Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.
- Виды перекрытий
- Типы деревянных балок
- Сечение балочных перекрытий
- Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок
- Монтаж перекрытия
- Достоинства и недостатки балок из дерева
Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:
- цокольное или подвальное перекрытие;
- межэтажное перекрытие;
- чердачное перекрытие.
Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.
Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.
В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.
Типы деревянных балок
Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.
Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.
Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.
Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.
Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.
Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.
Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.
Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.
Сечение балочных перекрытий
На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:
- прямоугольные;
- квадратные;
- круглые;
- овальные;
- двутавровые.
Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.
Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.
Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.
Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок
Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.
Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:
- Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
- Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.
Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов - Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м2.
- Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).
Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.
Mmax = (q*L2)/8
- q — полная нагрузка на кв. м;
- L2 — квадрат расстояния между стенами.
При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.
Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.
Из формулы W = b*h2/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).
Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.
Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.
https://youtube.com/watch?v=WRNxqR6OaUQ%3Ffeature%3Doembed
Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.
При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.
Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 1\2 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.
Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.
Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.
Достоинства и недостатки балок из дерева
Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:
- доступная цена;
- простота доставки на строительную площадку;
- возможность установки без применения спецтехники;
- экологическая безопасность;
- ремонтопригодность.
Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.
В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.
Деревянные балки
Перед возведением прочного строения требуется выполнить расчет балок перекрытия деревянных, которые задают параметры будущей конструкции.При расчете определяются оптимальные размеры сечения балок и расстояние между ними. Перекрытия из дерева получили широкое распространение при возведении частных домов и могут использоваться для брусовых, бревенчатых или каркасных конструкций.
Основное назначение балок перекрытия — принять на себя и распределить равномерно нагрузку по поверхности. Качественные показатели материала характеризуют прочность и устойчивость будущего дома. При выборе материала нужно учитывать его особенности. Поскольку дерево подвержено воздействию плесени и огня, то балки перед монтажом требуется обработать специальными защитными средствами.
Виды деревянных балок и их свойства
Прежде всего, стоит выяснить, что же представляет собой перекрытие и для чего оно используется. Перекрытиями принято называть конструкцию, которая разделяет следующие части строения:
- жилые этажи, в том числе и мансардный этаж;
- подвал или цокольный этаж от жилых помещений;
- холодное чердачное помещение от пространства жилых комнат.
В результате верхняя часть перекрытия представляет собой основу, на которой будет монтироваться пол, а нижняя является основой для потолка. Деревянные балки используют при строительстве домов из бруса, поскольку нагрузку от железобетонных плит ни одна деревянная конструкция не выдержит.
Рассматриваемый материал может иметь разные размеры и виды, для него характерны свои плюсы и минусы. В первую очередь следует рассмотреть балки перекрытия из непрерывного массива. Для монтажа межэтажного перекрытия с применением данного материала используются только цельные изделия при длине пролета не более 6 м. Так достигаются высокие прочностные характеристики и в целом положительный эффект.
Если используются клееные балки перекрытия, то с их помощью можно перекрывать большие пролеты, что обусловлено технологией их изготовления. Для такого материала характерна высокая прочность. Используют их в ситуациях, когда на перекрытие будет воздействовать высокая нагрузка. Клееные балки имеют следующие положительные свойства:
- высокие показатели прочности;
- возможность перекрывать большие пролеты;
- простой монтаж;
- малый вес;
- длительный срок эксплуатации.
Клееная балка может достигать 20 м погонных в длину. Нет необходимости зашивать их снизу, так как изначально они имеют гладкую поверхность. Это придает особый стиль в дизайне интерьера. Обшивку выполняют только сверху.
Как определить длину деревянных балок?
Размеры, в частности длина балок, зависят от параметров будущего строения. В процессе расчета длина балки соответствует ширине перекрываемого пролета, также учитывается запас для заделки в стены, чтобы можно было закрепить конструкцию.
В зависимости от материалов, которые используются для возведения стен, и от пиломатериалов для перекрытия, будет отличаться и глубина заделки балок в стену. Если стена выполняется из бетона или кирпича, то глубина заделывания балок составляет 100 мм при использовании в качестве перекрытия досок. В случае применения бруса этот параметр увеличивается до 150 мм.
Если планируется перекрывать пролет в деревянном доме, то монтаж балок производится в специальные зарубки в стенах, глубина которых должна составлять минимум 70 мм. При монтаже балок с применением соответствующих крепежных элементов длина принимается равной ширине перекрываемого пролета. Для этого потребуется выполнить замер расстояния между двумя противоположными стенами, на которые будет выполняться крепление балок.
В зависимости от конструкции, балки могут выходить через стену наружу. К ним выполняют крепление стропильных ног, формируя скат крыши. Балка при такой конструкции может выступать на 300-500 мм. Брусом перекрывают балочный пролет шириной от 2,5 до 4 м. При этом максимально возможная величина перекрытия доской либо брусом составляет 6 м. Если требуется перекрытие пролетов большей длины (от 6 до 12 м), то применяется клееный брус, который, как уже было отмечено, отличается своей высокой прочностью. Из этого материала можно изготовить прямоугольные либо двутавровые балки. В случае использования обычного бруса либо досок требуется установка дополнительных опор для балок. Таковыми могут служить стены помещения или колонны.
Как рассчитать нагрузки на перекрытие?
Деревянные балки перекрытия, помимо собственного веса, испытывают нагрузку в процессе эксплуатации, состоящую из веса самого пола, мебели и передвигающихся людей. Данная нагрузка имеет непосредственную зависимость от типа перекрытия. Исходя из этого, рассчитывают возлагаемые на него нагрузки. Данный расчет выполняется на этапе проектирования, при этом его можно осуществить как при помощи специалистов, так и своими руками.
В первую очередь следует учесть вес материалов, которые используются для изготовления перекрытия. В качестве примера можно рассмотреть чердачное перекрытие, где в качестве утеплителя будет использоваться минеральная вата: такая конструкция способна выдержать нагрузку от собственного веса в пределах 50 кг/м².
Для вычисления эксплуатационной нагрузки необходимо обратиться к нормативной документации. Если чердачное перекрытие выполняется при помощи дерева, используется минеральная вата или пенопласт в качестве утеплителя и подшивка, то данный тип нагрузки согласно СНиП 2.01.07-85 рассчитывается следующим образом: 70*1,3=90 кг/м², где 70 — это нагрузка, соответствующая нормативам, в кг/м², а 1,3 — коэффициент запаса.
Чтобы определить общую нагрузку, производят суммирование: 50+90=140 кг/м². Для увеличения надежности значение округляют в большую сторону. В рассмотренном примере следует принять значение общей нагрузки за 150 кг/м². В случае интенсивной эксплуатации чердачного перекрытия при расчетах необходимо значение нормативной нагрузки увеличить до 150 кг/м². Итоговое значение составит 245 кг/м², округлив, получим 250 кг/м². Если в планах сделать чердачное помещение жилым, следует учесть вес мебели и пола. При расчетах значение общей нагрузки может составлять 400 кг/м².
Как выбрать сечение и шаг между балками?
Измерив длину балок и ширину пролета, можно выполнять расчет шага укладки и сечения. Поскольку обозначенные величины связаны друг с другом, расчеты производятся при помощи одинаковых математических действий. Форма сечения может быть как прямоугольной, так и круглой. Оптимальной принято считать прямоугольную форму. Соотношение сторон прямоугольника должно быть следующим: 1:4:1, при этом высота должна быть больших размеров, чем ширина. Высота в большинстве случаев определяется толщиной применяемого утеплителя. Размеры балок по высоте могут находиться в пределах 10-30 см, по ширине — 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.
Что касается расстояния между балками, то минимальное значение должно составлять 30 см, максимальное — 1,2 м. При расчетах необходимо учесть ширину подшивки и применяемого утеплителя. Если есть необходимость, выполняют подгонку, чтобы обеспечить более простой монтаж. В случае возведения каркасного дома шаг между балками приравнивают к расстоянию между стойками каркаса.
Итак, расчет балок для перекрытия (деревянных) является важным и ответственным этапом, от правильности которого будет зависеть надежность конструкции. Расчеты должны проводиться с учетом существующих и утвержденных норм.
Если возникают сомнения в точности полученных значений, то их следует округлить в большую сторону. Таким образом удастся избежать аварийных ситуаций при эксплуатации строения. Если есть сомнения в полученных значениях при самостоятельных расчетах, рекомендуется обратиться к специалистам, которые сделают работу правильно и с учетом всех нюансов.
Видео: установка деревянных балок
https://youtube.com/watch?v=eqv4iqbmo_k%3Fenablejsapi%3D1%26autoplay%3D0%26cc_load_policy%3D0%26cc_lang_pref%3D%26iv_load_policy%3D1%26loop%3D0%26modestbranding%3D1%26rel%3D1%26fs%3D1%26playsinline%3D0%26autohide%3D2%26theme%3Ddark%26color%3Dred%26controls%3D1%26
Виды балок перекрытия и основные расчёты
<!—console.log(‘mob’)—><!—console.log(‘NE_mob’)—>
При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.
- Типы и виды деревянных перекрытий
- Достоинства и недостатки
- Использование досок и цельного бруса
- Клееный брус
- Самостоятельное изготовление клееного элемента
- Порядок расчёта
- Определение сечения и шага
Типы и виды деревянных перекрытий
По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:
- подвальное;
- чердачное;
- междуэтажное.
С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.
Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.
Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.
Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.
Достоинства и недостатки
У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.
Главными достоинствами балок из досок считаются:
- минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
- красивый внешний вид;
- возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
- высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
- возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.
Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:
- необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
- меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
- деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.
Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.
Использование досок и цельного бруса
В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.
По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.
Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.
Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.
Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.
Самостоятельное изготовление клееного элемента
Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:
- соединение трёх элементов в одну конструкцию;
- склеивание двух деталей в форме символа Z;
- соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.
Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.
Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.
Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).
Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:
- провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
- рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
- провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.
Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.
Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).
Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:
- общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
- при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
- в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
- общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.
Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.
Определение сечения и шага
После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.
Все работы проводятся по таким правилам:
- соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
- на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
- между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.
Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.
Шаг деревянных балок
Деревянные конструкции
Okneschef 16:47 31.07.2011
День добрый! Подскажите какой должен быть шаг деревянных балок сечением 100х200 в данном случае, чертежи прилагаются, я считаю что нужно делать шаг 600мм (судя по проектам которые приходилась делать разработанные проектными организациями), а знакомый посчитав нагрузку от людей и мебели 300 кг/м.кв. и утверждая что основная нагрузка от крыши (металлочерепица с утеплением 200мм.) будет передаваться на стены, говорит что шаг должен быть 1000 мм. И что лучше сделать со старым перекрытием (балки и между ними глина), демонтировать? т.к. оно старое и не рассчитано на то что сверху будет мансардный этаж! но с него так удобно залить монолитный пояс по несущим стенам?? и если его убрать то прийдется заказчику потратиться на утеплитель, пароизоляцию и подшивку балок. Интересно Ваше мнение по этому вопросу!
MasterZim 20:06 31.07.2011
Не слушай своего друга. Если сделаешь шаг балок метр, какой же толщины надо настилать половую доску на пролет 1 метр? Обычно половая доска сороковка укладывается на балки с шагом не более 600мм, иначе доски будут «зыбить»
На самом деле и балок 100х200мм на пролет 6 метров с шагом 600 не достаточно. Будет зыбко. Проверь по таблице 19, п.4 СНиП 2.01.07-85 от силы 100кг в середине пролета. Прогиб не должен превышать 0,7мм. Только надо учитывать что эта нагрузка передастся через настил пола на соседние балки перекрытия, иначе получишь некорректный результат (потребуется очень большое сечение балок).
Я бы при таких пролетах брал не менее 100х250 с шагом 600.
Axe-d 10:12 01.08.2011
Нагло врет. При таком решении, как на картинке, основная нагрузка с кровли будет передаваться через стойки, что ограничивают стены мансарды, на балки, которые и людей-то с их барахолом с трудом держать будут. Впрочем, отчаиваться не стоит. Немного надо «доработать» поперечный разрез, а именно объединить балки перекрытия со стропильными конструкциями в т.н. «мансардную ферму» — в таком случае даже 100х200 могут легко пройти (хотя, конечно, просчитать-проверить не помешает).
Сообщение от Okneschef:
И что лучше сделать со старым перекрытием (балки и между ними глина), демонтировать? т.к. оно старое и не рассчитано на то что сверху будет мансардный этаж! но с него так удобно залить монолитный пояс по несущим стенам?? и если его убрать то прийдется заказчику потратиться на утеплитель, пароизоляцию и подшивку балок. Интересно Ваше мнение по этому вопросу!
Зачем заказчику столь несовершенный подвесной потолок? И для чего, по-вашему, следует утеплять и пароизолировать межэтажное перекрытие?
wlonda 13:11 01.08.2011
на 6м. сечение 200х100 маловато не только по зыбкости, но и по прочности что с шагом 0,6м (перебор 20% только от нагрузки перекрытия) что при шаге 1м (перебор 200%).
Я б на твоем месте увеличивал сечение балок перекрытия 250ммх100мм лучше даже 300х80мм. Нагрузку от крыши передавал на металлические балки. Которые расположил бы например с шагом 4м, между деревянными.
Okneschef 21:26 01.08.2011
Спасибо всем! думаю остановиться на варианте wlonda балки сечением 100х250 шаг 600 между ними установить металлические балки через 4 метра, например из двух 24 швеллеров сваренных в коробочку(сечение будет 180х240 на верх этой балки можно будет поставить стойки 100х200 которые будут держать крышу от слуховых окон), на сколько такая балка больше несет нагрузку ?
старое перекрытие будет выполнять роль звуко и тепло изоляции,а также роль подмостей с которых будем заливать монолитный пояс по несущим стенам,( а также на него можно подвесить потолок из гипсокартона) а если его убрать то демонтаж оплачивается, и нужно между балками ложить утеплитель , чтобы была опять же тепло и звуко изоляция тем более что мансардный этаж заказчик будет утеплять намного позже, поэтому утеплитель необходим, а стало быть нужна и пароизоляция и подшивка доской хотя бы 20.
MasterZim 21:57 01.08.2011
А ты считать вообще умеешь? Че-то сдается мне, что принимаешь глядя в потолок.
В твоей крыше кстати самое ответственное — нейтрализовать распор. Узлы должны быть правильно законструированы. В случае неправильно сделанных узлов крепления стропил и балок перекрытия, наружные кирпичные стены могут расползтись в стороны.
LORD9999 22:28 01.08.2011
лучшее решение для данного варианта мет.балки внизу так как 250х6м лес дорог!!(300 такого леса нет!!) да 250х100 не пройдет на 0.6 м если посчитать .да + не понятна ситуация со стенами ниже разопрет при таком варианте крыши.
msv_mnv 22:44 01.08.2011
Вообще-то есть еще клееные балки. А вообще смотрите рисунок, и не забудьте то, что вам рекомендовали ранее. Удачи и успехов!!!
Okneschef 23:23 01.08.2011
Насчет разопрет ! Вот план монолита,( думаю так не разопрет) а вот поперечные монолитные балки промежуточные 4 штуки будут залиты по старому перекрытию, и под ними нет стен, сечение 300х300 думаю заложить туда продольную арматуру 20 А4 3 штуки вот что по этому поводу говорит арбат! Пугает Деформации в растянутом бетоне 5,056.
MasterZim 00:46 02.08.2011
все-таки настораживает фраза «думаю так не разопрет», опять ведь не считал?
Свободная длина пояса 10 метров многовато.
Еще раз повторюсь. Твоя задача продумать узел по крайней стене, где сходятся стропилина и балка перекрытия. Правильно делать так, чтобы балка перекрытия одновременно работала и затяжкой, то есть шаг стропил должен быть равен шагу балок, балки и стропила должны быть соединены на усилие распора и прикреплены к монолитному поясу. То как у тебя нарисовано, что стропилина опирается на мауэрлат и на кирпичную стенку сложенную поверх монолитного пояса, так вот и уедет эта стенка на улицу, а монолитный пояс останется на месте. И еще, балки перекрытия, опирающиеся на центральную стену надо скрепить между собой, чтобы балки работали как единая затяжка.
Okneschef 00:32 03.08.2011
я планировал выпустить круг диаметром 12 мм из монолита с шагом 1 м., и на него надеть мауэрлат а сверху приварить полосу 50 х50, и мауэрлат закрепить к балке скобой, ну и конечно связать балки между собой полосой с двух сторон, не успеваю начертить эти узлы!
parabellum762 08:50 03.08.2011
Сообщение от Okneschef:
я планировал выпустить круг диаметром 12 мм из монолита с шагом 1 м.,
Это ничего не даст.
Сообщение от :
конечно связать балки между собой полосой с двух сторон
конечно надо еще и балки связать со стропилами. И тогда все будет стоять отлично.
Расчет деревянной балки на прогиб (калькулятор)
Расчет деревянной балки на прогиб (калькулятор)
Подбор сечения на изгиб деревянной балки прямоугольного сечения по прочности и на прогиб.
Данный онлайн калькулятор предусматривает расчет деревянных балок перекрытия в зависимости от вида опирания на несущие конструкции:
- Расчет деревянной балки на двух опорах;
- Расчет деревянной балки на двух опорах со сосредоточенной нагрузкой посередине;
- Расчет консольной деревянной балки с распределенной нагрузкой;
- Расчет консольной деревянной балки с сосредоточенной нагрузкой на конце;
Данный калькулятор позволяет получить подробный ручной расчет деревянной балки на изгиб
с различными видами опирания с формулами, эпюрами усилий и подобрать сечение балки перекрытия под заданную нагрузку.
Сечение балки подбирается по ГОСТ 244454-80 (Пиломатериалы хвойных пород).
Задайте исходные данные:
Введите нагрузку и пролет балки
кг/м
м
L=
q =
Введите предельный прогиб балки
Вертикальный предельный прогиб fult принимается по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия). Пункт2.а:
Выберите ширину балки для подбора высоты деревянной балки
1. Сбор нагрузок
Чтобы посчитать сечение деревянной балки — необходимо собрать нагрузку, действующая на балку.
В зависимости от длительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.
К постоянным нагрузкам относятся:
- собственный вес деревянной балки;
- собственный вес перекрытия, чердачного перекрытия и т.д.;
К временным нагрузкам относятся:
- длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
- кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического
расположения здания); - особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);
Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для
расчета балки
на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами
и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют
умножением
нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная
нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.
Нагрузки можно собрать на нашем сайте.
После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать
сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку
умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).
Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 400кг/м2, а шаг балок 0,6м.
Тогда распределенная нагрузка на деревянную балку будет: Qраспр.= 400кг/м2 * 0,6м = 240кг/м.
Эта нагрузка вносится в калькулятор
2. Выбор предельного прогиба
В зависимости от назначения балки и ее пролета задаем вертикальный предельный прогиб по
таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия) Пункт2.а. Смысл вертикального прогиба заключается в следующем:
например, прогиб l/250 означает, что для балки длинной 4м предельный вертикальны прогиб равен fult = 4м / 250 = 0,016м = 16мм
в месте максимального прогиба для балки. Для балки на двух опорах загруженной равномерно или с сосредоточенной нагрузкой посередине балки —
максимальный прогиб будет посередине пролета. Для консольной балки максимальный прогиб — на свободном конце балки.
3. Задание ширины искомого сечения балки.
В зависимости от конструктивных требований задаем ширину сечения балки. Расчет деревянной балки
сводится к тому, что необходимо подобрать требуемую высоту hтр сечения деревянной балки, которое способно
выдержать заданную нагрузку и не превысить заданный предельный прогиб.
1. Построение эпюр
По заданной нагрузке и пролету производится построение эпюры моментов и поперечной силы.
Эпюра поперечной силы находится для информации (чтобы знать какая нагрузка давит на опоры балки) и в расчете не используется.
Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам
строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют
готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.
2. Расчет по прочности и прогибу
После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное
состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и hтр
и из таблицы рекомендуемого сортамента выбрать подходящее сечение высотой равное hтр деревянной балки
по ширине сечения (b) и по Wтр.
Следует отметить, что калькулятор подбирает именно по Wтр, нахождение hтр сделано для наглядности, чтобы видеть
какая высота сечения должна быть.
Для подбора деревянной балки по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы
нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента пиломатериалов подбирают подходящее
сечение.
3. Подбор деревянной балки из таблицы сортамента пиломатериалов по ГОСТ 244454-80
Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается сечение с большей выстой
сечения.
Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства.
Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять
нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций,
мебели, деталей интерьера.
Можно выделить несколько видов перекрытия: металлическое, железобетонное и деревянное.
Более подробно остановимся на деревянных перекрытиях,
поскольку именно они получили наибольшее распространение в частном
строительстве.
Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками
- красивый внешний вид;
- малый вес дерева;
- ремонтопригодность;
- высокая скорость монтажа.
- без специальной защитной пропитки горючи;
- низкая прочность по сравнению с железобетонными или
металлическими балками; - подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
- могут деформироваться от перепадов температур.
Требования к перекрытиям из дерева
Материал для деревянных балок перекрытия должен обладать
определенными свойствами и соответствовать требованиям:
- прочность. Материал перекрытия должен выдерживать возможные
нагрузки. Следует учитывать воздействие как постоянных нагрузок, так и
переменных;
- жесткость. Означает способность материала сопротивляться
изгибу;
- звуко- и теплоизоляция;
- пожарная безопасность.
Типы и виды деревянных перекрытий — классификация
1. По назначению
Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкам
Подвальное и цокольное перекрытие по деревянным балкамОсновное требование к такому перекрытию – высокая прочность. Поскольку в данном случае, балки будут служить основой для перекрытия пола и соответственно,
должны выдерживать значительную нагрузку.
Совет. Если под первым этажом будет располагаться гараж или
большой подвал лучше делать деревянное перекрытие по металлическим балкам.
Поскольку деревянные подвержены гниению и не всегда могут выдержать
значительную нагрузку. Или же уменьшить расстояние между балками.
Чердачное перекрытие по деревянным балкам
Чердачное перекрытие по деревянным балкамПринцип конструктивного устройства может быть независимым или являться продолжением
крыши, т.е. частью стропильной системы. Первый вариант более рационален, т.к.
является ремонтопригодным, плюс, обеспечивает лучшую звукоизоляцию.
Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам
Междуэтажное перекрытие по деревянным балкамКонструктивная особенность заключается в эффекте два в одном – балки перекрытия между этажами с одной стороны являются лагами для пола, а с другой, опорами для потолка.
Пространство между ними заполняется тепло- и звукоизоляционными материалами, с
обязательным использованием пароизоляции. Пирог снизу обшивается гипсокартоном,
а сверху застилается половой доской.
2. По виду
Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и
каждый вид имеет свои преимущества.
Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия
Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.
Межэтажные перекрытия по деревянным балкам, могут быть выполнены
цельными только при незначительной длине пролета (до 5 метров).
Клееные деревянные балки перекрытия
Снимают ограничение по длине, поскольку данная технология изготовления позволяет реализовать балки перекрытия большой длины.
За счет повышенной прочности деревянные клееные балки
применяются в тех случаях, когда требуется выдержать повышенную нагрузку на
перекрытие.
Клееные деревянные балки перекрытия — схема устройства
Преимущества клееных балок:
- высокая прочность;
- возможность перекрывать большие пролеты;
- легкость монтажа;
- незначительный вес;
- длительный срок службы;
- отсутствие деформации;
- пожарная безопасность.
Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида
достигает 20 метров погонных.
Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую
поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в
комнате стильный дизайн интерьера.
Сечение деревянных балок перекрытия
Как показывает практика, сечение балок деревянного
перекрытия оказывает существенное влияние на способность балки выдерживать
несущую нагрузку. Поэтому, необходимо предварительно выполнить расчет сечения
деревянных балок перекрытия.
Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения
В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях
может использоваться бревно.
Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения
Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)
Как правило используются для устройства чердачных перекрытий.
Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).
Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)
Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.
Деревянные балки перекрытия — размеры
Деревянные двутавровые балки перекрытия
Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве.
Деревянные двутавровые балки перекрытия
Преимущества деревянных двутавровых балок:
- точные размеры;
- возможность использования на длинных пролетах;
- исключена возможность деформирования;
- малый вес;
- уменьшение мостиков холода;
- возможность закрепить коммуникации;
- возможность монтажа своими руками без привлечения специальной техники;
- широкая сфера применения.
Недостатки:
- высокая стоимость;
- неудобны для утепления плитами.
Правильный подбор сечения деревянной балки должен быть
включен в расчетный план, в противном случае, конструкция перекрытия окажется
недостаточно или избыточно жесткой (лишняя статья расходов).
Деревянные двутавровые балки перекрытия — виды и типы, таблица
Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net
Расчет деревянного перекрытия
Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:
Во-первых, предполагаемыми нагрузками.
Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес
перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.
А также переменной – она принимается равной 150 кг/м.кв.
(Согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»). К переменным нагрузкам
относят вес мебели, оборудования, находящихся в доме людей.
Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки
затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности.
Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.
Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.
Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои
пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной
величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не
должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.
На величину прогиба оказывает влияние и порода древесины, из
которой изготовлена балка.
Расчет перекрытия по деревянным балкам
Предположим, что расстояние между деревянными балками
составляет 1 м.п. Общая длина балки 4 м.п. А предполагаемая нагрузка составит
400 кг/м.кв.
Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при
нагрузке
Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 400х4 в кв./8 = 800 кг•м.кв.
Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по
формуле:
Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 /
142,71 = 0,56057 куб. м
R — сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП
64.13330.2011) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.
В таблице приведено сопротивление лиственницы.
Расчет перекрытия по деревянным балкам — таблица сопротивления древесины
Если используется не сосна, тогда значение следует
скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП
64.13330.2011)).
Расчет перекрытия по деревянным балкам — переходящий коэффициент
Если учесть предполагаемый срок службы строения, то
полученное значение нужно скорректировать и на него.
Расчет перекрытия по деревянным балкам — срок службы дома
Пример расчета балки показал, что сопротивление балки на
прогиб может уменьшиться вдвое. Следовательно, нужно изменить ее сечение.
Расчёт деревянных балок перекрытия можно выполнить с
применением выше приведенной формулы. Но можно использовать специально
разработанный калькулятор расчета деревянных балок перекрытия. Он позволит
учесть все моменты, не утруждая себя поиском данных и расчетом.
В-третьих, параметрами балки.
Длина деревянных балок перекрытия цельных может составлять
не более 5 метров для междуэтажных перекрытий. Для чердачных перекрытий длина
пролета может составлять 6 м.п.
Таблица деревянных балок перекрытия содержит данные для
расчета подходящей высоты балок.
Таблица деревянных балок перекрытия для расчета высоты балок
Толщина деревянных балок перекрытия рассчитывается исходя из
предпосылки, что толщина балки должно быть не меньше 1/25 ее длины.
Например, балка длиной 5 м.п. должна иметь ширину 20 см.
Если выдержать такой размер сложно, можно достичь нужной ширины путем набора
более узких балок.
Следует знать:
Если балки сложить рядом они выдержат нагрузку в два раза
больше, а если сложить друг на друга — выдержат нагрузку в четыре раза больше.
Используя график, представленный на рисунке можно определить
возможные параметры балки и нагрузку, которую она в силах вынести. Учтите, что
данные графика пригодны для расчета однопролетной балки. Т.е. для того случая,
когда балка лежит на двух опорах. Измеряя один из параметров можно получить
желаемый результат. Обычно в качестве изменяемого параметра выступает шаг балок
деревянного перекрытия.
Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия
Итогом наших расчетов станет составление чертежа, который
будет служить наглядным пособием при работе.
Чтобы качественно и надежно осуществить своими руками
перекрытие по деревянным балкам, чертеж должен содержать все расчетные данные.
Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы
Государственные стандарты регулируют все аспекты
использования деревянных балок перекрытия вне зависимости от их вида или места
использования.
Ниже представлена подборка наиболее важных документов по
данной тематике.
Деревянные балки перекрытия – ГОСТ — СНиП
Заключение
В данной статье вы ознакомились с факторами, оказывающими
влияние на выбор материала для устройства деревянных балок перекрытия. А также
научились определять сечение и выполнять расчёт деревянных балок перекрытия.
