambda, использовать следует наименьший из них.

Гибкость стойки, которую рассчитывают по вышеуказанной схеме, не может быть выше значения 220 согласно таблице No 19 по СНиПу II – 23 – 81, в нем указаны максимальные показатели предельной гибкости стоек центрально-сжатого типа.

Чтобы их правильно применять, следует в калькуляторе выбрать таблицу с названием Вид и назначение стоек, далее определить подвид.

Значение предельной гибкости определяется параметрами геометрических фигур, на величину влияет изгиб продольный, нагрузка, расчетное сопротивление материала изделия, рабочие условия.

Перед тем, как начать работать в калькуляторе онлайн, следует тщательно изучить инструкцию.

Прочность на изгиб

Как рассчитывается прочность профильной трубы на изгиб?

Для нашего случая актуальны две формулы:

  1. M=F*L, где М – изгибающий момент, F – приложенная к профилю сила, измеренная в килограммах (кгс), а L – плечо рычага в сантиметрах. Скажем, для пресловутого балкона шириной 1 метр со стоящими на его краю тремя людьми общим весом в 250 кг изгибающий момент будет равен 250 кгс х 100 см = 25000 кгс*см.

Пример довольно условный: в реальных условиях изгибающие нагрузки на балки стараются компенсировать прочими конструктивными элементами, что мы и видим на фото.

  1. M/W=R, где R – прочность марки стали, а W – момент сопротивления сечения.

Очевидно, параметры R и W – константы, которые придется где-то искать. Постараемся упростить читателю задачу:

Марка сталиПрочность (R), кгс/см2
Ст32100
Ст42100
Ст52300
14Г22900
15ГС2900
10Г2С2900
10Г2СД2900
15ХСНД2900
10ХСНД3400

Второй параметр – момент сопротивления – найдется в тех же таблицах сортамента в ГОСТ 8645-68 и 8639-82. Так, для трубы сечением 180х150 при толщине стенки 12 мм по оси А (вдоль более широкой стороны) он составит 346,0 см3, а по оси Б – 310,8 см3.

Давайте попробуем подобрать размер трубы для нашего балкона с нагрузкой 250 кг и вылетом 1 метр, исходя из следующих условий:

  • Нагрузка приходится лишь на одну из несущих профтруб (три человека расположились так, что их вес не распределяется по соседним балкам).
  • Материал, который использован при изготовлении несущего каркаса балкона из труб – сталь Ст4.

Состав марок стали.

Итак, приступим к расчетам.

  1. 25000 кгс*см/W = 2100 кгс/см2 /W. Момент сопротивления, таким образом, не должен быть менее 25000 кгс*см / 2100 кгс/см2 = 11,9 см3.
  2. Теперь осталось лишь подобрать трубу с соответствующим значением W в таблице сортамента. При квадратном сечении этому условию удовлетворяют, в частности, размеры 50х6 и 60х3,5.

Заметьте: мы нашли минимальные размеры, при которых балка выдержит соответствующую нагрузку; при этом пренебрегли запасом прочности (например, на случай, если кто-то из гипотетических посетителей балкона подпрыгнет), собственным весом балкона и износом каркаса коррозией. На практике эти факторы нивелируются как минимум трехкратным запасом по моменту сопротивления.

Как видите, пренебрегать запасом прочности опасно.

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

  1. расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
  2. использование формулы напряжения при изгибе трубы;
  3. определение нагрузки при помощи специального калькулятора.

Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц

Этот метод точен и учитывает виды опор, закрепление профиля на опорах и характер нагрузки. Для расчета прогиба профильной трубы с помощью справочных таблиц необходимы следующие данные:

  1. значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
  2. значение длины пролета (L);
  3. значение нагрузки на трубу (Q);
  4. значение модуля упругости из действующего СНиП.

Эти значения подставляют в нужную формулу, которая зависит от закрепления на опорах и распределения нагрузки. Для каждой расчетной схемы нагрузки формулы прогиба меняются.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

Юлия Петриченко, эксперт

Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности. Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

Если вы решили вопрос расчета нагрузки на профильную трубу, поделитесь опытом и расскажите, для чего вы ее использовали в комментариях!

Деревянные брусья для перекрытий в частном строительстве используют часто. Легкость, доступность по цене и возможность самостоятельного монтажа компенсируют способность к возгоранию, поражению грибком и гниению. В любом случае при возведению второго и более этажей просто необходимо произвести расчет деревянных балок перекрытия. Онлайн-калькулятор, который мы представляем в этом обзоре, поможет справиться с этой задачей просто и быстро.

Балка — элемент в инженерии, представляющий собой стержень, который нагружают силы, действующие в направлении, перпендикулярном стержню. Деятельность инженеров зачастую включает в себя необходимость расчета прогиба балки под нагрузкой. Этой действие выполняется для того, чтобы ограничить максимальный прогиб балки.

Выполняем расчеты на прогиб трубы самостоятельно

В промышленном и частном строительстве распространены профильные трубы. Из них конструируют хозяйственные постройки, гаражи, теплицы, беседки. Конструкции бывают как классически прямоугольными, так и витиеватыми. Поэтому важно правильно сделать расчет трубы на изгиб. Это позволит сохранить форму и обеспечить конструкции прочность, долговечность.

Свойства сгибаемого металла

Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.

Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.

Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.

Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.

Трубы с изгибом широко применяются в повседневной жизни

Как сделать правильные расчеты

Расчет профильной трубы на прогиб – это определение степени максимального напряжения на конкретную точку трубы.

У каждого материала существуют показатели нормального напряжения. Они не влияют на само изделие. Чтобы правильно сделать расчеты, следует применить специальную формулу. Нужно следить за тем, чтобы показатели не превышали максимально допустимые значения. По закону Гука возникающая сила упругости прямо пропорциональна деформации.

При расчете изгиба необходимо также применять и формулу напряжения, которая выглядит как М/W, где М – показатель изгиба по оси, на которую и приходится усилие, а вот W – это показатель сопротивления изгиба по этой же оси.

Читайте также:  Кухни с газовым котлом: дизайн – вопросы и решения

Изгиб трубы должен быть правильным и точным

Технологический процесс изгиба

Гнутье создает в стенках металла определенную степень напряжения. На наружном участке получается растягивающее напряжение, а на внутреннем – сжимающее. Благодаря этим воздействиям изменяется наклон оси.

В процессе изгиба на согнутом месте меняется форма поперечного сечения. В результате кольцевой профиль приобретает овальную форму. Более четкая форма овала просматривается на середине прогиба, а вот к концу и к началу деформация понижается.

Для труб с сечением до 20 мм овальность в деформированном месте не должна превышать 15 %. Для труб с сечением 20 и больше – 12,5%.

Обратить внимание следует на то, что на вогнутом месте у тонкостенной продукции могут возникнуть складки. Они, в свою очередь, негативно сказываются на функционировании системы (снижают проходимость рабочей среды, повышают уровень гидравлического сопротивления, степень засорения).

Изогнутые трубы используются в промышленности и в частном строительстве

Допустимые радиусы сгиба трубы

Согласно государственным стандартам трубы имеют минимальный радиус изгиба.

Если сгибание осуществляется путем нагревания и набивкой песком, наружный диаметр трубы составляет не менее 3,5DN.

Формирование трубы на трубогибочном станке (без нагрева) – не менее 4DN.

Сгиб при нагреве газовой горелкой или в печи для получения наполовину рифленых складок возможен при показателе в 2,5DN.

Если сгиб предусматривается крутой (для согнутых канализационных отводов, изготовленных путем горячей протяжки или же способом штамповки) – не меньше 1DN.

Сгиб трубы может быть меньше указанных показателей. Однако это возможно в том случае, если метод производства гарантирует, что стенки трубы утончаться на 15% от общей толщины.

Расчет на прочность при изгибе трубы выполняем ответственно.

Изгиб трубы различного диаметра

Формулы

Чтобы сделать расчет трубы на прогиб, определяем длину детали. Она высчитывается по данной формуле:

R – это радиус изгиба в мм;

α – величина угла;

І – прямой участок в 100/300, необходимый для захвата изделия (в работе с инструментом).

Осуществляя расчет на изгиб профильной трубы, учитываем размер сгибаемого элемента. Он определяется по следующей формуле:

Значение числа π = 3,14;

α – угол изгиба в градусах;

R – величина радиуса (значение в расчет берется в мм);

DH – диаметр по внешней стороне трубы.

Минимальные радиусы сгиба для медных и латунных изделий поданы в таблице. Данные соответствуют Гостам №494/90 и №617/90. Кроме того, здесь также поданы величины по внешнему диаметру, минимальная длина статично свободной части.

Схема изгиба трубы Ручной гидравлический трубогиб

Сгиб трубы своими руками

Если осуществляется сгиб своими руками, поможет расчет трубы на изгиб, формула которого проста и универсальна (это 5 диаметров трубы).

Рассчитаем изгиб на детали с сечением в 1,6 см.

1-ый шаг: нужно четко представлять, какая окружность получится в результате (для правильного изгиба нужна одна четвертая окружности).

2-ой шаг: определяем радиус – 16 умножаем на 5. Результат – 80 мм.

3-ий шаг: вычисление начальных точек для изгиба. Для этого используется формула C=2π∙R:4. Величина С – это та длина трубы, которая будет использоваться в работе. Используется два числа пи, а также показатель наружного радиуса трубы.

4-ый шаг: величины заменяются известными данными: 2∙14∙80:4. В результате получим 125 мм. Это и будет длина участка, на котором минимальный радиус изгиба составит 80 мм.

Если с формулами работать не получается, делаем расчет профильной трубы на прогиб, используя калькулятор (специальную программу несложно найти в Интернете).

В работе с трубами рекомендуется также использовать специальный трубогиб. Это ручное приспособление маленького размера упрощает монтаж.

Различают несколько видов такого инструмента. Сегментное приспособление для изгиба предусматривает работу по основаниям особых шаблонов. Их форма уже рассчитана под определенный диаметр и форму сгиба. Инструмент помогает видоизменять трубы до 180˚.

Дорновое оборудование имеет сегмент, который перемещается внутри будущего изделия. Благодаря этому предотвращается деформация, открывается доступ сразу к нескольким участкам.

Какой бы вид инструмента не использовался, помним, что залогом успешного монтажа являются точные, неоднократно проверенные расчеты. Примеры расчетов изгиба труб

Как сделать расчет трубы на изгиб – пошаговое руководство

Профильные трубы применяются в строительстве достаточно часто, так что нередко требуется несколько изменить их форму, чтобы на выходе получить конструкцию необходимой конфигурации. В данной статье речь пойдет о том, как выполняется расчет на прогиб профильной трубы, который понадобится для того, чтобы изготавливаемые сооружения не утратили своей прочности и были практичными.

Характеристики металла для гибки

Любому металлу присуща своя точка сопротивления, то есть максимальная и минимальная нагрузка, которую он может выдержать.

Если оказать на металл слишком большое давление, это может спровоцировать деформацию, ненужные прогибы или надломы в профиле. Выполняя расчет на изгиб трубы, необходимо учитывать такие важные характеристики как плотность металла, размеры и диаметр профильных или круглых труб, а также ряд других параметров. Таким образом, можно будет спрогнозировать, насколько эффективным будет использование того или иного материала в условиях окружающей среды.

Обратите внимание, что напряжение будет возникать не только непосредственно в месте прогиба профильной трубы, но и на удаленных от центра сгиба участках. Высшее касательное напряжение будет наблюдаться именно в области центральной оси сгиба.

В процессе гибки трубы происходит сжатие внутреннего слоя металла, он становится меньше, а внешний слой, напротив, увеличивается за счет растяжения. А вот центральный слой металла остается неизменным, сохраняет исходные параметры, обеспечивая тем самым прочность трубы.

Выполнение расчетов на изгиб

Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы определить максимально допустимый уровень напряжения на каждый конкретный участок трубы.

Каждый материал имеет свою величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-либо воздействия на само изделие. Для получения правильных расчетов, их нужно проводить по специальной формуле. Особое внимание следует уделять тому, чтобы показатели оставались в пределах максимально разрешенных значений. Согласно закону Гука, образующаяся сила упругости прямо пропорциональна деформации.

Рассчитывая величину изгиба, нужно дополнительно использовать следующую формулу напряжения: M/W, где M – величина изгиба по оси, испытывающая на себе усилие, а W – величина сопротивления этой оси в месте изгиба.

Технология выполнения изгиба

В процессе гнутья в металле возникают определенные показатели напряжения. С внешней стороны образуется растягивающее напряжение, а изнутри – напряжение сжатия. В момент таких взаимодействий меняется изгиб оси.

Во время изгибания в согнутом отрезке изменяется форма поперечного сечения. В итоге профиль в виде кольца изменяет свою форму на овальную. Самый четкий овал можно наблюдать посередине прогиба. Деформация снижается в начале и конце прогиба.

У труб, имеющих диаметр не более 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не более 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.

Стоит отметить, что изнутри изгиба, где происходит деформация сжатия, могут появляться складки. Данный факт, как правило, отрицательно сказывается на корректной работе системы, так как складки снижают проходимость труб, увеличивают величину гидравлического сопротивления и уровень засорения.

Пределы радиусов изгиба труб

Руководствуясь госстандартами, трубы должны иметь минимальный радиус изгиба (детальнее: “Какой радиус гиба труб можно получить при помощи разных типов трубогибов”). При осуществлении сгибания при помощи нагрева трубы, заполненной песком, внешнее сечение трубы должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без использования нагрева – более 4DN.

При прогреве газовой горелкой или в печи, чтобы складки образовывались наполовину, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, например для систем с согнутыми канализационными отводами, которые изготавливаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.

Труба может иметь и меньшую величину сгиба. Тем не менее, допускать это можно лишь в том случае, если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.

Все расчеты на прочность трубы при изгибе должны осуществляться с максимальной ответственностью.

Формулы и другие данные для получения расчетов

Для проведения расчетов на прогиб, выясняем длину детали.

Получить ее можно по следующей формуле:

  • R – радиус изгиба, измеряемый в миллиметрах;
  • α – угол;
  • І – ровный отрезок в 100/300, нужный для захвата изделия (при оперировании инструментом).

Проводя расчеты для профильной трубы нужно учесть размер элемента, подлежащего сгибанию.

Для этого нужно провести расчеты по такой формуле:

  • π – 3,14;
  • α – угол изгиба;
  • R – радиуса (измеряется в миллиметрах);
  • DH – наружное сечение трубы.

Минимально допустимые градусы для изгиба труб из меди и латуни можно найти в соответствующих таблицах. Все данные отвечают ГОСТам № 494/90 и № 617/90. Дополнительно в них можно найти величины наружных сечений, минимальные статично свободные отрезки.

Присутствует также таблица, которая поможет провести расчеты трубы на изгиб – в ней находятся данные по стальным трубам, которые соответствуют ГОСТу № 3262/75.

Для недопущения недочетов в расчетах нужно также учитывать сечение и толщину стенок.

Как самостоятельно согнуть трубу

В случае возникновения необходимости в сгибе трубы своими руками, можно при расчете воспользоваться универсальной формулой (пять диаметров трубы).

Для примера рассчитаем изгиб для трубы диаметром 1,6 мм:

  • Сначала нужно точно представить, какую окружность нужно получить в итоге (для точного сгиба требуется ¼ окружности).
  • Далее нужно узнать радиус. Для этого 16 умножается на 5 – получается 80 мм.
  • Теперь высчитываются стартовые точки для изгиба. В данном случае нужно воспользоваться формулой C=2π∙R:4. Здесь С – тот отрезок трубы, который будет участвовать в работе. Применяется два π и величина внешнего радиуса трубы.
  • На последнем этапе величины замещаются известными показателями: 2∙3,14∙80:4. В итоге получается 125 мм, что равняется продолжительности отрезка, на котором минимально допустимый радиус изгиба будет равняться 80 мм.

Если по приведенным формулам у вас расчеты получить не выходит, их можно провести при помощи программы-калькулятора, которых достаточно в сети Интернет.

Определив нагрузку на круглую трубу и проведя все расчеты, можно начинать работы по гибке, для чего лучше воспользоваться специальным ручным трубогибом, который в значительной степени упростит монтаж. Таких инструментов существует несколько разновидностей. Сегментное устройство позволит проводить работу, ориентируясь на специальные шаблоны, форма которых подбирается под определенное сечение и форму труб. Возможен сгиб трубы до 180˚.

У дорнового трубогиба есть подвижный элемент внутри, который не допускает образования деформаций.

Независимо от используемого инструмента, помните, что для получения точного и качественного изгиба, проведите изначальные точные перепроверенные расчеты.

Сравнение параметров прочности квадратных и круглых труб

Для монтажа различных металлических конструкций широко применяются трубы. Как правило, это круглые или квадратные изделия. Для того, чтобы сделать правильный расчёт нагрузок на элементы конструкции, необходимо знать, что прочнее – обычная круглая труба, или профильная труба квадратного сечения. Зная максимальную нагрузку на элемент конструкции, можно очень точно определить, какой профиль более уместен для использования в процессе монтажа.

Для монтажа металлоконструкций применяются профили различного сечения

Показатели прочности круглого и квадратного профилей

ГОСТы для квадратных и круглых труб регламентируют самые разные процессы:

  • физические свойства поверхностей.
  • механические характеристики соединений.
  • порядок осуществления трансформации (изгиба, кручения, вытяжки, и т.д.).

Условия изгиба профиля могут быть различными. Также отличаются и данные о наружном диаметре нержавеющих и углеродистых труб.

Если гибка осуществляется методами нагрева или наполнения полого пространства сыпучим материалом, наружный диаметр должен составлять не менее 3,5DN (номинальных диаметров). Для трубогибочных станков эта величина составляет 4DN. Отступление от требований ГОСТов 494/90 и 617/90 допускается в случае, если уменьшение толщины изгибаемой стенки составляет не более 15%. В этом случае можно уменьшать номинальные данные для расчёта изгибной прочности профиля.

Таблица моментов инерции для различных типов сечений

Сравнить уровень прочности полого квадрата и круга из стали помогает часть технической механики, изучающая сопротивление различных материалов. При расчёте показателя прочности на изгиб используются две формулы:

  1. Вычисление длины изгибаемой детали.

r – радиус изгиба профиля, мм.

α – искомый угол изгиба, о .

I – расстояние 100/300 для оборудования, удерживающего заготовку.

  1. Расчёт величины изгибаемого участка.

α – угол изгиба, о .

r – радиус изгиба, мм.

DH – внешний диаметр.

Расчёт профильной трубы завершается после определения величины напряжения, исчисляемой в соответствии с законом Гука:

Μ – степень изгиба по оси воздействия силы.

W – сопротивление изгибу по оси.

При проведении расчётов необходимо обязательно учитывать меру инертности тела при вращении – момент инерции. При одинаковой толщине стенок полых труб разных сечений и удельной тяжёсти изгибное усилие для квадрата в 1,181 раза больше, чем для круга. Но радиус инерции круглой трубы больше, чем квадратной. Поэтому она является менее прочной.

Круг или квадрат

Полые металлические (стальные или алюминиевые) стержни квадратного и круглого сечений широко применяются в строительстве и производстве металлоконструкций. Полый профиль имеет гораздо меньший, в сравнении с брусом, вес. Как несущий элемент металлической конструкции квадрат более удобен, нежели круг. Он легче монтируется. Два мерных отрезка квадратного профиля можно соединить при помощи сварки, в отличие от круга. Плоская поверхность квадратного профиля обеспечивает лучший контакт с различными навесными элементами (поликарбонатом, ДВП различными видами прессованного утеплителя, и пр.).

А наличие рёбер жёсткости позволяет успешно использовать квадрат в местах, где отмечаются максимальные нагрузки. Если изгибающее усилие направлено под углом 90 о к грани профиля, сопротивление изгибу одинаково в любом месте трубы. Изгибная нагрузка наиболее сильна по краям профиля. Центральная же его часть значительно более устойчива. Замкнутое поперечное сечение также даёт высокую прочность профиля на кручение. Это позволяет использовать квадратные трубы при монтаже различных сложных конструкций:

  • сводов арочного типа.
  • кровель с крутыми уклонами.
  • ребристых куполов.
Читайте также:  Как сделать освещение в доме?

Расчёт профильной трубы показывает, что надёжность конструкции прямо пропорциональна материалу, из которого она изготовлена. Бетон гораздо надёжнее дерева, но значительно уступает стали. Дело в том, что при его применении очень трудно крепить прогоны. Просверленные в бетоне отверстия для анкеров не смогут обеспечить необходимой прочности. У металлического профиля в сравнении с другими материалами масса преимуществ. А у квадрата – столько же преимуществ перед кругом.

Металлоконструкции из квадратного профиля

Например, при устройстве ограничительных конструкций (заборов) оптимальный шаг стоек – 2,5 м. При частых порывистых ветрах его следует уменьшить до 2 м. При высоте конструкции до 1,5-2,0 м оптимальный размер квадрата с толщиной стенки 2 мм – 40х40 или 60х60 мм. Применяемый материал – труба профильная для металлоконструкций из углеродистой или низколегированной стали (ГОСТ Р 54157-2010). При монтаже более масштабных конструкций могут применяться трубы размеров от 50х50 до 200х200 мм.

Область использования квадратных труб гораздо шире, нежели круглых. Это связано с тем, что у них выше степень взаимодействия с плоскостями, имеющими симметричную поверхность. Чётко определены отрасли, в которых трубы подобного сечения не применяются:

  • изготовление каркасных конструкций.
  • транспортировка газообразных веществ.
  • водоснабжение и канализация.

Профилированная труба не годится для трубопровода по причине того, что рассчитана, в отличие от круглой, на сопротивление значительным несущим нагрузкам. Из за наличия углов скорость прокачки газов и жидкостей внутри квадратной трубы намного меньше, чем внутри круглой.

Изготовление квадратного профиля

В теории, чтобы изготовить квадратную трубу, достаточно вальцовочного станка с возможностью формования профиля необходимых размеров. Круг вальцуется с целью получения квадрата. Но с точки зрения качества продукции данная технология совершенно неприемлема, так как механические характеристики полученных труб значительно отличаются от требуемых по ГОСТ в худшую сторону. Для выпуска профиля в промышленных масштабах необходим комплекс сложного технологического оборудования.

Трубы, которые в дальнейшем планируется использовать для монтажа металлоконструкций, должны быть значительно крепче, и поэтому изготавливаться по полному технологическому циклу. Он включает пять последовательных операций:

  1. Обработка стальной ленты (штрипса).
  2. Сварка заготовки круглого сечения.
  3. Профилирование.
  4. Контроль качества готовой продукции.
  5. Термообработка.

Современное производство металлических профилей

Нарезка штрипса осуществляется на специальной установке. Лента наматывается на вращающийся барабан. Непрерывный прокат профиля осуществляется для того, чтобы намоточный станок не простаивал. После сварки, прохождения формовочного стана и эмульсионной обработки заготовка принимает нормальную круглую форму.

Следующим этапом изготовления является профилирование:

  • скругление заготовки по всей дине профиля.
  • четырёхсторонняя обжимка.

Полученная заготовка подлежит разделению на мерные отрезки. В течение всего процесса механической обработки необходимо охлаждать заготовку водой.

Для обеспечения прочности сварного квадратного профиля критически важно иметь ровный и качественный сварной шов. Он должен обязательно подвергаться проверке на герметичность. Кроме того, для завершения процесса производства квадрата необходимо провести проверку по методу дефектоскопии вихревыми токами. С его помощью выявляются возможные дефекты:

  • внутренние раковины.
  • места повышенного напряжения сварного шва.

Конечным этапом проверки качества готовой продукции является визуальный осмотр. Отбраковке подлежат профили с неровностями и другими механическими повреждениями. Снижению количества дефектов способствует переборка тянущих валков.

В состав линии по производству стальных профилей входят следующие единицы:

  • консольный разматыватель для обработки металлического листа.
  • формовочный стан.
  • сварочный узел и станок для среза кромки шва.
  • участок охлаждения.
  • профилировочный стан.
  • нож для мерной порезки.

Линия по производству профилированных труб могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Валы на стандартных линиях имеют прямоугольную форму.

Отделочные и ремонтные работы

Как рассчитать нагрузку на профильную трубу

Выбирая профильную трубу для несущих конструкций самостоятельно, заказчик понимает важность точных вычислений параметров и нагрузки. В этой статье мы попробуем разобраться, стоит ли экономить на расчетах.

С приходом лета начинается строительный сезон для компаний, владельцев коттеджей, дачных участков. Кто-то строит беседку, теплицу или забор, другие люди перекрывают кровлю или возводят баню. И когда перед заказчиком возникает вопрос о несущих конструкциях, чаще выбор останавливается на профильной трубе из-за низкой стоимости и прочности на изгиб при малом весе.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Другой вопрос, как рассчитать размеры трубы профильной 40х20 купить в спб так, чтобы обойтись «малой кровью», купить подходящую по нагрузке трубу. Для изготовления перил, оградок, теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, кровлю, козырек, без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.

Каждый материал сопротивляется воздействию внешних нагрузок, и сталь – не исключение. Когда нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция согнется, но выдержит нагрузку. Если вес груза убрать, профиль примет исходное положение. В случае превышения допустимых значений нагрузки труба деформируется и остается такой навсегда, либо разрывается в месте сгиба.

Чтобы исключить негативные последствия, при расчете профильной трубы учитывайте:

  1. размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
  2. напряжение конструкции;
  3. прочность стали;
  4. типы возможных нагрузок.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Согласно СП 20.13330.2011 по времени действия выделяют следующие типы нагрузок:

  1. постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
  2. временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
  3. кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
  4. особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).

К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:

  1. материал для навеса;
  2. вес снега;
  3. сильный ветер;
  4. возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.

Для этого воспользуйтесь СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В ней есть карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузки профиля.

Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу

Кроме типов и видов нагрузки на профили, при расчете трубы учитываются виды опор и характер распределения нагрузки. Калькулятор рассчитывает, используя только 6 типов расчетных схем.

Максимальные нагрузки на профильную трубу

Некоторые читатели задаются вопросом: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для крыльца». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).

Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения

Размеры профиля, ммМаксимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
1 метр2 метра3 метра4 метра5 метров6 метров
Труба 40х40х27091737235165
Труба 40х40х39492319646216
Труба 50х50х21165286120613114
Труба 50х50х31615396167844319
Труба 60х60х21714422180935026
Труба 60х60х323935892501296935
Труба 80х80х34492111047825214482
Труба 100х100х374731851803430253152
Труба 100х100х492172283990529310185
Труба 120х120х41372633391484801478296
Труба 140х140х419062473620691125679429
Таблица 2. Нагрузка для профильной трубы прямоугольного сечения (рассчитывается по большей стороне)
Размеры профиля, ммМаксимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
1 метр2 метра3 метра4 метра5 метров6 метров
Труба 50х25х26841676934166
Труба 60х40х31255308130663517
Труба 80х40х219114712021055831
Труба 80х40х326726582811468143
Труба 80х60х3358388438019911262
Труба 100х50х454891357585309176101
Труба 120х80х378541947846455269164

Пользуясь готовыми расчетами, помните, что в таблицах 2 и 3 указана максимальная нагрузка, от воздействия которой труба согнется, но не сломается. При ликвидации нагрузки (прекращение сильного ветра) профиль вновь обретет первоначальное состояние. Превышение максимальной нагрузки даже на 1 кг ведет к деформации или разрушению конструкции, поэтому покупайте трубу с запасом прочности, в 2 – 3 раза превышающим предельное значение.

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

  1. расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
  2. использование формулы напряжения при изгибе трубы;
  3. определение нагрузки при помощи специального калькулятора.

Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц

Этот метод точен и учитывает виды опор, закрепление профиля на опорах и характер нагрузки. Для расчета прогиба профильной трубы с помощью справочных таблиц необходимы следующие данные:

  1. значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
  2. значение длины пролета (L);
  3. значение нагрузки на трубу (Q);
  4. значение модуля упругости из действующего СНиП.

Эти значения подставляют в нужную формулу, которая зависит от закрепления на опорах и распределения нагрузки. Для каждой расчетной схемы нагрузки формулы прогиба меняются.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

Юлия Петриченко, эксперт

Есть вопросы, нужна консультация? Задайте вопрос нашему эксперту бесплатно!

Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности. Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

Утепление пола керамзитом: за и против

  1. Особенности
  2. Плюсы и минусы
  3. Разновидности
  4. Какой лучше?
  5. Варианты использования
  6. Как рассчитать?
  7. Как утеплять?
  8. Отзывы

Неотъемлемой частью ремонта является утепление пола. Люди, затеявшие ремонт, часто задаются вопросом: какой материал лучше использовать для монтажа.

На строительном рынке представлен широкий спектр сырья, которое можно использовать для данной задачи. Одним из популярных и доступных утеплителей считается керамзит. Давайте попробуем разобраться, что представляет собой этот продукт.

Особенности

Керамзит имеет несколько отличительных особенностей от других материалов. Он состоит из природного сырья: глины и сланцевой породы. Поэтому он является экологически чистым сырьем, абсолютно безвреден для здоровья. Изготавливается в цилиндрической печи под воздействием высокой температуры.

Округлая форма материала обусловлена вращательными движениями в печке. Материал легкий: он имеет пористую структуру, поэтому его максимально удобно применять в ремонтных работах.

Керамзит можно применять для утепления пола, стен и потолка. Еще его используют в комбинации с другими утеплителями (к примеру, с такими, как минвата).

Плюсы и минусы

У каждого строительного материала есть свои плюсы и минусы. Расстроим преимущества использования керамзита, благодаря которым он пользуется особой популярностью:

  • это экологически чистый материал, он не выделяет в воздухе вредных веществ;
  • отличная теплоизоляция и звукоизоляция формируется, благодаря пористой структуре строительного материала;
  • долговечность и морозоустойчивость характеризуются большой прочностью глиняного сырья, а также хорошей стойкостью к воздействию высоких и низких температур;

  • огнеустойчивость материала обеспечит вам пожарную безопасность: он не загорится.
  • легкость материала является огромным плюсом для утепления стен и потолка;
  • округлая форма облегчает строительный процесс;
  • дешевизна сырья является приятным бонусом при ремонтных затратах.

Несмотря на большое количество плюсов, керамзит обладает рядом недостатков:

  • Гигроскопичность: гранулы хорошо впитывают в себя воду. После этого материал становится тяжелым, что приводит к деформации проделанной работы. Использовать керамзит при ремонте влажных помещений не желательно.
  • Хрупкость материала обуславливается его пористостью. Следует аккуратно укладывать сырье: при повреждении снижается количество положительных свойств.
  • Требуется большой слой керамзита для качественной теплоизоляции.

Разновидности

Керамзит производят в виде гранул, которые отличаются друг от друга своим размером.

В зависимости от того, какой величины исходные гранулы задействованы в производстве, выделяют несколько разновидностей:

  • керамзитовый песок – мелкофракционный материал;
  • керамзитовый щебень – среднефракционный материал;
  • керамзитовый гравий – крупнофракционный материал.

Все перечисленные виды изготавливают по одной и той же технологии, но их используют для разных видов строительных работ. Керамзитовый песок изготавливают путем измельчения более крупных гранул. Размеры частиц колеблются от 1 до 5 мм. Его используют в качестве наполнителя цементного раствора. Так же применяют в смеси с гравием и щебнем, чтобы заполнить пустые пространства.

Керамзитовый щебень не имеет округлой формы, он более угловатый. Формируется данный материал путем дробления больших кусков. Он не имеет определенных размеров, скорее это средние по величине гранулы между песком и гравием. Используют его в виде основного слоя засыпки.

Керамзитовый гравий имеет размеры от 5 до 50 мм, он отличается овальной и округлой формой, является самым востребованным материалом при проведении строительных работ. В основном его применяют для утепления пола.

Какой лучше?

Опытные строители рекомендуют использовать смесь из всех видов керамзита. Частицы разной величины способны заполнить пустое пространство между гранулами, что в дальнейшем повысит качество проделанной работы. В зависимости от объекта работы (к примеру, в доме или квартире) выбирают, какой вид керамзита лучше использовать.

Каждая фракция имеет преимущество в определенном варианте использования. Для сухой стяжки лучше всего использовать мелкофракционный керамзит. Песок будет создавать плотный слой толщиной до 5 см.

Для керамзитобетонной стяжки применяют крупнофракционный материал (например, щебень).

Варианты использования

Существует множество вариантов применения керамзита, например:

  • Можно применять данное строительное сырье под стяжку. Наличие пористой структуры характеризует хорошее теплоизоляционное свойство пола. Можно использовать его для утепления пола в деревянном, каменном частном доме, в утеплении лоджии, мансарды и балкона.
  • Керамзит применяют для заливки фундамента дома и отделки цоколя, чтобы утеплить первый этаж и сформировать отмосток вокруг дома.
Читайте также:  Как правильно подобрать горшок для комнатных растений?

  • С помощью керамзитовых фракций можно изолировать каменный подвал, стены, дымоход, перекрытия построек, парную.
  • Смеси из керамзита используют для создания бетонных блоков, которые способны держаться на винтовых сваях. А так же применяют его для брусового каркасного перекрытия.
  • Этот материал используют в качестве подушки для подпола.
  • Для сохранения тепла коммуникационные и водопроводные трубы утепляют керамзитовым сырьем.
  • На даче применение керамзита особенно актуально. Можно сформировать дорожки, утеплить помещение построенное в полблока, декоративно оформить клумбы и газоны.

Как рассчитать?

Для утепления пола часто используют слой керамзита толщиной 15-20 см. Чтобы посчитать количество необходимого материала, используют программу «Теремок». Она помогает автоматически выполнять точные расчеты с учетом норм и правил, оптимально проста в использовании. Вам только необходимо ввести параметры объекта работы и материал, который вы будете использовать.

Как утеплять?

Существует несколько способов утепления пола:

  • сухое утепление (при этом способе засыпают материал в его первоначальном виде);
  • мокрая укладка (характеризуется смешиванием бетона и керамзита);
  • комбинированный способ (первый слой засыпают сухим материалом, после чего заливают смесь бетона и керамзита).

Чтобы утеплить деревянный пол, важно использовать следующую последовательность действий:

  • демонтаж напольного покрытия;
  • подготовка поверхности;
  • гидроизоляция;
  • установка реек;
  • засыпка керамзита;
  • монтаж напольного покрытия.

Для начала производят демонтаж верхнего слоя до уровня лаг. Доски снимают и выносят из комнаты. После этого тщательно осматривают лаги и измеряют их уровнем. Подгнившие, прогнутые брусья или деформированные заменяют новыми. По возможности можно установить новые.

Следующим действием является подготовка поверхности. Отчистите ее от мусора и осмотрите.

Если вы обнаружите мелкие трещины, рекомендуется их затереть. Если есть глубокие трещины, важно замазать их цементным раствором или заделать строительной пеной.

Осмотрите и проработайте углы и стыки. После этого для лучшего сцепления с поверхностью гидроизоляционного материла нужно использовать грунт. Далее поверхность засыпают песком или обрабатывают обмазочными гидроизоляционными материалами (полимерной гидроизоляционной мастикой, цементно-битумным составом, битумно-полимерной смесью, жидкой резиной, рулонными материалами).

Чтобы выполнить гидроизоляцию, вам понадобится пленка, которую необходимо расстелить так, чтобы она покрывала весь пол. Лаги важно зафиксировать строительным степлером или скотчем. При это важно, чтобы пленка плотно прилегала к брускам и углублениям снизу. Если вы произвели демонтаж брусков, следующим действием будет установка новых реек. Новые лаги устанавливают по уровню и укрепляют с помощью уголков, которые прикручивают шурупами. Новые рейки устанавливают на подготовленную поверхность.

Далее засыпают керамзит, смешивая мелкие гранулы с крупными. Засыпку рекомендуется укладывать от стен справа налево. Важно заполнить все пространство так, чтобы не оставалось пустот.

Слой сырья должен быть ровным. Для этого устанавливают маяки, по которым ориентируются. После засыпки материал аккуратно утрамбовывают, оставляя частицы целыми.

Слой керамзита покрывают гидроизоляционной пленкой, которую укрепляют степлером и скотчем. Мембрана может быть диффузионной, супер диффузионной, металлизированной, гидроизоляционной. Для утепления пола опытные строители советуют приобретать гидроизоляционную пленку, так как она компенсирует главный недостаток керамзита, похожа на пергамент.

На выступающий утеплитель укладывают черновой пол из фанеры. После этого производят монтаж финишного напольного покрытия. Чтобы утеплить пол под бетонную основу, выполняют тот же алгоритм, но добавляются следующие этапы: армирование и стяжка.

Армирование – установка металлической сетки с крупными ячейками, которую укладывают на утеплитель. Оно обладает важными свойствами: повышением прочности стяжки, защитой от появления трещин, увеличением срока эксплуатации, предупреждением проседания. Для армирования стяжки можно использовать металлическую сетку, полимерную, стекловолоконную или фиброволоконную. Самой прочной из них является металлическая сетка.

С помощью стяжки уплотняют и выравнивают поверхность. Раствор состоит из просеянного песка, цемента и воды. Песок и цемент берут в пропорции 3:1, замешивают до образования густой однородной массы.

Можно изготовить керамзитобетонную стяжку. Чаще ее используют в том случае, если нужно приподнять уровень пола или тогда, когда черновое покрытие неровное.

Смесь готовят из песка, цемента, керамзита в пропорции 1: 2: 4, а воду вливают до образования нужной консистенции раствора. Стяжка должна сохнуть около месяца.

Отзывы

По отзывам интернет-пользователей можно сделать вывод, что керамзит — материал No 1 для утепления и выравнивания пола. Все отмечают только положительные свойства данного строительного сырья, советуют использовать его в ремонтных работах.

О неудачном опыте рассказывают только единицы, которые, скорее всего, не соблюдали одно важное требование – гидроизоляцию.

О том, как утеплить пол керамзитом, смотрите в следующем ролике.

Как утеплить пол в деревянном доме керамзитом

Деревянное строительство – это, в основном, загородные дома. Причем, как новой постройки, так и те, которые возводились давно в качестве летних коттеджей. Сегодня эти строения все чаще используются для круглогодичного проживания. Поэтому становится насущным вопрос утепления всех частей дома.

Пол в деревянных постройках является одной из самых холодных частей всего строения. По разным оценкам, через полы в деревянных домах уходит до 20% внутреннего тепла в помещениях. Имеет смысл не только проектировать хорошее утепление при строительстве нового дома, но и озаботиться переделкой пола в уже построенном, но без утепления пола. Тем более, что обычно жилой деревянный дом устанавливается на относительно высоком фундаменте. А это позволяет провести утепление снизу, не меняя уровня чистового пола и не уменьшая высоту помещения.

Утепление пола

При возведении подсобных деревянных построек полы могут находиться у самой земли или вообще укладываться прямо на землю. В этом случае утепляющий слой все равно необходим, только укладывать его придется, заглубляя в землю.

Любое утепление деревянных полов должно проводиться с соблюдением следующих правил:

  • Обязательная укладка гидроизоляции в два слоя. Нижний слой защищает утеплитель от влаги со стороны земли. Верхний слой – от проникновения воды через доски чистового пола.
  • Черновые и чистовые деревянные элементы пола обрабатываются спецсредствами против гниения.
  • Для утепления выбирается материал, не меняющий своих свойств при контакте с деревом.

Несмотря на появление в последнее время современных утеплительных материалов, утепление керамзитом деревянного пола по-прежнему находит свое применение. И для этого есть свои причины.

Керамзит: плюсы и минусы

Утепляющий керамзит – гранулы, изготавливаемые методом вспенивания и последующего обжига глины.

Схема производства керамзитовых гранул

Он обладает рядом преимуществ при использовании в качестве теплоизоляции.

  • Низкая теплопроводность. Сама глина, из которой его делают, считается хорошим теплоизолятором. А созданные внутри поры, заполненные воздухом, еще больше уменьшают теплопроводность. Как изолятор тепла он в несколько раз эффективнее глиняных кирпичей и в два раза лучше дерева.
  • Малый вес. Увеличение толщины керамзитового слоя не приводит к существенной нагрузке на перекрытия.
  • Дешевизна. Несмотря на то, что он уступает по теплопроводности многим современным материалом, его применение позволяет сэкономить деньги, незначительно проигрывая в качестве утепления.
  • Пожаробезопасность. Этот материал не только не горит, но и при сильном нагревании не выделяет никаких токсичных веществ.
  • Устойчивость к температурным перепадам. Теплоизолирующие свойства не меняются в жару или мороз.
  • Устойчивость к бытовым химикатам и влажности. Даже при намокании на нем не образуется плесень.
  • Полная экологичность. Изготовленный из природного материала, он не совершенно безвреден.
  • Помимо теплоизолирующих свойств является и хорошим звукоизолятором.
  • Удобен в применении. Для работы с ним не требуется обладать специальными умениями, и не требуются особые инструменты и приспособления. То, что керамзит – насыпной материал, исключает какие-либо требования по соблюдению точных размеров при укладке.
  • Длительный срок применения. Считается, что он сохраняет свои свойства на протяжении десятилетий.

Недостатки

Минусы у керамзита тоже имеются. Но их перечень несравним с достоинствами:

  • Большой объем теплоизолирующего слоя. Для создания качественной теплоизоляции толщина керамзитовой подушки должна быть не меньше 10 см. Но на практике слой керамзита обычно составляет 20 – 30 см, редко – 40 см. В некоторых конструкциях деревянных полов такое утепление приводит к уменьшению пространства между полом и потолком.
  • Низкая влагостойкость. При попадании на него большого количества воды, он впитывает ее. Это приводит к увеличению веса теплоизоляции. Со временем влага испарится из керамзитовых гранул, но это долгий процесс.
  • Укладка керамзита при всей ее простоте – утомительное действие. Насыпка толстого слоя, разравнивание при обязательной аккуратности, чтобы не разрушить оболочку гранул – все это занимает немало времени.

Разновидности керамзита

Качество керамзита как утеплителя зависит и от вариантов его производства. В зависимости от размера выделяют три основные группы керамзитовых гранул. И хотя для каждой группы существуют рекомендации по ее применению, обычно используют в одном слое смесь из гранул разного размера.

Керамзитовые фракции

  • Щебень – гранулы диаметром от 20 до 40 мм. Рекомендуются для засыпки основного слоя теплоизоляции.
  • Гравий – от 10 до 20 мм. Применяется для создания тонких слоев.
  • Песок – самые мелкие гранулы диаметром 5 – 10 мм. Пригоден для утепления небольших пустот в конструкциях пола. В смеси с крупными фракциями позволяет заполнять промежутки между гранулами. Используется для создания «мокрой» бетонной теплоизолирующей стяжки.

Помимо размера, керамзитовый утеплитель различается по плотности. Промышленно выпускаемый керамзит делится на несколько категорий с плотностью от 200 до 800 кг/куб.м.

Способы создания теплоизолирующих слоев из керамзита

В общем виде устройство керамзитового утепления мало отличается от применения других материалов. Керамзит располагается под чистовым полом с применением влагозащитных материалов.

Утепление керамзитом, общий принцип

В зависимости от местонахождения утепляемого пола (на лагах, уложенных на фундамент, на земле или на бетонном основании) различается и технология, по которой укладывают керамзит под деревянный пол.

Засыпка между лагами

Это самый простой способ укладки керамзитовой подушки. В этом случае основанием для пола служат деревянные лаги. Если они находятся на фундаменте, то к ним крепятся щиты или доски чернового пола. Они могут подбиваться к лагам снизу или крепиться на бруски, прибитые к лагам сбоку. Применение легкого керамзита служит преимуществом – нагрузка на черновой пол невелика.

Дальнейшие действия таковы:

  • Сами лаги и доски чернового пола рекомендуется обработать средствами против гниения. Особенно это необходимо при создании нового утепления в давно построенном доме.
  • Пространство между лагами выстилается гидроизолирующей пленкой. В качестве ее заменителя можно выбрать полиэтилен или рубероид. Если между лагами установлены поперечные бруски, то отдельно застилается каждая ячейка.
  • Керамзитовые гранулы засыпаются в подготовленные промежутки между лагами. Рекомендуется смешивать крупные и мелкие фракции керамзита для полноценного заполнения объема.
  • После засыпки керамзитовый слой выравнивается по верхним краям лаг. Лаги выступают не только опорой, но и указателем уровня засыпки утеплителя.
  • Выровненный слой керамзита желательно слегка утрамбовать. При трамбовке нужно не повредить гранулы, так как через трещины они будут впитывать влагу.

Керамзит, засыпанный на деревянный черновой пол по лагам

Установка пола по лагам может осуществляться и на бетонное основание в качестве чернового пола. Технология засыпки керамзита в этом случае ничем не отличается.

Засыпка керамзита по лагам на бетонном основании

Засыпка керамзита для деревянного пола на земле

Такие полы могут устраиваться в подсобных помещениях или гаражах. Но керамзитовая подушка не выкладывается прямо на землю. Порядок действий следующий:

  • Снимается верхний слой земли.
  • Засыпается слой гравия. Он будет выполнять функцию гидроизоляции, защищая керамзит от влаги из земли.
  • Гравий закрывается песком, который нужно тщательно утрамбовать.
  • Поверх песка застилается защитная пленка.
  • Утепляющий слой керамзита засыпается на песчаную подушку, разравнивается и слегка трамбуется.
  • Дальнейшее устройства пола зависит от пожеланий строителя. Можно настелить пол сразу поверх керамзита, можно залить керамзитовый слой бетоном, образовав «мокрую» стяжку. А можно использовать слой керамзита в качестве чернового утеплителя, создав над ним еще один утепляющий уровень, поверх которого настелить чистовой пол.

Керамзитовая подсыпка как черновой пол на земле

Бетонная стяжка с применением керамзита

Если предполагается устройство бетонного основания под половые доски, то утеплить такой пол можно, «встроив» керамзит в бетонную стяжку:

  • Подготовленное под стяжку основание закрывается гидроизоляцией.
  • Вся поверхность засыпается керамзитом. Преимущественно используются мелкие фракции.
  • Слой керамзита выравнивается и утрамбовывается.
  • Для большей надежности поверх керамзита кладется армирующая сетка.
  • Последний этап – заливка бетоном.

Бетонная стяжка на керамзитовой подушке

Сухая керамзитовая стяжка

Этот способ настила пола стал известен недавно. Подготовительная часть зависит от основания, на котором планируется устроить стяжку – на земле, на черновом деревянном полу или на бетонной плите.

Основание застилается защитной пленкой, на которую засыпается керамзит. После выравнивания керамзитовой подушки, она закрывается листами фанеры или гипсоволокна. Скрепление листов – на клею, либо саморезами.

Схема сухой стяжки с утеплителем

Завершающие работы

Любой вариант устройства керамзитового утепляющего слоя означает завершение чернового этапа по настилу полов. Утепляющий слой обязательно должен закрываться гидро- или пароизолирующим материалом. И уже поверх этой изоляции из фанеры или другого листового материала закрепляется подложка, соответствующая выбранному напольному покрытию.

При варианте пола на лагах деревянный чистовой пол может устанавливаться сразу на них, без создания отдельной подложки.

Разрез деревянного пола с керамзитовым утеплителем

Оцените статью
Добавить комментарий