Деревянные балки перекрытия. Расчет нагрузок

Газобетонные блоки по праву считаются самым инновационным материалом для строительства коттеджей, дач и домов. Сами блоки весят не много по сравнению с кирпичом, имеют хорошую геометрию, кладутся на клей для ячеистых блоков, ввиду чего возведение несущих конструкций не занимает большого количества времени.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

  1. После подготовки брусьев в них делаются выпилы для последующей установки стойки. Она должна располагаться строго вертикально, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).
  2. Каждая плита перед использованием тщательно осматривается. Малейший дефект (а он скажется на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
  3. Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
  4. Сборка оставляется в таком положении до полного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по применению состава.
Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), до полного отвердевания клея. И только после этого деревянную балку-двутавр  можно использовать для обустройства перекрытия.

Процесс изготовления опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не представляет. Работа, выполненная своими руками, экономит и время, и деньги. Но это оправдано лишь в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. Если нет полной уверенности, что это получится сделать самостоятельно, рисковать не стоит. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может служить оправданием нарушению проектных параметров.

Особенности изготовления двутавровой деревянной балки

Что такое двутавр

Двутавр – стандартный конструктивный элемент, в сечении напоминающий букву «Н». Столь необычная форма является результатом длительных инженерных экспериментов, направленных на получение опорной балки, способной выдерживать очень высокие нагрузки, но не столь массивной и дорогостоящей, как цельнометаллическое изделие.

Что такое двутавр

Что такое двутавр

Оптимальной формой для балки является прямоугольное сечение. При укладке длинную сторону размещают вертикально, а короткую горизонтально, так как для увеличения прочности важнее увеличение высоты, а не ширины. На этом наблюдении и основана форма двутавра. Более широкие элементы в нижней и верхней части создают достаточную опору – ширину, а должную высоту обеспечивает средний элемент, который при большой высоте можно сделать максимально тонким.

Что такое двутавр

Производство деревянной двутавровой балки – процесс довольно сложный, поэтому такое изделие на рынке встречается редко. В то же время в частном строительстве деревянный двутавр является прекрасной альтернативой железобетонным конструкциям, так как намного легче и проще в монтаже.

Что такое двутавр

Как определить нагрузку?

На деревянные балки перекрытия постоянно воздействует нагрузка, складывающаяся из нескольких составляющих. Первым слагаемым является собственный вес всех деталей, составляющих перекрытие. Второе слагаемое – эксплуатационная нагрузка. Она бывает временной или постоянной. Точный расчет достаточно сложный, но вполне возможно применять упрощенный вариант формулы.

Если рассчитывается нагрузка для перекрытия чердака, в котором не будут что-либо хранить, то постоянная нагрузка принимается за 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка в таком варианте будет: 70*1,3=90 кг/м2. 70 – нормативное значение для данного чердака, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка – сумма из двух названных, т.е. 50+90=130 кг/м2. Округляем и получаем 150 кг/м2.

Как определить нагрузку?

Данные расчеты предполагают, что будет использоваться легкий утеплитель. Если же будут применяться материалы с большим весом или чердак будет активно использоваться для разных целей, то нормативная нагрузка, действующая на перекрытие повышается до 150 кг/м2. В этом случае 150*1,3+50=245 кг/м2. Данное значение можно округлить до 250 кг/м2.

Читайте также:  Как самостоятельно уложить пароизоляцию на потолок

При создании мансарды учитывается вес напольного покрытия и основы пола, мебели, людей. В результате нагрузка получается от 350 до 400 кг/м2.

Каким требованиям должны отвечать деревянные перекрытия?

  1. Прочность – одно из главных требований. Балки должны выдерживать нагрузки постоянные (свой вес, вес перегородок и напольного покрытия) и кратковременные (люди приходят-уходят, приносят, двигают мебель, пляшут, дети прыгают и т.д.). Не утомляя себя углубленными расчетами, застройщики берут за основу величину в 400 кг на кВ. метр. Это требование к несущей способности плит перекрытия в многоэтажных домах. Деревянные перекрытия между этажами в частном кирпичном доме должны быть не хуже. Для нежилых чердачных помещений этот показатель можно уменьшить.
  2. Жесткость – второе необходимое условие. При полной нагрузке балки не должны прогибаться более чем на 1/250 своей длины.
  3. Звукоизоляция – требование не для любого перекрытия. Между этажами это очень желательно, а в других случаях – нет.
  4. Теплозащита. Утепление подвальных и цокольных перекрытий экономит расходы на отопление дома и делает комфортным пребывание в нем.
  5. Деревянные перекрытия требуют дополнительной защиты от огня. Дерево пропитывают антипиренами, используют негорючие утеплители (базальтовые ваты) и засыпки (керамзит, шлак, песок).
Каким требованиям должны отвечать деревянные перекрытия?
Каким требованиям должны отвечать деревянные перекрытия?

Каким требованиям должны отвечать деревянные перекрытия?

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову): 1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.

2. Ширину балки расчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).

3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.

4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Таблица. Рекомендуемые размеры прямоугольных поперечных сечений балок

Ширина сечения.

Высота сечения, мм

мм

300

400

500

600

700

800

1000

1200

Далее кратно 300

150

+

+

200

+

+

+

300

+

+

+

400

+

+

+

500

+

+

Далее кратно 100

+

+

Теперь прочитайте про расчет стропильной системы и расчет фундамента.

For determining beam spans (distance a beam can span between supporting posts), consider the following concept. The more weight, or the longer the supported length of joist that a beam must carry, the shorter the span of the beam – for a particular size of beam.

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

Количество балок, их размеры, шаг установки зависят непосредственно от площади помещения и предполагаемых нагрузок. Большинство экспертов считают, что оптимальной нагрузкой на перекрытия является 0,4 тонны на один квадратный метр площади (‬400‭ ‬кг/м2). В эту нагрузку включают вес самой балки, массу чернового и финишного покрытия пола сверху и потолка снизу, утепления, коммуникаций, а также мебель и людей.

СоветЛучшим сечением для прямоугольных деревянных балок считается с соотношением высоты к ширине 1,4 : 1.

Сечение зависит и от того, из какой древесины делаются перекрытия. Сейчас приведем средние рекомендуемые значения при шаге укладки в 60 см:

  • Если пролет составляет 2 метра, то минимальное сечение должно быть 7,5 на 10 см.
  • При длине пролета в 2 с половиной метра балка должна иметь размеры 7,5 на 15 см.
  • Если пролет трехметровый, то принято использовать балки 7,5 на 20 см.
  • При длине балки в 4 и 4,5 м принято использовать их с сечением 10 на 20 см.
  • Для постройки пятиметрового перекрытия используются перекладины с сечением 125 на 200 мм.
  • Шестиметровое перекрытие делается из балок размером 15 на 20 см.
Читайте также:  Пароизоляция для стен: материалы и особенности устройства

Если шаг увеличивается, то следует увеличивать и величину сечения балки.

Приведем таблицу сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400 кг/м2:

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

 пролёт (м)/ шаг установки (м)

2,0

2,5

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

0,6 75х100 75х150 75х200 100х200 100х200 125х200 150х225
1,0 75х150 100х150 100х175 125х200 150х200 150х225 175х250

Если не планируется нагружать перекрытия (в случае нежилого чердака для хранения легких вещей), то допустимы меньшие значения нагрузок от 150 до 350 кг/м2. Вот значения для шага установки 60 см:

Нагрузки, кг/пог. м Сечение балок при длине пролета, м
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
150 50х140 50х160 60х180 80х180 80х200 100х200 100х220
200 50х160 50х180 70х180 70х200 100х200 120х220 140х220
250 60х160 60х180 70х200 100х200 120х200 140х220 160х220
350 70х160 70х180 80х200 100х220 120х220 160х220 200х220

В сети можно найти найти онлайн-калькуляторы для расчета несущей способности деревянных балок. Приведу ссылку на один из них:

Также, например, можно одну балку сечением 100х200 заменить двумя досками 50х200, сшитыми между собой болтами или гвоздями через каждый метр. Делают это по разным причинам:

  • нет в продаже балок с требуемым сечением;
  • доски с меньшим сечением весят легче, поэтому их можно поднять на верх в одиночку, и уже там скрепить.

Перекрытие дома из бруса своими руками

Дома, выполненные из натуральной древесины, зарекомендовали себя с лучшей стороны с давнего времени, многим строениям из дерева более ста лет. И в настоящее время деревянные строения пользуются большой популярностью, благодаря экологически чистым материалам, изготовленным из дерева, и их долговечности. При строительстве деревянного дома все конструкции изготовлены из натурального дерева, включая балки перекрытия.

Перекрытия, выполненные из древесины

Перекрытие – это конструкция, отделяющая этажи в помещении. При строительстве деревянных сооружений для перекрытия используется такая же древесина, из которой изготовлены основные конструктивные элементы, возводимого сооружения. От качества материала, и способа монтажа перекрытия во многом зависит долговечность конструкции. При возведении домов из деревянного бруса используется балочная система перекрытия, так как деревянный массив сооружения не выдержит вес железобетонной плиты.

Перекрытие из дерева должно соответствовать, предъявляемым к нему требованиям:

  • прочность, степень допускаемой нагрузки принимается исходя из задачи, выполняемой помещением;
  • жесткость конструкции, не допускающая прогибов;
  • огнестойкость – достигается путем обработки всех деревянных конструкций антипиренами.

Балки перекрытия, изготовленные из древесины

Для производства деревянных балок с сайта чаще используется древесина хвойных пород, значительно реже применяется лиственница. Как и всякий строительный материал, деревянный брус имеет свои преимущества и недостатки. К достоинствам можно отнести:

  • легкость конструкции;
  • простота обработки;
  • удобство при проведении монтажных работ;
  • умеренная цена;

Недостатки:

  • небольшая ширина, перекрываемого пролета;
  • низкая степень огнестойкости;
  • предрасположенность к гниению и повреждению грызущими насекомыми.

Стоит отметить, что при проведении обработки деревянных конструкций специальными составами, можно значительно снизить степень огнеопасности и подверженность биологическому воздействию.

Общие правила монтажа деревянных балок перекрытия

  1. Начинать работы следует с обработки всех элементов конструкции, выполненных из дерева, защитными составами.
  2. Балки укладываются параллельно короткой стены. Вначале монтируют крайние брусья, далее, выдерживая одинаковый шаг, укладывают остальные балки.
  3. Для надежного соединения балок применяют метод «ласточкин хвост». При этом способе монтажа нет необходимости дополнительно крепить брус к несущей стене, достаточно использовать тип соединения шип-паз, позволяющий двигаться конструктивным элементам при усадке строения.
  4. Горизонтальный уровень перекрытия достигается путем подкладывания дощатых планок под брус. Нельзя использовать в этих целях щепки, которые могут быстро сгнить и конструкция даст перекос.
  5. В случае установки деревянных балок на кирпичные или бетонные стены, опираемый конец бруса, следует обернуть рубероидом, во избежание образования конденсата, приводящего к преждевременному гниению.
  6. С наружной стороны пустоты набивают паклей, заполняют монтажной пеной, заделывают цементным раствором.
  7. После усадки, построенного сооружения, подвергаются проверке конструктивные элементы. Обнаруженные недостатки, устраняются посредством стесывания либо подкладыванием деревянных клиньев. После проведения этих работ балки фиксируются скобами либо шурупами.
  8. По окончании монтажа балок, нижняя часть перекрытия зашивается влагостойкой фанерой. В образовавшийся промежуток, насыпается любой из сыпучих материалов опилки или керамзит, также можно применять пенопласт либо минеральную вату.
Читайте также:  Опирание балки на кирпичную стену: разновидности

Утепление деревянных перекрытий и их звукоизоляция

Формируя междуэтажное перекрытие, необходимо применять звукоизолирующие материалы, обладающие свойством поглощения двух видов шума: ударный (топот ног, грохот упавших предметов) и воздушный (различные звуки). Лучшим образом с данной задачей справляется базальтовая минеральная вата, которая также используется для теплоизоляции.

Для снижения потери тепла в доме, производят утепление подвального и чердачного перекрытия каменной ватой, толщина слоя которой зависит от средней температуры в регионе застройки. Перекрытие, отделяющее основную часть дома от чердака, зашивается пароизоляционной мембраной со стороны жилого помещения. В пространства между балками укладывается теплоизоляционный материал, который накрывают сверху ветрозащитными плитами.

При устройстве перекрытия между подвальным помещением и жилыми комнатами, черновой пол застилается утеплителем, сверху укладывается пароизоляционный материал и далее производиться монтаж дощатого настила.

Подобрав деревянный брус в соответствии с техническими расчетами, и придерживаясь несложных правил, возвести деревянное перекрытие будет несложно.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытия бывают следующих типов:

  1. Подвальное/цокольное. Основное требование к такому перекрытию – прочность. Для решения этой задачи используются балки мощного сечения, а надёжная теплоизоляция обеспечивается современными утеплителями. Кроме этого, в теплоизоляционном пироге используются отражающие материалы с фольгированным покрытием, паробарьеры и гидроизоляционная подложка.
  2. Межэтажное – более простое по своей конструкции перекрытие. Основное требование – обеспечение хорошей звукоизоляции, что достигается укладкой между лагами волокнистого материала. Такая же конструкция используется в случае, когда на чердаке оборудуется отапливаемая мансарда.
  3. Чердачное. Оборудуется, если чердак остаётся неотапливаемым. Особых нагрузок конструкция не испытывает, поэтому особое внимание уделяется теплоизоляции. Чтобы влага не конденсировалась в толще утеплителя, используется пароизоляционная плёнка (мембрана).

Обратите внимание! Чердачное перекрытие оборудуется при возведении скатной кровли. Если кровля согласно проекту плоская, роль перекрытия выполняет бетонная плита (только для каменных зданий).

Расчет балок перекрытия

Для того, чтобы сделать расчет межэтажного или чердачного перекрытия, нужно определить нагрузки, которые воздействуют на балки. Определить их бывает достаточно проблематично, поэтому берут усредненные данные. Общая нагрузка будет состоять из веса самого перекрытия и временных нагрузок т.е. нагрузок от людей, мебели, различной техники и т.д.

В среднем, общую суммарную нагрузку по деревянным перекрытиям принимают равным 400 кг/м 2 .

Расчет балок перекрытия

Ниже, приведена таблица, по которой можно определить необходимое сечение балок перекрытия в зависимости от длины пролета и шага установки.

Например, при длине пролета 5,5 м и шаге установки 0,6 м, необходим брус толщиной 150 мм и высотой 200 мм. При этом нужно учитывать, что длина бруса будет больше т.к. он должен заходить в стену на 15 см. Таким образом длина будет 5,5м + 0,15м + 0,15м = 5,8 м

Особенности внутренней отделки из доски в каркасном доме

Здесь одинаково актуальны и доски, и деревянные панели, из них изготавливают карнизы, облицовку стен и потолка. При создании напольных покрытий применяется древесина с высокими прочностными характеристиками, устойчивая к истиранию, усиленная пропитками с влагозащитным, огнеупорным, противогрибковым воздействием.

Наиболее востребована продукция из лиственных пород, например, из ореха, дуба, тиса, клена, вишни, самшита. Для изготовления декоративных элементов и поверхностей берут на вооружение тонкие заготовки до 2,5 см толщиной, их лицевая поверхность должна быть плотной, качественно отшлифованной, лишенной искусственных и естественных дефектов. Все отделочные манипуляции организуются таким образом, чтобы сохранить и подчеркнуть естественную структуру древесины.