Над местом предполагаемого проема прибивается двухсторонняя штраба (рис. 11), шире проема на 1/4 его ширины в каждую сторону. В штрабе просверливаются сквозные отверстия для прохождения болтов. В штрабу вставляются швеллера и стягиваются болтами (болты могут быть приваренными к одному из швеллеров).
Рис. 11
После установки такой перемычки можно смело пробивать проем кувалдой, отбойным молотком или скарпелью.
Перемычка из швеллеров — вещь надежная, но некрасивая. Поэтому перед установкой наварите на швеллера коротыши из мягкой стальной проволоки длиной 5–6 см. После пробивки проема наденьте на эти штыри сетку рабица и оберните балку. Штыри загните. Потом балку штукатурят. Во избежание огромного расхода раствора перед установкой сетки заполните швеллер кирпичом.
Номер устанавливаемого швеллера определяется по расчету.
Сначала рассмотрим, как балка работает в самонесущей стене. В такой стене балка несет на себе вес вышележащей кирпичной кладки (рис. 12).
Рис. 12
Ригель работает как простая балка, шарнирно опирающаяся на простенки. Однако на этот ригель действует не весь вес вышележащей кирпичной стены, а только часть (заштрихована), поскольку внутри кладки образуется самонесущий свод.
Наибольшая нагрузка возникает в средней части балки, она рассчитывается по формуле:
q = Р∙b∙h∙γ,
где Р — объемный вес кирпичной кладки (Р = 2000 кг/куб. м);
b — толщина стены;
h — высота давящей на балку кладки;
γ = 1,1 — коэффициент надежности.
h = l∙sin α = l∙sin 60° = l∙√3/2.
Максимальный момент, возникающий в середине балки, равен:
Mmax = q∙l2/12
Балка под действием веса кирпичной кладки стремится прогнуться вниз. Самая опасная точка в середине.
В этой точке максимального момента возникает напряжение, стремящееся разорвать балку. Значит, наша задача — не допустить возникновения в ригеле напряжения больше допустимого. Для металла, из которого изготовлен швеллер:
Rдоп = 2100 кг/кв.см.
Следовательно:
σ = Mmax/W =< Rдоп,
где σ — напряжение, возникающее в металле;
W — момент сопротивления металла.
Значения Mmax и Rдоп известны, необходимо найти W — момент сопротивления:
W = Mmax/Rдоп
Получив при расчете W, необходимо по сортименту горячекатаных изделий определить номер швеллера. Учитывая, что у нас в стене работают два швеллера, определим по сортименту:
Wх = W/2
Швеллер выбирается в большую сторону.
При расчете не запутайтесь в единицах измерения:
q = Р∙b∙h∙γ = кг/м3∙М∙М = кг/м;
Mmax = q∙l2/12 = кг∙м/кг/см2 = кг∙м;
W = Mmax/Rдоп = кг∙м/кг/см2 = кг∙100∙см2/кг = см3
На конечном этапе расчета метры нужно перевести в сантиметры.
На балку, работающую в несущей стене, действует дополнительная распределенная нагрузка от плит перекрытия (рис. 13).
Рис. 13
Нагрузка в этом случае равна:
q = P1∙(l1/2)∙h1∙γ1 = кг/м,
где P1 — объемный вес ж/б плит, равный 2400 кг/куб. м;
l1/2 — половина длины плиты перекрытия, м;
h1 — толщина плиты перекрытия, м;
γ1 — коэффициент надежности (примем равным 3, так как на плитах находится неучтенная временная нагрузка — мебель, люди и др.).
Половина длины плит перекрытия принимается только в том случае, когда балка находится во внешней стене, т. е. на нее опираются плиты только с одной стороны.
Если расчетная балка находится во внутренней стене, т. е. плиты перекрытия опираются на нее с двух сторон, то формула расчета равномерно распределенной нагрузки будет выглядеть несколько иначе: