Подбор железобетонной перемычки по серии 1.038.1-1

Нормативная база

Серия 1.038.1-1 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами», выпуск 1 «Перемычки брусковые» (ЦНИИЭП жилища при участии НИИЖБ, утверждена приказом Госгражданстроя от 30.12.1985 № 465, введена с 30.01.1986) — марки, размеры, масса, расчётная нагрузка с учётом собственного веса и минимальная глубина опирания; ГОСТ 948-84 и ГОСТ 948-2016 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. Технические условия» — сверка марок. Проверка сечения — СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции» с Изменениями № 1, 2: ξR — п. 8.1.6, форм. (8.1), (8.2); изгиб — пп. 8.1.8, 8.1.9, форм. (8.3)-(8.5); бетонная полоса — п. 8.1.32, форм. (8.55); наклонное сечение — п. 8.1.33, форм. (8.56)-(8.59); Rb, Rbt — табл. 6.8 с γb1 по п. 6.1.12; Rs — табл. 6.14 в ред. Изм. № 1; Rsw — табл. 6.15. Коэффициент надёжности по нагрузке от веса кладки и железобетона γf = 1,1 — СП 20.13330.2016, табл. 7.1.

Как считается

Метод и нормативная база

Подбор сборной железобетонной перемычки для зданий с кирпичными стенами по серии 1.038.1-1 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами» (ЦНИИЭП жилища при участии НИИЖБ, утверждена приказом Госгражданстроя от 30.12.1985 № 465, введена с 30.01.1986), выпуск 1 — брусковые перемычки ПБ, и проверка сечения по СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции» с изменениями № 1, 2. Серия ничем не заменена: ГОСТ 948-2016 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами» (взамен ГОСТ 948-84) ссылается на неё как на рабочие чертежи. Прогонов в серии нет — прогон или монолитная перемычка считаются во втором режиме как своё сечение.

Марки, размеры, масса и расчётная нагрузка — табл. 1 и 5 альбома вып. 1, сверены с табл. 1 ГОСТ 948-84 и выборочно с ГОСТ 948-2016: L, b, h и масса сошлись по трём источникам. Нагрузка в марке — расчётная, кН/м, с учётом собственного веса (индекс 37 — 37,3 кН/м, то есть 3800 кгс/м). У перемычек 1ПБ и 2ПБ альбом даёт нагрузку больше, чем ГОСТ 948 (индекс × 0,98 кН/м), — инструмент берёт меньшее и называет расхождение. Минимальная глубина опирания l дана для каждой марки, расчётный пролёт серии L0 = L − l; проём должен быть не шире L − 2l.

Нагрузка на перемычку: вес пояса кладки высотой, которую задаёт проектировщик, γf·γ·hк·b с γf = 1,1 (СП 20.13330.2016, табл. 7.1), нагрузка от перекрытия и прочая расчётная нагрузка; к ней добавляется собственный вес марки с γf = 1,1 — именно эта сумма сравнивается с расчётной нагрузкой марки. Подбор берёт самую короткую марку заданной ширины, которая перекрывает проём и несёт нагрузку. Перемычки по толщине стены считаются каждая на свою нагрузку.

Проверка сечения по СП 63.13330.2018 как однопролётной шарнирно опёртой балки пролётом L0 под равномерной нагрузкой: M = q·L0²/8, Q = q·L0/2. Изгиб — пп. 8.1.8, 8.1.9, форм. (8.3)-(8.5), без учёта сжатой арматуры, с ξ ≤ ξR по форм. (8.1); бетонная полоса — п. 8.1.32, форм. (8.55); наклонное сечение — п. 8.1.33, форм. (8.56)-(8.59) с перебором проекции C от h0 до 2h0, хомуты учитываются при qsw ≥ 0,25·Rbt·b и шаге не больше sw,max. Rb и Rbt — табл. 6.8 с γb1 по п. 6.1.12 а), Rs — табл. 6.14 в ред. Изм. № 1 (A400 — 340 МПа), Rsw — табл. 6.15.

Формулы

q = γf·γ·hк·b + qперекр + qпроч + γf·gсв ≤ qмарки

нагрузка марки по серии 1.038.1-1 — расчётная, с собственным весом; γf = 1,1 — СП 20, табл. 7.1

проём ≤ L − 2l; L0 = L − l

минимальная глубина опирания l — табл. 1 альбома вып. 1

M ≤ Mult = Rb·b·x·(h0 − 0,5x); x = Rs·As/(Rb·b); ξ = x/h0 ≤ ξR = 0,8/(1 + Rs/(Es·εb2))

СП 63, пп. 8.1.6, 8.1.8, 8.1.9, форм. (8.1)-(8.5); εb2 = 0,0035, Es = 200 000 МПа

Q ≤ 0,3·Rb·b·h0

п. 8.1.32, форм. (8.55)

Q ≤ Qb + Qsw; Qb = 1,5·Rbt·b·h0²/C, 0,5·Rbt·b·h0 ≤ Qb ≤ 2,5·Rbt·b·h0; Qsw = 0,75·qsw·C; qsw = Rsw·Asw/sw

п. 8.1.33, форм. (8.56)-(8.59); h0 ≤ C ≤ 2h0

Что вводится

• Режим подбора: ширина проёма, ширина перемычки (120 мм — 1ПБ-4ПБ, 250 мм — 5ПБ), высота пояса кладки и её удельный вес, расчётная нагрузка от перекрытия и прочая; марку можно выбрать вручную.
• Режим своего сечения: b, h, расчётный пролёт L0 и полная расчётная нагрузка.
• Для проверки по СП 63: класс бетона, учитываемые нагрузки (γb1), класс, число и диаметр нижних стержней, расстояние a, хомуты — класс, диаметр, число ветвей, шаг.

Что получается

• Подобранная марка, нагрузка на неё с собственным весом и использование; таблица всех марок выбранной ширины с итогом по каждой.
• Проверки по СП 63 с пунктами и подстановкой чисел; схема перемычки на опорах и сечения; выгрузка в PDF, DOCX и Excel.

Пример расчёта

Проём 1200 мм в кирпичной стене, перемычка шириной 120 мм, пояс кладки над ней 0,4 м удельным весом 18 кН/м³, на перемычку опирается перекрытие — 25 кН/м расчётной нагрузки. Проверка по СП 63: бетон B15, постоянные и длительные нагрузки, нижняя арматура по каркасу альбома 1 ⌀ 14 A400, a = 30 мм, хомуты не учитываются.

1. Кладка: 1,1·18·0,4·0,12 = 0,950 кН/м; внешняя нагрузка 0,950 + 25 = 25,950 кН/м.
2. Марки длиной 1290 мм (проём не шире 1290 − 2·170 = 950 мм) коротки; подходит 3ПБ16-37: 1550 × 120 × 220 мм, 102 кг, наибольший проём 1550 − 2·170 = 1210 мм.
3. Собственный вес 102·9,80665/1000/1,55 = 0,645 кН/м; нагрузка на марку 25,950 + 1,1·0,645 = 26,660 кН/м при расчётной 37,3 кН/м — использование 0,715.
4. L0 = 1550 − 170 = 1380 мм; M = 26,660·1,380²/8 = 6,346 кН·м; Q = 26,660·1,380/2 = 18,40 кН.
5. Rb = 8,5·0,9 = 7,650 МПа, Rbt = 0,75·0,9 = 0,675 МПа, Rs = 340 МПа; As = 153,9 мм², h0 = 220 − 30 = 190 мм; x = 340·153,9/(7,650·120) = 57,0 мм, ξ = 0,300 ≤ ξR = 0,538; Mult = 8,451 кН·м — использование 0,751.
6. Бетонная полоса: 0,3·7,650·120·190 = 52,33 кН ≥ 18,40 кН.
7. Наклонное сечение без хомутов: наиболее опасная проекция C = 346 мм, Q = 18,40 − 26,660·0,346 = 9,18 кН ≤ Qb = 1,5·0,675·120·190²/346 = 12,68 кН — использование 0,723.

Подобрана перемычка 3ПБ16-37: нагрузка 26,66 кН/м из 37,3 кН/м (71 %). По СП 63: изгиб — 75 %, наклонное сечение — 72 %, бетонная полоса — 35 %. Все проверки выполнены.

Окончательные значения принимаются в составе проектной документации — с учётом задания, местных условий и решений смежных разделов.

Границы применимости

• В подбор входят только брусковые перемычки ПБ выпуска 1 серии. Плитные ПП (выпуск 2), балочные ПГ (выпуск 3), перемычки для кирпича толщиной 88 мм и преднапряжённые (выпуски 4-11) не входят: для ПП у сервиса есть только табл. 2 ГОСТ 948-84 без глубины опирания — одного источника для подбора мало.
• Высоту пояса кладки над перемычкой и нагрузку от перекрытия задаёт проектировщик: правила сбора нагрузки на перемычку в альбоме не даны (традиционное правило о поясе в треть пролёта восходит к СНиП II-22-81). Коэффициент надёжности по ответственности γn здесь не вводится — его учитывают в расчётных нагрузках.
• Армирование марок оцифровано только для 3ПБ13-37 (1 ⌀ 12) и 3ПБ16-37 (1 ⌀ 14) — по спецификациям каркасов альбома; для остальных марок нижнюю арматуру нужно задать по листу серии, иначе проверка по СП 63 условна, и инструмент об этом пишет. Серия рассчитана по нормам 1980-х годов (бетон М200, арматура A-III): у марок с нагрузкой 37 кН/м при полной нагрузке проверка по действующему СП 63 может дать недобор в несколько процентов — это показывается, а не подгоняется.
• Сжатая арматура в Mult не учитывается (в запас); прогибы и трещины (раздел 8.2 СП 63), опирание на кладку (смятие по СП 15) и анкеровка не проверяются. Шаг хомутов, если они не заданы, принимается нулевым — наклонное сечение считается по бетону.

Смежные расчёты: Конструктивные решения (КР)

• Снеговая нагрузка (СП 20)
• Ветровая нагрузка (СП 20)
• Балка: прогиб, прочность, эпюры M/Q
• Сортамент проката и труб
• Фундамент (основание)
• Проверка на всплытие
• Колонна на сжатие (СП 63)
• Плита перекрытия (СП 63)
• Продавливание плиты (СП 63)
• Несущая способность сваи (СП 24)
• Буронабивная свая (СП 24)
• Винтовая свая (СП 24)
• Статические испытания свай (ГОСТ 5686, СП 24)
• Анкеровка и нахлёстка арматуры (СП 63)
• Гибка арматуры: оправка и заготовка (СП 63)
• Узлы стальных конструкций (СП 16)
• Сопротивление грунта R (СП 22)
• Сейсмические нагрузки (СП 14)
• Стальная колонна (СП 16)
• Деревянная стойка (СП 64)
• Шарнирный узел опирания балки (СП 16)
• Стальная стропильная ферма (СП 16)
• Крановые нагрузки (СП 20)
• Кирпичный столб (СП 15)