Основные аспекты расчета деревянных балок и перекрытий

Устройство перекрытия пола дома по деревянным балкам и лагам чаще всего производят в частных и малоэтажных жилых домах. Они состоят из несущей деревянной балки или лаги пола, меж балочного, лагового заполнителя (тепло-звукоизоляция) и верхнего финишного чистового слоя пола. Нижняя часть меж балочного и меж лагового заполнения перекрытия пола дома называется накатом (черные полы), на который укладывается тепло-звукоизоляция.

Виды полов

В зависимости от особенностей проекта здания существует два вида полов второго этажа по деревянным балкам.

СНиП от г. Полы. Толщина, покрытия полов, прослойка, стяжка и подстилающие слои полов (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

СНиП

Таблица. Виды полов второго этажа по деревянным балкам.

Тип пола Описание технических и эксплуатационных особенностей

Холодный

Такие полы в настоящее время почти не используются, а напрасно. Ниже мы рассмотрим варианты, когда ставить неутепленные полы целесообразно. По стоимости они самые дешевые, настилать их не составляет большого труда даже новичкам.

Утепленный

Сложная с инженерной точки зрения конструкция, состоит из нескольких слоев, каждый из которых оказывает заметное влияние на общие эксплуатационные показатели. По стоимости намного превосходит холодные, но позволяет существенно уменьшать тепловые потери. За счет этого дорогостоящая конструкция быстро окупается и начинает приносить прямую прибыль. Но это возможно лишь при одном условии – теплые полы настилаются в строгом соответствии с существующими строительными нормами и правилами. В противном случае они быстро теряют свои первоначальные свойства и требуют сложного и дорогостоящего ремонта.

Схема межэтажного перекрытия в деревянном доме

Виды полов
Виды полов

Как построить деревянный дом. Все документы

Фундамент деревянного дома

Гидроизоляция дома современными материалами Гидроизоляция фундамента дома из бревна «дедовским» способом Цоколь, забирка, отмостка Устройство подвала в доме из бревна Материалы и растворы для фундаментов и цоколей Свайные и плитные фундаменты Ленточные фундаменты под дом из бревна Фундаменты столбчатые: деревянные (стулья) и каменные Фундаменты столбчатые из ж/б столбов; технология ТИСЭ Подготовка участка под фундамент Расчет фундаментов деревянного дома

Стены деревянного дома

Общее представление о возведении стен из бревна Принцип рубки стен Рубка углов стен «в обло» или «в чашу» Рубка в «лапу» Стены из бруса Узлы соединений стен из бруса Брус профилированный и клееный Другие варианты угловых врубок Рубка оконных венцов Сруб из оцилиндрованных бревен Стены с вертикальными брусьями; из деревянных кирпичей Конопатные работы Укрепление длинных стен Постановка сруба на место Ремонт стен бревенчатых и брусчатых домов Перегородки в деревянном доме

Окна, двери, лестницы

Клееные конструкции окон Изготовление, установка оконных коробок Изготовление оконных переплетов Сборка окон на винтовых стяжках Изготовление простых щитовых дверей Изготовление филенчатых дверей Дверная коробка, обналичка дверей Крыльцо деревянного дома Терраса деревянного дома Веранда, балкон деревянного дома Основные требования по возведению лестниц Приемы сборки деревянных лестниц Сборка деревянной лестницы

Крыша, кровля

Расчет уклона крыши дома Варианты стропил Соединение стропил Расчет стропил; деревянные карнизы Требования к обрешетке Глиносоломенная (глинокамышовая) кровля Кровля из щепы Кровля из теса в деревянном доме Кровля из шифера (волнистых асбестоцементных листов) Требования к дымоходам

Инструменты, приемы работ

Основной плотницкий инструмент и подготовка его к работе Крепление, перерубка и отеска бревен; врубка в полдерева Разметка бруса; выборка четверти, пазов в бревнах Приемы наращивания, сращивания и соединения бревен Пиление, строгание, сверление Верстак; склеивание древесины

Ещё

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов Фанера, разные древесные плиты Обрезные пиломатериалы из 1м3 бревен; как распилить бревно Выбор бревна; как определить объем одного бревна Свойства древесины – что стоит учесть О древесине и ее породах в строительстве деревянного дома Как устроить теплоизоляцию деревянного дома Особенности участка: грунт и уровень грунтовых вод Какой дом комфортнее: большой или маленький Влияние климатической зоны и поры года на строительство дома Чем руководствоваться при планировке дома

Виды деревянных балок:

Брусовые

Наиболее встречаемый материал для изготовления балок пола дома. Высота у них 14 – 24 см, а толщина 5 – 16 см.

Из бревна

Самый дешёвый вариант. Бревно отлично справляется с дополнительной нагрузкой, но оно не гибкий материал. Для устройства перекрытий пола дома используют только те балки, которые сушились около года.

Досочные, лаги.

Лаги экономят средства и расход материалов для укладки перекрытия пола дома. Обладют низкой пожаробезопасностью. Также лаги обладют низкой звукоизоляцией и малым сроком службы. Используют их в основном для чердачных помещений. Те, кто всё – таки выбирают именно лаги для устройства перекрытия пола дома, используют такой метод для их усиления: скрепляют по длине две доски вместе. Для скрепления используют саморезы. Такая конструкция хорошо справляется с нагрузками.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см.

Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров.

Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата.

Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы.

Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета.

Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1.

Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели.

Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Смотрите также:

  • Конституционный суд разрешил садоводам и дачникам разводить домашнюю живность на своем участке
  • Правила укладки балок перекрытия
  • Дачную амнистию продлили на пять лет
  • Чем зелёные фрукты полезнее красных?
  • Правда ли, что с 1 января жителям частных домов запретят разжигать костры?
  • Условия и способы хранения зернопродуктов
  • Дачную амнистию продлят?
  • Крепежные детали для стропил

    Для сборки стропильной конструкции используют деревянные элементы и металлические изделия. К деревянным крепежам относятся: бруски; треугольники; нагели и т.д.

    Металлические крепежные детали – это гвозди, болты, стальные уголки, шурупы, шпильки, хомуты, скобы, специальные устройства для стропил, называемые салазками или ползунками и многое другое. Крепления для балок WB используют при монтаже несущих балок для деревянных конструкций при постройке домов из дерева. Его преимущество заключается в том, что не требуется врезка в балку, а крепление выполняется при помощи гвоздей, шурупов или анкерных болтов. Способы крепления стропил к мауэрлату Наиболее распространенным способом крепления стропил в нижней части считается их соединение с мауэрлатом (читайте: «Крепление мауэрлата — способы»). Несмотря на его популярность, выполнить качественно такую работу получится не у каждого строителя, а это не может не отразиться на прочности и надежности крыши. До того, как крепить стропила к балкам мауэрлата внизу стропильной ноги делается специальный вырез. Устанавливать без этого стропила нельзя, поскольку при малейшей нагрузке плоская грань бруса соскользнет с поверхности балки. Что касается выемки в мауэрлате, то делать ее или нет, зависит от материала его изготовления.

    Разновидности перекрытий: какие бывают?

    В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

    1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

    Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

    Разновидности перекрытий: какие бывают?
    1. Чердачное.
    2. Междуэтажное.

    Деревянные балки перекрытий бывают:

    • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
    • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

    Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

    Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

    • повышенной надежностью;
    • высоким запасом прочности;
    • длительным ресурсом эксплуатации;
    • увеличенной несущей способностью.

    Применяя металлоконструкции из стального профиля можно перекрывать пролеты увеличенных размеров, правильно подобрав номер используемого проката.

    [testimonial_view id=”19″]

    Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

    Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам
    • трудоемкость монтажных работ, связанная с повышенной массой металлоконструкций и необходимостью их транспортировки с помощью специальных устройств;
    • необходимость выполнения сложных инженерных расчетов, подтверждающих нагрузочную способность сооружаемых оснований на основе стальных профилей.

    К недостаткам также относится подверженность металла воздействию коррозионных процессов, уменьшающих прочность конструкций. Однако с помощью специальных покрытий можно надежно защитить металл, и обеспечить долговечность металлоконструкций на протяжении всего периода эксплуатации здания.

    Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

    Расчет несущей способности

    Как рассчитать деревянные балки перекрытий при известных пролете и шаге?

    Общая информация

    Максимальный пролет нами уже упоминался: он ограничен длиной поставляемого бруса. Однако оптимальным значением пролета для деревянных несущих конструкций считаются 2,5 – 4 метра. Среди прочего, меньший пролет позволяет обойтись брусом меньшего сечения, что удешевляет конструкцию перекрытия.

    Расчет несущей способности

    Оптимально использование в качестве балок бруса с прямоугольной формой сечения. Его высота должна относиться к ширине как 1,4:1. В этом случае мы получаем максимальную несущую способность при опять-таки минимальных расходах.

    Однако: реальные сечения деревянного бруса заставляют несколько отклоняться от оптимальной пропорции размеров.

    Балка должна опираться на стену как минимум 12 сантиметрами свой длины от края.

    Опирающийся на стену край гидроизолируется со всех сторон, кроме торца. При заделке торца непроницаемым для влаги материалом торцы рано или поздно загниют из-за отсутствия естественной сушки.

    Концы балок обернуты рубероидом. Он предотвратит увлажнение древесины при контакте с материалом стен.

    Расчет несущей способности

    При расчете межэтажных перекрытий обычно используют расчетное значение полной нагрузки (собственный вес перекрытия и эксплуатационная нагрузка) в 400 кгс/м2. Однако для неэксплуатируемых чердаков это значение может быть уменьшено.

    Холодный чердак нетребователен к прочности перекрытия.

    Таблицы сечений

    Начнем с подбора сечения прямоугольного бруса для нагрузки 400 кгс/м2 при разных значениях пролета и шага между балками.

    При сооружении чердачного перекрытия под неэксплуатируемым чердаком расчетная нагрузка может лежать в пределах 150 – 350 кгс/м2. При шаге между балками в один метр их сечения в сантиметрах должны быть следующими:

    Расчет несущей способности

    Еще одна таблица содержит минимальные диаметры круглых балок (оцилиндрованного бревна) при нагрузке 400 кгс/м2 и шаге 1 метр.

    Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

    Классическая стропильная система опирается на мауэрлат, который передает нагрузку на стены. Однако в некоторых случаях возникает необходимость передать нагрузку на балки перекрытия. Если вы собираетесь монтировать крышу самостоятельно, рекомендую разобраться, как осуществляется крепление стропил к балкам перекрытия и для чего вообще выполняется такой способ монтажа.

    Крепление стропил к балкам перекрытия — нюансы опирания стропильной системы

    Стропильные ноги можно уложить не только на балки, но и мауэрлат

    Удлинение составными стропилинами

    Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.

    Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.

    Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:

    Удлинение составными стропилинами
    • Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
    • Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
    • Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.

    Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.

    Расчёт деревянного перекрытия

    Монтаж деревянных перекрытий выполняется балками с соотношением сторон 7:5. Размеры подбираются в зависимости от их длины и предполагаемых нагрузок. Минимально допустимый прогиб должен составлять до 1/300 на всю длину. Иногда в целях снижения прогиба допускается применение строительного подъёма, когда производится монтаж изогнутой балки либо сращивание двух балок под определённым углом. Толщина подбирается такой, чтобы она составляла более 1/24 от длины. При этом можно сращивать доски одной породы древесины до расчётных размеров сечения с креплением на саморезы через каждые 20 см с их расположением в шахматном порядке.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Длина балок должна быть больше расстояния между стенами минимум на 30 см, чтобы с каждой стороны она входила в стену по 15 см. Данные для выбора параметров балки приведены в таблице 1.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Таблица 1. Распределение нагрузки между балками в зависимости от расстояния между ними и ширины пролётов.

    Расчёт деревянного перекрытия
    Расчёт деревянного перекрытия

    Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

    В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

    Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

    • Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
    • Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
    • На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
    • Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
    • Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

    Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

    Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий
    • Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
    • Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
    • Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

    К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

    Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

    Читайте также:  Баня из опилкобетона своими руками видео