Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

При расширении существующих или устройстве новых проемов в несущих стенах, проект перепланировки квартиры может содержать различные способы металлоусиления. Здесь мы рассмотрим такой распространенный вариант, как усиление швеллером.

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м. Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка . Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

Виды перекрытий

По назначению перекрытия можно разделить на:

  • цокольные – отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
  • межэтажные – направлены на разделение между собой этажей здания
  • чердачные. Первые . Из названия второго вида следует, что они . Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:

  • Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
  • Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.

Виды перекрытий

По назначению перекрытия можно разделить на:

  • цокольные – отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
  • межэтажные – направлены на разделение между собой этажей здания
  • чердачные. Первые . Из названия второго вида следует, что они . Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:

  • Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
  • Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.

На какие параметры обращать внимание при расчетах

Каждая двутавровая балка перекрытия может выдерживать определенную максимальную нагрузку. Во время проектирования специально предусматривается дополнительный запас прочности в пределах 40–50% — это позволяет полностью исключать вероятность появления аварийных ситуаций из-за грубых нарушений технологии строительства. Какие исходные данные нужны для расчетов?

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
  1. Максимальные значения нагрузки на перекрытие. Определяется нагрузка на одну балку, составляется эпюра усилий и на основании полученных данных по таблицам подбирается сечение.
  2. Длина пролета перекрытия. При расчетах этот параметр нужно увеличить и предусмотреть площадки для упора двутавровых балок.

    Расчет шага балок в зависимости от длины пролета

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Шаг двутавров принимается стандартным 60 см и согласуется с размерами утеплителей из минеральной ваты. Из специальной таблицы архитекторы для расчетов используют осевой и статический момент инерции, для определения расстояния между балками учитывается радиус инерции. Прогиб вычисляется исходя из нормативной и расчетной нагрузки, длины перекрытия и расчетного сопротивления. При этом соблюдается обязательное условие, что прогиб деревянной двутавровой балки перекрытия не может превышать 1/250 ее длины.

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Расчет прогиба балок

На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах
На какие параметры обращать внимание при расчетах

Деревянные перекрытия

Использование деревянных балок перекрытия

Балки, сделанные из хвойных пород дерева, являются основной деталью деревянного перекрытия. Оно состоит из самих балок, пола, наката и утеплителя. Если толщина досок пола не больше 30 мм, то промежуток между балками не должен превышать 50 см.

Обратите внимание! Деревянные балки перед монтажом надо обработать антисептиком, а концы, которые будут укладываться на стену, завернуть в несколько слоев рубероида. Торец балки оставляете открытым, чтобы дерево могло дышать.

Анкерными болтами закрепляете деревянные балки. На их боковые грани крепите черепные бруски. Делайте накат из досок или щитов, которые крепите саморезами к черепным брускам. По установленному накату делаете потолок.

Затем укладываете изоляцию, чаще всего для этого используют минеральную вату, пенопласт.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам: устройство, расчет, размер балки

Одним из самых важных конструктивных элементов любого загородного дома являются межэтажные перекрытия. Обустраиваться они могут по разным методикам. В любом случае технологии сборки таких конструкций соблюдать следует неукоснительно. От этого зависит не только удобство проживающих в доме людей, но и их безопасность. Ниже в статье разберемся с тем, какие существуют проекты перекрытия второго этажа по деревянным балкам и каким образом собираются подобные конструкции. Основные способы обустройства перекрытий

Иногда в загородных домах устанавливаются монолитные перекрытия. Монтируются они из готовых железобетонных плит. Такие конструкции отличаются высокой степенью надежности и долгим сроком службы. Но при этом сборка их обходится довольно-таки дорого. Ведь весят такие плиты много. А поэтому поднимать их на стены приходится с использованием автокрана.

Существует и еще один тип перекрытия на второй этаж – заливное. Такая конструкция изготавливается из бетонной смеси в опалубке, собранной на стойках. Это также довольно-таки надежный тип перекрытия. Собрать его можно в том числе и своими руками. Однако технология его изготовления все же очень сложна. Ошибок при заливке монолитной плиты допускать нельзя.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам служит меньше плитного или заливного, но при этом оно полностью лишено их недостатков. Технология сборки такой конструкции предельно проста. При этом обходится такой вид перекрытий недорого. Обустраиваются эти конструкции, как уже можно судить по названию, на брусчатых или бревенчатых балках. Собирать их допускается как в кирпичных или блочных домах, так и в рубленых либо щитовых. Именно такие перекрытия монтируются в загородных зданиях чаще всего. Основные конструктивные элементы

Собрать межэтажное перекрытие по деревянным балкам самостоятельно совершенно несложно. Основными элементами его конструкции являются:

  • Собственно сами балки. Изготавливаются они чаще всего из бревна или бруса.
  • Обшивка. Для сборки этого элемента обычно используется обрезная доска толщиной не менее 3 см.
  • Пароизолятор. Такая пленка необходима для того чтобы влажный воздух с первого этажа не проникал на второй. Использование такой пленки значительно продлевает срок службы такой конструкции, как перекрытие второго этажа из бруса.

В конструкцию чердачного перекрытия обычно включается и еще один элемент – утеплитель. В этом случае между балками устанавливают плиты минеральной ваты и пенополистирола. В некоторых случаях может использоваться также полиуретан.

В конструкцию перекрытия второго этажа теплоизолятор иногда не включается. Но чаще всего его все же используют. В данном случае он играет роль звукоизолятора. В качестве шумопоглатителя в перекрытии на второй этаж чаще всего применяют минеральную вату. Этот материал, во-первых, не горит, а во-вторых, выделяет меньше вредных веществ, что для жилых помещений немаловажно.

Таблицы расчета перекрытий

Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»). На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).

Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е. в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».

Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.

Примечания:

  • Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
  • Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
  • Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
  • Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
  • Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.

Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия

Таблицы расчета перекрытий

Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,3 0,4 0,5 0,6
240 Балка GreenLum-240W 4,95 4,50 4,16 3,93
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,35 4,96 4,70
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,75 5,38
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 5,45 4,95 4,55 4,30
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,05 5,50 5,10 4,80
300 Балка GreenLum-300L 6,50 5,90 5,45 5,15
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 7,20 6,55 6,10 5,75
360 Балка GreenLum-360L 7,45 6,75 6,30 5,90
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 8,30 7,50 7,00 6,60
400 Балка GreenLum-400L 8,10 7,35 6,80 6,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 10,00 9,05 8,40 7,90
500 Балка GreenLum-500L 9,60 8,70 8,05 7,60
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 10,60 9,60 8,95 8,40
600 Балка GreenLum-600L 11,00 9,95 9,25 8,70
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 12,00 11,00 10,20 9,60

Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия

Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
240 Балка GreenLum-240W 5,65 5,52 4,95 4,68 4,50
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,80 5,80 5,60 5,35
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 6,20 5,80 5,45 5,15 4,95
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,90 6,45 6,05 5,75 5,50
300 Балка GreenLum-300L 7,40 6,90 6,50 6,15 5,90
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 8,25 7,70 7,20 6,90 6,60
360 Балка GreenLum-360L 8,50 7,90 7,50 7,10 6,80
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 9,45 8,80 8,30 7,90 7,55
400 Балка GreenLum-400L 9,25 8,60 8,10 7,70 7,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 11,40 10,60 10,00 9,50 9,05
500 Балка GreenLum-500L 11,00 10,15 9,55 9,10 8,65
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 12,15 11,30 10,60 10,05 9,65
600 Балка GreenLum-600L 12,50 11,65 11,00 10,40 9,95
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 13,30 12,90 12,15 11,55 11,05

Укладка перекрытий

Установку перекрытия по деревянным балкам начинают с выкладки каркаса. По торцам стен из досок выкладывают накат. Балки с заданным шагом размещают между длинными стенами помещения. После предварительной установки с помощью строительного шнура проверяют отклонение каждой балки относительно всех остальных. Затем с помощью ватерпаса определяют угол отклонения всей конструкции от горизонтали. При необходимости отдельные элементы настила выравнивают.

Проверяют длины опорных площадок: если балка цельная, выполнена из бруса или кругляка, она должна входить в стену на 150 мм; сборные дощатые балки заглубляются на 100 мм.

Каждую балку закрепляют в специальном кармане, сделанном предварительно в стене. Концы балок, соприкасающиеся со стеной, промазывают водоотталкивающем битумным составом и оборачивают несмачиваемой пленкой. Перед фиксацией торцы балок стесывают под углом 60о. Зазор между элементами перекрытия и вертикальной поверхностью стены утепляют.

Укладка перекрытий

В кирпичном доме треть балок, выбранных через равные промежутки, закрепляют анкерами. Крепление балок к деревянным стенам осуществляется в пазы, выдолбленные в продольном брусе. Концы балок обматывают рубероидом – для устранения скрипа перекрытий. Каждую балку закрепляют с помощью скоб или других жестких стальных элементов.

Межбалочное пространство обычно заполняют керамзитобетоном, саманом, базальтовым утеплителем. Для этого снизу делается накат: у нижних ребер балок набиваются черепные рейки, к которым крепятся дощатые накаты. Выполняют обшивку из двух слоев доски, скрепленной под углом друг к другу. Если перекрытие отделяет жилые помещения, межбалочное пространство заполняют звукоизолирующими составами. После монтажа необходимых наполнителей открытую часть перекрытия зашивают доской. Верхняя облицовка межэтажных перекрытий служит обычно полом для обитателей более высоких этажей.

Чердачное перекрытие конструктивно может быть выполнено как элемент стропильной системы. В этом случае особое внимание уделяют заполнению пустот теплоизоляционными материалами. Цокольное перекрытие является границей и барьером между теплом и холодом. По этой причине большое значение придают его гидроизоляции снизу.

Как усилить швеллер на прогиб

При строительстве ответственных объектов и конструкций применяют швеллера, которые обладают высокой прочностью и способны выдерживать существенные нагрузки, а также возникающие сдвиговые и осевые напряжения без потери несущих свойств. Однако могут наступать такие ситуации, когда здание было возведено с ошибками в расчётах предполагаемых нагрузок или они были изменены в ходе эксплуатации в результате чего был достигнут предел его прочности.

Это означает, что дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна, так как велика вероятность создания аварийной ситуации. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации без изменений условий нагружения будет выполнение усиления конструкции.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. (1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

Начнем с того, что такое перекрытие?

Перекрытие — это такая конструкция, которая разделяет по высоте смежные помещения.

Говоря простым языком, перекрытие — это конструкция для образование этажей, как для отделения жилого помещения от чердачного и подвального, так и для отделения жилых помещений. Отличают между собой междуэтажное, цокольное, подвальное и величина выдерживаемой нагрузки (ее определяет тип балок и расстояние между балками перекрытия), а также обшивка балок.

Арматурный каркас под монолитное междуэтажное перекрытие

Читайте также:  Стропильная система крыши с учетом нагрузок