Что такое ригель и чем он отличается от балки
Мало кто сегодня отдает строительство дома полностью бригаде или организации. Чтобы быть уверенными в результате, необходимо контролировать работы. Для этого приходится разбираться в терминологии, техпроцессах и особенностях конструкции. В конструкции зданий часто встречаются ригеля, но они очень похожи на балки. Причем настолько, что даже не все профессиональные строители могут объяснить разницу. Что такое ригель в строительстве и чем он отличается от балки и будем разбираться. Рассмотрим также типы и виды бетонных ригелей.
Что такое ригель: определение и назначение
Вообще, само слово «ригель» многозначное. Это и немецкая фамилия, и община в Германии, и название звезды, и еще много чего. Есть ригеля и в конструкции дома. Но многие часто затрудняются ответить, что именно это такое. Ригель в строительстве — это часть опорной конструкции здания. Представляет собой горизонтальный элемент, соединяющий вертикальные стойки. С ригелем уже стыкуются остальные элементы конструкции. То есть, строительный ригель всегда расположен горизонтально между двумя стойками (при большой длине может иметь подпорные стойки). Они могут быть вертикальными или наклонными.
Ригель в строительстве — это горизонтальный элемент, связывающий стойки
Задачи ригеля — механически соединять стойки, связывая их в единую систему, придавать устойчивость конструкции. Также, связывая части конструкции, он перераспределяет нагрузку с разных частей здания, равномерно передавая ее на стойки.
Все горизонтальные перемычки на этой картинке — это ригеля
Он встречается в любой части здания. Есть ригеля в некоторых типах фундаментов (свайно-ростверковый, столбчатый и другие, где есть отдельные опоры), каркасе стен, перекрытиях, кровельной системе скатного типа.
Чем отличается от балки
Что такое ригель в строительстве разобрались. Но есть еще один элемент, встречающийся в перекрытиях и кровельной системе, который часто путают с ригелем — это балки. Балки — несущий элемент в конструкции, который обычно компенсирует изгибающие нагрузки. Вот вам и разница — ригеля — часть опорной конструкции. Это рама, на которую опирают балки.
Проще всего разобраться в том, где балка, а где ригель — посмотреть какая нагрузка приходится на элемент
Балки могут быть наклонными и горизонтальными. Но они почти всегда работают на изгиб, поэтому должны рассчитываться, так как должны выдерживать длительные нагрузки. Ригеля — строго горизонтальные элементы и служат для механической связи стоек, а изгибающие нагрузки не несут. Поэтому их обычно не рассчитывают. Закладывают стандартные решения, с определенным запасом прочности.
Чем отличается ригель от балки: часто формой, а вообще, назначением и функциями
Еще одно отличие ригеля и балки — материалы и форма. Балка всегда в сечении прямоугольная или квадратная. Ригеля часто имеют более сложную форму, но могут быть и квадратными и прямоугольными. Балка может быть деревянной или металлической. Ригель тоже делают из этих материалов, но может он быть еще и железобетонным. Итак, если вы видите железобетонную горизонтальную часть конструкции, которая опирается на стойки — перед вами ригель. Других вариантов нет.
Ригель не испытывает нагрузок. Он только связывает стропила. Балка перекрытия как раз компенсирует нагрузку от кровли
С горизонтальными деревянными и металлическими элементами чуть сложнее. Надо смотреть, не приходится ли на них изгибающая нагрузка. Если нет — это ригель. В противном случае — балка. И если элемент установлен под углом — это точно балка.
Где применяется
Итак, ригель в строительстве — это горизонтальная часть конструкции, которая соединяет вертикальные или наклонные части системы:
Так надо их хранить
Присутствует этот элемент практически в любой части здания. Для выполнения различных задач он может иметь разную форму. В самых простых случаях — это брус прямоугольного или квадратного сечения. В стропильных системах применяют именно такие ригеля. Стропильные системы собирают в основном из древесины и ригеля для них тоже делают из этого материала. Вообще, деревянные ригеля — это обычный брус, края которого могут быть оформлены в четверть или в шип.
Каким может быть бетонный ригель
Чаще всего железобетонные ригеля соединяют стойки каркаса здания. Они служат опорой для перекрытий. В таком случае бетон используется высоких марок — от В22 до В60. Выбор зависит от этажности здания, а еще от требуемой прочности конструкции. Для повышения надежности и прочности делают два пояса армирования. Арматуру применяют высокопрочную. Все нормативы прописаны в ГОСТ 13015.3. Технические условия, типоразмеры указаны в ГОСТ 18980-2015.
Выдержка из ГОСТ 18980-2015
Формы и виды
Перемычки, которые служат опорой для перекрытий, часто называют ригелем перекрытия. По форме они бывают трех видов: с одной и двумя полками или без полок. Те, которые с одной полкой применяют по краям конструкции. На них можно уложить только край одной плиты. С двумя — ставят по центру. На две полки можно уложить перекрытие с двух сторон.
Виды железобетонных ригелей для опоры плит перекрытий и строительства бетонных лестниц
Как видите, есть ригеля для ребристых и пустотных перекрытий. Они отличаются прочностью бетона, размерами и мощностью армирования. Форма же совпадает.
Расшифровка маркировки
В маркировке указана полная информация о железобетонном элементе. Она состоит из цифр, латинских букв и кириллицы. Обозначение разделено на блоки при помощи тире. Всего может быть три блока:
Несколько типов ригелей из железобетона с маркировкой и размерами по стандарту
Вообще, тема эта обширная, надо иметь под рукой много таблиц, так как неспециалисту помнить все кодировки нереально. Рассмотрим несколько примеров — РДП 6.56-110АIV-На.
Железобетонные ригеля должны иметь строповочные отверстия или монтажные петли для подъема при помощи техники. Продавать изделия с ненапряженной арматурой можно при прочности бетона не ниже 70% в теплое время и 85% в зимнее. Ригеля для межэтажных перекрытий должны иметь отпускную прочность не ниже 90%. В бетоне не должно быть трещин. Допускаются небольшие поперечные усадочные волосяные трещины толщиной не более 0,1 мм.
Как правильно сделать проемы в каркасном доме?
При монтаже каркасного дома используется стандартный шаг между вертикальными опорами до одного метра, в зависимости от ширины утеплителя. При этом ширина окна чаще всего бывает 120 – 150 сантиметров, средняя ширина проема двери — 90 см. Оконный проем не поместится между каркасными стойками, к тому же окно – достаточно тяжелая конструкция, ему нужна дополнительная опора внизу, поддерживающая его вес. Дверной проем испытывает большие нагрузки в связи с постоянной эксплуатацией двери, здесь тоже необходимо усилить проем.
В ситуации дополнительных нагрузок на проемы, необходимо увеличить расстояние между вертикальными внутристеновыми опорами. Однако такой широкий участок стены без перемычки приведет к нарушению баланса нагрузки здания, снизит надежность силового каркаса и качество крепления обшивки. В этой связи возникает риск разрушения здания. Чтобы избежать негативных последствий в строительстве каркасного дома используются специальные элементы для всех типов проемов.
Какие существуют способы монтажа проемов?
Для изготовления проемов в современном каркасном строительстве используют два способа:
— Хедер (североамериканская технология).
— Ригель (скандинавская технология).
Монтаж ригеля более рациональный, чем хедеры, поэтому в России ригель пользуется большей популярностью.
Хедер для монтажа проемов
Североамериканская технология подразумевает установку мощного бруса в монтируемый проем, который и называется хедер (от английского слова header, что в переводе означает «шапка»). Хедер становится перемычкой вверху проема. Он перераспределяет общее напряжение, передаваемое от конструкции на оконный блок от всей стеновой конструкции и от кровли.
Чтобы установить хедер, в каркасе устанавливаются сдвоенные, а в ином случае строенные вертикальные боковые стойки, монтируется опорная перемычка для опоры проема. Сдвоенные стойки устанавливаются на всю высоту от нижней до верхней балки. Конструкцию дополняют полустойки каркаса, имеющие обычный шаг. Они крепятся к хедеру и соединяются с верхней обвязке всех стен. Вторая часть полустоек соединяют нижнюю перемычку с обвязкой нижней части каркаса. Дверная опора отличается от оконной тем, что здесь не устанавливается нижняя перемычка, а также нижние полуопоры.
Ригель для монтажа проемов
Ригель имеет более простую и рациональную конструкцию по сравнению с хедером, так как позволяет обойтись без отдельных дополнительных конструкций. Конструктивно ригель и хедер во многом похожи, но при этом имеются несколько особенностей:
— Появляется дополнительный конструктивный элемент, размещаемый под верхней обвязкой каркаса (ригель). Это – установленная ребром доска, которая проброшена по всей длине стены.
— Каждая вертикальная стойка врезается в ригель.
— Нет необходимости устанавливать несколько сдвоенных стоек, которые могут стать при нарушении технологии источником дополнительного проникновения холодного воздуха в помещение.
Благодаря ригелю появляется возможность монтажа проемов в любой части стены без угрозы нарушения жесткости конструкции. Нет необходимости в дополнительных полустойках. Если стена длинная, то ригель стыкуется из нескольких досок.
В следующей статье мы расскажем о монтаже кровли.
Зачем ригель в каркасном доме
Друзья, всем доброго дня. С Вами снова КаркасИвановоСтрой
38х89мм (сечение 0,338кв/дм) или 38х140 (0,532) и 38х184 (0,70) в России же древесина: 50х100мм (сечение 0,500кв/дм) или 50х150 (0,750) и 50х200 (1,00)
Таким образом, дерево, которое используется в России, больше сечением в 1,5 раза, а по несущей нагрузке в 2-2,5 раза. В Америке ставят стойки с шагом 400, у нас 600, то есть на пролёт 2400 у них будет 7 стоек с сечением 0,338х7=236, у нас 5 стоек с сечением 0,500х5=250, это уже больше на 5%, а ввиду того, что у них стойки тоньше, и их несущая нагрузка до выгибания доски в 1,5-2 раза меньше российской, то наши стены выдерживают нагрузку намного больше американской стены сходной длины. Для лучшего понимания рассмотрим пример: представим, на ветру 7 тонких деревцев и 5 в 1,5 раза толще, совершенно очевидно, что 7 тонких будут раскачиваться сильнее, чем 5 толстых, хотя ветровая нагрузка у них одинаковая. Также, следует понимать, что, когда в Америке ставят по бокам проема две сдвоенные доски сечением 38х89мм, то при пролёте 1м, из двух сдвоенных стоек, они имеют общее сечение (1,35кв/дм). В России такой доски нет, и когда мы ставим по одной доске 50х100мм, то мы на тот же пролёт будем иметь общее сечение (1,00кв/дм), что всего на 25% меньше, но при этом наша доска выдерживает, за счет своего сечения, на 50% больший вес (нагрузку до прогиба или искривления). Таким образом, в нашем варианте не сдвоенные, а одинарные стойки выдерживают сходную нагрузку, и мы можем ставить сдвоенные стойки и ригели обязательно только в нагружаемых проёмах, а не во всех, как делают американцы. С верхней обвязкой, все обстоит точно так же, у нас она в 1,5 раза больше сечением, а по несущей нагрузке выше в 3 раза(!), так как, чем шире/выше балка, тем больше она держит нагрузку! И, в этом случае, общее сечение не так важно, при том, что по высоте балки идёт не линейное увеличение нагрузки, а пиковое. Например, балка длиной 3000мм, шириной 100мм, нагрузка 300кг:
высота балки 50мм прогиб 151мм(!) 15,1см!
высота балки 100мм прогиб 19мм менее 2см(!) разница более чем в СЕМЬ раз!
высота балки 150мм прогиб 6мм
высота балки 200мм прогиб 2мм!
При увеличении первого сечения всего вдвое, мы выигрываем в несущей способности почти в 8 раз! Резюмируя первую часть, становится очевидно почему мы строим именно таким образом, или, как говорится — что русскому хорошо, то американцу… Если я вас не убедил, давайте считать дальше. После того, как мы разобрались с сечениями и размерами, указанными в СП и применяющимися Америке, давайте посчитаем нагрузку крыши, на стойки и обвязку. Для примера возьмем наш самый популярный проект кд-21, 6х10м-120м2. Аттиковая стена в этом доме 10м длинной, стойки в данной стене стоят под стропилами, которых 16шт, плюс 2 сдвоены и 2 дополнительные, для крепления перегородок к стене. Для простоты расчета будем считать, что стоек не 20, а всего 16, как и количество стропил, нагрузку которых они передают на стену первого этажа и фундамент.
Площадь крыши данного дома: длина стропил 4,4м, ширина дома 10, крыши 11м, 4,4х11=48,4м2 на 2 ската, итого 96,8м2.
Вес снега по СПб макс. 200кг/м2, итого 19 360кг.
Вес самой крыши 50кг/м2, итого 4 840кг.
Запомним эти две цифры: вес снега 19 360кг, вес крыши 4 840кг, итого порядка 24 000кг в полностью снаряженном состоянии (для справки: такого количества снега на крышах домов по статистике не было более 50 лет). Из опор крыши у данного дома мы имеем: 4 стены поперек (2 несущих фронтона и 2 несущих перегородки (все стоит на фундаменте) и одна подконьковая вдоль. Если не брать 4 поперечные стены, развесовка 50% это приходится на центральную стену и по 25% на надстройку (аттиковую стену). Вернёмся к весу крыши со снегом, это 24 тонны, из них 12 приходится на подконьковую стену и по 6 тонн на аттиковую. Если брать средний вес снега за 50 лет, то это не более 12-16 тонн, возьмем среднее значение в 14 тонн, из них 7 на подконьковую стену и по 3,5 на аттиковую. Считаем дальше. У нас в аттиковой стене 16 стоек, из них на около фронтонные и 2 средние перегородки приходится по 10% веса крыши, то есть 4 из 16 стоек держат 40% веса крыши и еще 12 стоек остальные 60% веса, делим вес 6т или 3,5т на 12/60%, то есть каждая стойка 5% веса, получаем точечную (сосредоточенную) нагрузку, которая приходится на нижнюю обвязку верхней стены, это 300кг (было 50 лет назад) или 175кг стандартный вес, а без снега и того меньше, всего 60кг. Таким образом, нагрузка с которой может давить стойка будет составлять:
с небывалым снегом 300кг
с обычным 120-130кг
без снега всего 60кг
Далее, на картинке ниже, наш любимый оконный проем. Снова считаем процент давления от места установки стойки. Первый вариант, если проём 1м стойка давит ровно по центру макс. 300кг (обычный не более 150кг). Если стойка стоит не далее 1/3, то уже не 300кг, а 150кг, и обычно 180кг и 90кг, соответственно. Если стойка стоит не далее 1/4, то уже всего 150кг или 75кг, соответственно. Если на проем приходятся 2 стойки или он шире 1,2м, то мы всегда ставим двойные стойки и сверху ригель.
Из цифр следует, что нагрузка на стойку от 75 до 150кг, что не очень много и совсем не критично. Даже если бы мы просто поставили стойку на окно поверх бруска в 1,2м, то даже в этом случае окно бы не заклинило и не перекосило. Разбираемся дальше. Несущая способность сдвоенного под стойками бруса равняется 50х150х2=100х150 (это, так называемая, обвязка, выделена синим цветом на картинке выше) она держит на длине 1200мм до 500кг с прогибом менее 1мм, у нас вес как мы высчитали выше, бывает не более 300кг, а обычно не более 150кг. Для справки: разрушающая нагрузка более 2000кг, запас по прогибу в 2-3раза, по разрушению 6-12раз. То есть, если мы не ставим ригель или хедер, то нагрузка на окно менее 0,3мм при весе снега 300кг, а при весе 150кг её просто нет, но это не все. Помните, 20-30 лет назад приходили посылки в фанерных ящиках? Там фанера была 3мм и щепки по бокам, которые все это держали на маленьких гвоздиках, но на удивление такой ящик мог выдержать наезд легкового автомобиля и не сломаться.»
Не стоит забывать, что сдвоенные стойки, это мостики холода, а с учётом того, что их все не подумав ставят в каждое окно и дверь, то по зиме по дверной коробке и по раме окна может выпадать иней и наледь. Чтобы этого не происходило сдвоенные стойки надо ставить с умом и осторожностью, и желательно подальше от проемов, а не в них. Возвращаясь к Америке, там 99% таких домов, как и технологий идет по широте Крыма и теплее, где температура зимой надолго не опускается ниже нуля, а то и ниже +10 +15 градусов. Поэтому, нам было бы лучше обратиться к опыту скандинавов, они пошли немного другим путем. При широкой доске стоек они впиливают сплошной ригель со стороны улицы или дома по всей длине стены под верхнюю обвязку. Такой ригель снимает нагрузку от верхних стен и/или крыши и передает ее на фундамент, минуя двойные стойки в проемах, так называемые мостики холода.
Надеюсь, теперь множество вопросов отпадет само-собой, как и необоснованных утверждений, о необходимости установки ригеля.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ И СТАВЬТЕ ЛАЙК ДЛЯ РАЗВИТИЯ КАНАЛА