Как крепить балки перекрытия в деревянном доме?

Надежное перекрытие в каркасном доме позволяет расширить архитектурные возможности при его проектировании. Выбирая определенного типа деревянные балки, можно выполнять строительство дома из каркаса с большими залами и панорамными окнами. «АртСтрой» обычно составляет индивидуальный проект жилья, если заказчику требуется безопорное перекрытие площадей значительных размеров. В предлагаемом видео руководитель компании Андрей Игнатов рассказывает об одном из таких объектов.

Перекрытия по деревянным балкам: виды и предъявляемые требования

Перекрытия по деревянным балкам отличаются:

  • назначением;
  • конструкцией;
  • материалом;
  • материалом межбалочного заполнения;
  • способами крепления и соединения.

По назначению такие перекрытия могут быть:

  • чердачными, разделяющие комнаты здания и нежилое чердачное пространство;
  • межэтажными, сооружаемыми между этажами дома;
  • цокольными, которые сооружаются при наличии в доме цокольного этажа или подвала.

По конструкции деревянные перекрытия могут быть:

  • одно- или двухслойные (два независимых ряда – для получения максимальной звукоизоляции);
  • с открытыми балками и со скрытыми;
  • утепленные или неутепленные;
  • с разными видами межбалочного заполнения  (щиты, накат из досок по черепным брускам или же сверху по балкам и др.);
  • с разными видами подшивки.

Деревянные балки, которые являются основой данного вида перекрытий, могут быть изготовлены из:

  • обрезных досок, толщиной 38-50 мм;
  • обычного бруса, толщиной 75-175 мм;
  • бревен;
  • клееного бруса;
  • двутавровых деревянных клееных балок.

По материалу межбалочного заполнения такие перекрытия могут быть :

  • с накатом из досок;
  • с накатом из щитов;
  • с накатом из ребристых или пустотелых легкобетонных блоков;
  • с комбинированным заполнением из деревянных брусков и самана;
  • с заполнением из деревянных брусков и керамзитобетона (песок+цемент+известь+керамзит).

Кроме этого, межбалочное заполнение таких перекрытий может включать различные виды и толщину утеплителя, а также различный паро- и гидроизоляционный материал.

Требования, предъявляемые к перекрытиям

Перекрытия по деревянным балкам, как и другие виды перекрытий дома, должны быть:

  • прочными;
  • жесткими;
  • обеспечивающими тепло- и шумоизоляцию.

Прочность их должна быть  достаточной, чтобы справляться с действующими на них нагрузками, величиной не менее 200 кг/м2, включая собственный их вес. Для этого необходимо правильно рассчитать и подобрать длину, сечение и шаг укладки балок в каждом конкретном случае. Жесткость таких перекрытий должна быть такой, чтобы они не прогибались и не колебались под действием все тех же нагрузок. Допустимый прогиб деревянных перекрытий: для чердачных – 1/200 длины пролета, а для межэтажных и цокольных – 1/250. Теплоизоляционные способности перекрытий должны быть такими, чтобы обеспечивать комфортную температуру в жилых помещениях в любое время года. То же относится и к их способностям защищать от шума. Как правило, оба эти требования, выполняются при помощи включения в состав перекрытия по деревянным балкам утеплителя (минеральной ваты или другого вида).

Перекрытия в каркасном доме и способы их усиления

Деревянное перекрытие каркасного дома сооружается из балок, способных принять и равномерно распределить по всем опорам нагрузку от вышележащего этажа и кровли. Правильное расположение балок относительно прочих элементов каркаса и грамотный расчет их габаритов гарантируют прочность всей конструкции.

Двухэтажный и одноэтажный каркасный дом имеют перекрытия, которые отличаются только балками, способными выдерживать разные нагрузки.

Вариант конструкции усиленного перекрытия

Виды конструкций и расчет нагрузки на них

В соответствии с назначением перекрытия бывают:

  • Цокольными.
  • Межэтажными.
  • Чердачными.

Цокольные и чердачные конструкции, на которые будут действовать перепады температуры, требуют усиленной теплозащиты. А межэтажное перекрытие в каркасном доме конструктивно состоит из следующих обязательных элементов:

  • Балки.
  • Подшивка.
  • Изоляция.
  • Накат.
  • Пол.

Во время проектирования с заказчиком обсуждается, каким должно быть перекрытие в каркасном доме, пирог его может быть и более «слоистым».

Многослойный «пирог» межэтажного перекрытия

Сколько бы этажей не имели каркасные дома, при расчете нагрузок на перекрытия учитывается:

  • Вес самой разделяющей конструкции (пиломатериал, утеплитель, напольное покрытие и т.д.).
  • Постоянные и периодические эксплуатационные нагрузки (вес мебели, количество жильцов и возможных гостей и пр.)

Рассчитанные по СНиП , деревянные балки сооружаемых конструкций обязаны выдерживать следующие нагрузки:

  • Чердачные − 150 кг/м2.
  • Межэтажные − 350-400 кг/м2.

Если чердачное помещение будет использоваться для хранения материалов и вещей, то нагрузку для перекрытие верхнего этажа увеличивают до 250 кг/м2

Основные правила монтажа лаг

При самостоятельном монтаже лаг стоит неукоснительно следовать следующим правилам:

  • перед установкой лаг поверхность в обязательном порядке очищается и вскрывается грунтовкой;
  • все деревянные элементы конструкции пирога тщательно просушиваются и обрабатываются антисептическими противогрибковыми препаратами;
  • как звукоизолирующий материал можно применить песок либо ДВП;
  • регулируемые полы своими руками необходимо хорошо зафиксировать, а после воспользоваться строительным длинным уровнем, чтобы убедиться, что лаги установлены прямо горизонтально;
Читайте также:  Виды перекрытий. Требования к перекрытиям.

Основные правила монтажа лаг

Для контроля горизонтальности конструкции необходимо использовать уровень

  • ни в коем случае нельзя начинать монтаж пола, не проверив горизонтальность и ровность лаг;
  • доски пола крепятся на каждый без исключения лаг;
  • чтобы не испортить доску, прорези под крепления необходимо сделать заранее, при использовании саморезов отверстия делаются тонким сверлом.

Распространенные способы усиления деревянных балок

Диаметр бревен или сечение бруса для чердачного и межэтажного перекрытия выбирают с учетом нагрузок, приходящихся на квадратный метр площади пола или потолка в плане. При этом учитывается:

  • ширина пролета;
  • шаг деревянных балок.

В представленной ниже таблице можно увидеть оптимальные значения сечения бревен и пиломатериалов.

Укрепление чердачного перекрытия производится без изменения или с изменением условий работы балочной конструкции, с применением типовых или нестандартных решений. Выбор зависит от степени деформации древесины и конкретных требований по усилению прочностных характеристик прогонов и настила в целом. Наиболее распространенные варианты укрепления балок предусматривают использование:

  • деревянных накладок;
  • металлических пластин;
  • прутковых протезов;
  • углеволокна, называемого, также, углепластиком;
  • подпоров в виде столбов.

Деревянные накладки и металлические пластины могут устанавливаться как в пролетной части деревянных балок, так и в местах их стыков с опорной стеной. Усиливающие элементы фиксируются с обоих боков или снизу и сверху ремонтируемого прогона. При этом накладки крепко стягиваются посредством болтов, пропущенных сквозь балки. Деревянные детали предварительно обрабатывают противогрибковыми составами и антипиренами. Металлические пластины окрашивают или наносят на их поверхность специальные средства, препятствующие ржавлению материала. Кроме того, древесину от металла отделяют слоем гидроизоляции.

Для обеспечения надежности балочной конструкции, накладки рекомендуется устанавливать по всей длине прогона.

Торцевые усиливающие элементы монтируют на участках, опирающихся на стены. В этом случае подгнившие концы балки обрезают, а удаленные куски заменяют:

  • двойными деревянными накладками с установленными на уровне опорной части стены вкладышами, соответствующими толщине укрепляемой балки;
  • концевыми металлическими протезами, выполненными из швеллера;
  • металлическими полосами с хомутами;
  • арматурными стержнями, скрепленными швеллерной обвязкой.

Список можно продолжить еще несколькими способами, в том числе передвижными протезами, сдвоенными системами и т.д., но они относятся к более сложным вариантам укрепления балок. Торцевое усиление имеет свою характерную особенность. Она заключается в устройстве временного подпора ремонтируемой балки столбом. После окончания работ он демонтируется.

Прутковые протезы представляют собой систему, состоящую из металлических хомутов, наложенных в нескольких местах поврежденной балки, и соединительных элементов. Последние изготавливаются из прочного стального профиля или нескольких арматурных прутьев, переплетенных между собой по «правилу треугольника». В этом случае система остается стабильной, без каких-либо пространственных подвижек. Вариант монтажа прутковых протезов зависит от степени требуемого усиления балочного перекрытия.

Армирование углеволокном относится к современным способам укрепления деревянных балок. Композитный материал пока еще не имеет широкого распространения, но технология, несомненно, относится к передовым методам. С нижней стороны прогона укладывается усиливающая конструкцию арматура. Далее углепластик в несколько слоев наклеивается на частично укрепленную балку, образуя корытообразный хомут. Легкость углеволокна, удобство в работе и отсутствие в конструкции малоэстетичных накладок являются несомненными преимуществами современного материала.

В случае неисправимых деформаций, поврежденный участок балки лучше будет удалить во избежание бесполезных затрат.

Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

В случае неправильного подбора строительных материалов или ошибок в конструкции может возникнуть необходимость в усилении потолочных балок и защите их от провисания и прогибов. Я хотел бы поделиться опытом того, как подобная проблема возникла у меня, а главное, каким способом удалось ее ликвидировать.

При строительстве собственного дома в одной из комнат возникла необходимость в потолочных креплениях длиной 5 м. Для их возведения я воспользовался балками большей длины (7 м), так как из них одновременно можно будет сделать выпуск для крыши, защищающий стены и фундамент дома от подмывания снегом и дождем.

В этой статье я расскажу, как укрепить балки перекрытия металлическим уголком.

Усиление деревянных балок перекрытия: материалы и инструменты

  • Уголок металлический 75×75 мм
  • Металлическая полоса толщиной 5мм и шириной 75мм
  • Болты и гайки Ф12мм
  • Дрель, сверло Д12, гаечные ключи

В центре комнаты установил два швеллера высотой в 14 см, прикреплённых друг к другу плоской частью в виде двутавра. Далее купил 4 м балки сечением 70×100 мм (в чём и была моя ошибка, так как удобней было бы использовать балки с сечением 100×150 мм) и закрепил их в швеллере и на несущей стене.

После монтажа крыши (использовал подпорки для стропил, которые опирались на эти балки), появился небольшой прогиб балок. Чтобы избежать дельнейшей деформации, решил усилить их уголком размерами 75×75 мм с одной стороны балки, а с другой, закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75 мм.

Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

Для стягивания уголка и полосы к балке использовал болты Ф12 длиной 100 мм, которые крепил на расстоянии 400 мм друг от друга

Читайте также:  Применение переставной опалубки в монолитном строительстве

Вот таким образом усилил балки.

Если есть необходимость дополнительно укрепить балки с сечением 50×200 мм при ширине пролета 5 м, могу порекомендовать для усиления конструкции закрепить металлическую полосу толщиной 5 мм и шириной 75-80 мм по диагонали к центру с обеих сторон балки.

При этом сначала вдоль всей длины балки надо закрепить шнурок, и при помощи домкрата, посередине приподнять балку выше уровня шнурка и после крепить металлическую полосу.

Если в продаже не оказалось металлической полосы с нужными размерами, можно нарезать на гильотине полосы длиной 1,5 м, и сварить их между собой, получив необходимую длину.

В случае, если необходимо добавить дополнительные балки для усиления потолка в случаях его провисания и прогиба. Для этого необходимо подобрать балку соответствующего сечения, стянуть её уголком и прикрепим торцевой частью к стене.

Также возможно при помощи тарлена устранить провисание и прогиб балок, закрепив его на коньковой части крыши и самой балке. При таком креплении тарлена нагрузка будет перераспределяться на стропильную часть крыши. Однако этот метод применяется только в крайних случаях, если нет возможности добавить дополнительные балки.

Перекрытия по деревянным балкам

При строительстве дома, многие предпочитают вместо железобетонных межэтажных перекрытий, устраивать перекрытия по деревянным балкам или лагам.

Это вполне оправдано. Ведь деревянные перекрытия по лагам гораздо легче железобетонных, а при малой несущей способности грунта появляется возможность строить менее массивные фундаменты.

Немаловажным является и стоимость деревянного межэтажного перекрытия. Она в несколько раз дешевле железобетонного. Цена дерева значительно ниже, при этом нет необходимости в использовании подъёмных кранов, а балки перекрытия можно уложить самостоятельно.

Многие задаются вопросом «Как произвести расчет балок перекрытия?», «Какое сечение должно быть у балки?», «Через какое расстояние их устанавливать?»

В данной статье, мы попытаемся ответить на данные вопросы, а так же расскажем о том, как устроено деревянное перекрытие по балкам, как правильно они должны быть закреплены в стене и приведем таблицу, по которой вы с лёгкостью произведете расчет балок перекрытия.

Начнем с основного несущего элемента – балок перекрытия. Как правило, балка представляет из себя деревянный брус, высотой от 100 мм до 300 мм и толщиной 75-200 мм. Укладывается она с шагом от 60 до 100 см. Сечение бруса подбирается в каждом отдельном случае индивидуально и зависит от длины пролета и возможных нагрузок. Чуть ниже будет представлена таблица, для расчета деревянных балок перекрытия.

Кроме бруса, для деревянных балок перекрытия можно использовать сколоченные между собой доски, поставленные на ребро. Самым экономичным вариантом, будет использование в качестве балок бревен, обтесанных с трех сторон.

Крепление балок перекрытия к стене

В статье «Межэтажные перекрытия» мы рассказывали о том, каким образом железобетонные и деревянные перекрытия должны монтироваться в стену из газобетонных блоков.

В данной части рассмотрим, узел опирания деревянного бруса на кирпичные стены.

Как мы уже писали выше, длина опирания бруса на стены должна составлять минимум 15 см.

Прежде чем положить балку, ее необходимо подрезать с торца под углом 600, обработать весь брус антисептиком и обернуть концы в два слоя рубероид для предотвращения загнивания.

После чего, на стену стелиться рубероид, на который укладывается доска-подкладка. Она служит для распределения точечных нагрузок от балок на всю поверхность стены.

Перекрытия по деревянным балкам

На подкладку кладут балку перекрытия, приколачивают к ней анкер из стальной полосы, который в последствии заделывается в кирпичную кладку.

При установке деревянных балок нужно оставить температурный зазор не менее 3 см для компенсации линейного расширения древесины.

Если балки опираются на внутреннюю несущую стену, то конструкция аналогична предыдущей, с той лишь разницей, что балки перекрытия соединяются друг с другом при помощи металлической ленты. Более наглядно всю схему можно увидеть на рисунке.

Укладывать деревянные балки начинают с самых крайних. Сначала их выравнивают по уровню, а за тем по ним кладут остальные. Для выравнивания остальных балок по высоте, под их концы подкладывают обрезки досок.

Устройство пола по деревянным балкам

После укладки балок, можно приступить к настилу перекрытия. Существуют различные конструкции межэтажных перекрытий. Все они строятся по одному принципу.

Приведем только общее устройство для чердачного и перекрытия первого этажа. Перекрытия между первым и вторым этажами утеплять нет необходимости, потому что температура на этих этажах примерно одинакова.

Чердачное перекрытие делается по следующей схеме: на балки перекрытия снизу подшиваются пароизоляция, после которой набиваются доски, вагонка, плиты ОСБ или другое покрытие. Далее укладывается утеплитель нужной толщины.

В статье «Утепление крыши» мы рассматривали, как самостоятельно подсчитать необходимую толщину утеплителя для крыши. Для чердачного перекрытия расчет проводится таким же образом.

Далее на балки расстилается гидроизоляционная пленка. При желании, поверх нее можно настелить деревянное покрытие.

Утепление на первом этаже немного отличается. В данном случае пароизоляционная пленка располагается сверху, а гидроизоляция снизу. Более подробно об устройстве деревянного пола на лагах читайте в статье «Устройство деревянного пола»

Читайте также:  Монолитное перекрытие по профнастилу из бетона своими руками

В окончании статьи, предлагаем вам посмотреть видео из которого вы узнаете как простым способом сделать звукоизоляцию межэтажного перекрытия по деревянным балкам.

Как выявить нарушение конструкции

Часто дефекты неумышленно могут быть замаскированы различными окрасками, штукатурками, подвесными потолками, что не позволяет своевременно их обнаружить и приступить к работам по восстановлению и ремонту.

Следует обращать внимание на сколы и отслоения бетона плит в нижней части, также на трещины и отслоения стяжки или покрытия пола в верхней части. На обнажение и коррозию арматуры, на появление на поверхности бетона следов замачивания, а также различных высолов и выщелачиваний (потемнение или осветление локальных участков). Недопустимые прогибы и провисания перекрытия, трещины в центральной части конструкции и у опор в соответственно зонах действия так называемых «максимального момента» и «перерезывающих сил».

Причины ослабления несущих способностей перекрытия

Не только течение времени может быть виновно в том, что перекрытие провисает, появляются скрипы и вибрация. Есть ряд возможных причин этого явления:

  • использование при строительстве недостаточно прочных материалов – размеры доски или бруса меньше рекомендуемых, некондиционная древесина, пиломатериалы из «мертвого леса» и т. п.;
  • увеличение нагрузки на перекрытие пот отношению к расчетной из-за изменения назначения помещений, чердак превратился в мансарду – необходимо усилить балки;
  • применение при укладке перекрытия материалов естественной влажности – в этом случае по мере высыхания бруса или доски происходит его деформация и растрескивание;
  • протечки на крыше – попадающая на плоскость перекрытий влага постепенно разрушает древесину, да еще и «открывает ворота» бактериальной флоре, плесени, грибку;
  • повреждение массива балки при монтаже или хранении;
  • некомпетентность строителей.

Также на древесину пагубно влияют любые перепады влажности и температур, отсутствие специальной антисептической обработки, попадание агрессивных химических сред и поражение насекомыми. Иногда колония муравьев может уничтожить несущие элементы перекрытия менее, чем за один летний сезон.

Совет для тех, кто только начал строиться: не допускайте перечисленных выше явлений чтобы не ремонтировать балки перекрытия досрочно. Но если неприятность уже произошла, придет провести работы по устранению последствий и укреплению перекрытия и его несущих элементов.

Чтобы определить состояние несущих балок, необходимо рассчитать предельно допустимый прогиб элемента. Норма – 1/300 часть от длины балки. То есть, при длине 3 метра прогиб в центральной части не должен превышать 10-12 мм. Если значение больше – требуется ремонт – усиление и укреплении несущего компонента перекрытия.

Особенности создания проекта крыши

Ошибки при создании стропильной системы могут привести к обрушению крыши и к образованию протечек. На стадии проектирования важно правильно заложить угол наклоны крыши, чтобы она выдержала нагрузку от снега и других осадков. Кроме того, вам нужно учесть расстояние между элементами, чтобы крыша имела оптимальный вес.

При подготовке проекта обратите внимание на следующие моменты:

  • форма крыши;
  • используемый материал для кровли;
  • места расположения внутренних опор;
  • стропильная система;
  • под каким углом будет расположен скат крыши;
  • расстояние между стенами.

От этих моментов будет зависеть внешний вид будущей крыши. Использование такого конструктивного элемента, как мауэрлат, зависит от материала стен дома и расстояния между ними. Если оно менее шести метров, то эту балку можно не прокладывать.

Расчет на изгиб швеллера для перекрытий

Как рассчитать и выбрать размер швеллера – на странице “Моменты сопротивления швеллера по ГОСТ”

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р = 2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

  • qн = 540∙р = 540∙2 = 1080 кг/м = 10,8 кН
  • qр = 540∙р = 624∙2 = 1248 кг/м = 12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

  • Мн = qн∙L2/8 = 10,8∙6,22/8 = 51,9 кН∙м
  • Мр = qр∙L2/8 = 12,48∙6,22/8 = 60 кН∙м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

Ry = 240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное γ = 1 – коэффициент условий работы

Тогда Wтр = 60/(1∙240)∙1000 = 250 см3