Варианты перекрытия для разных помещений
В зависимости от типа помещения деревянные перекрытия могут иметь разное строение. Всего возможно три варианта:
- для цокольных перекрытий, где характерна разность температур и повышенная влажность, требуется применение пароизоляции, повышенного слоя теплоизоляции и специальной отражающей плёнки или фольги;
- для межэтажных перекрытий, которым свойственна более простая структура, в связи с равномерным температурным режимом и стабильным уровнем влажности обязательно необходима шумоизоляция;
- для чердачных перекрытий, если они не отапливаются, используется такое же наполнение, как и для цокольных, с тем отличием, что расположение изоляторов происходит в обратном порядке из-за направления действия холода.
Более подробно о строении разных перекрытий будет написано ниже.
Расчеты максимального прогиба
Для рассматриваемого случая с равномерно распределенной нагрузкой максимальный прогиб рассчитывается по формуле:
f=-5*q*l^4/384*E*J.
В этой формуле величина Е — это модуль упругости материала. Для древесины Е=100 000 кгс/м².
Подставляя полученные ранее величины, получаем, что максимальный прогиб деревянной балки сечением 0,15х0,2 м и длиной 4 м будет равен 0,83 см.
Если принять расчетную схему с сосредоточенной нагрузкой, то формула для подсчета прогиба будет другая:
f=-F*l^3/48*E*J, где:
F — сила давления на брус, например, вес печи или другого тяжелого оборудования.
Модуль упругости Е для разных видов древесины различен, эта характеристика зависит не только от породы дерева, но и от вида бруса — цельные балки, клееный брус или оцилиндрованное бревно имеют различные модули упругости.
Подобные вычисления могут производиться с различными целями. Если вам нужно просто узнать, в каких пределах будут находиться деформации элементов конструкции, то после определения стрелки прогиба дело можно считать завершенным. Но если вас интересует, насколько полученные результаты соответствуют строительным нормам, то необходимо выполнить сравнение полученных результатов с цифрами, приведенными в соответствующих нормативных документах.
Балка является основным элементом несущей конструкции сооружения.
При строительстве важно провести расчет прогиба балки. В реальном строительстве на данный элемент действует сила ветра, нагружение и вибрации
Однако при выполнении расчетов принято принимать во внимание только поперечную нагрузку или проведенную нагрузку, которая эквивалентна поперечной
При расчете балка воспринимается как жесткозакрепленный стержень, который устанавливается на двух опорах.
Если она устанавливается на трех и более опорах, расчет ее прогиба является более сложным, и провести его самостоятельно практически невозможно.Основное нагружение рассчитывается как сумма сил, которые действуют в направлении перпендикулярного сечения конструкции. Расчетная схема требуется для определения максимальной деформации, которая не должна быть выше предельных значений. Это позволит определить оптимальный материал необходимого размера, сечения, гибкости и других показателей.
Подробности
Применение цельного бруса и досок
В случае использования деревянного цельного бруса или досок для обустройства перекрытия длину пролета стоит выбрать в пределах от 4 до 6 метров, что в 2 раза меньше от максимальной дистанции при применении конструкций из клееного бруса для строительства. Элементы из зафиксированных между собой досок довольно часто делают прямиком на строительном объекте.
Клееный брус
Для того, чтобы увеличивать прочность или размер цельных балок, их стоит скреплять между собой вручную при установке перекрытий. Для тех же целей используют сделанный на предприятии клееный брус. Он сделан из нескольких скрепленных между собой брусков. Толщина каждого из элементов может быть отрегулирована числом склеенных между собой изделий. Клееный брус делают на специальных заводах способом прессования, причем его длина достигает до 12 метров. Изделия в готовом виде сохраняют свойства и характеристики цельного пиломатериала, в них можно вбить гвозди без утраты прочность или разрезать их на составляющие нужных размеров. Единственным минусом таких типов конструкций считается высокая цена. Требуется тщательно все просчитать перед монтажом перекрытий на первом этаже по балкам из древесины.
Как своими руками сделать клееный элемент
Есть несколько вариация для самостоятельного изготовления клееного бруса:
- Скрепление ламелей с применением специализированных элементов, а еще вставок из металла.
- Склеивание пары деталей в виде буквы Z.
- Скрепление 3 элементов в единую конструкцию.
После этого стоит нанести клей тонким слоем (в 0.1-0.2 см) на зачищенные и заранее обработанные поверхности. Нижнюю и верхнюю доски стоит укладывают на центральный брус так, чтобы они были расположены в единой плоскости. Для фиксирования элементов применяют струбцины, которые монтируют на балке спустя каждые 0.5 метров. Время отвердевания клеевого состава прописано производителем (как правило, не более 2 дней).
Расчёт перекрытий из деревянного бруса
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.
Алгоритм расчета деревянной балки, используемый в данном калькуляторе
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.
Типы и виды деревянных перекрытий
По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:
С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.
Подвальное
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.
Чердачное
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.
Междуэтажное
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.
Как определить шаг и сечение балок перекрытия
Теперь, когда нам известна их длина и расчетная нагрузка, следует выполнить расчет шага балок перекрытия и их сечение. Для этого руководствуемся такими правилами:
- соотношение высоты конструкции по отношению к ее ширине составляет 1,4 к1. Ширина деревянных балок перекрытия, размер которых непосредственно зависит от этих параметров, составляет от 40 до 200 мм. А высота и толщина деревянных балок зависит от толщины утеплителя и составляет от 100 до 300 мм;
- шаг укладки составляет от 300 до 1200 мм, при этом следует учитывать размеры листов утеплителя, а также материал, используемый для подшивки. Если вы планируете устанавливать каркасное строение, то шаг балок должен соответствовать расстоянию между каркасными стойками;
- допускается изгиб в размере 1/200 для чердачных перекрытий и 1/350 для межэтажных соответственно;
- расчет сечения производится при помощи специальных калькуляторов и справочных материалов.
- Если расчетная нагрузка составляет 400 кг на метр, то соотношение между шириной пролета, шагом и сечением должно составлять не менее 75 на 100 мм при условии шага в 0,6 мм, ширина пролета в 2 мм. Расстояния увеличиваются в зависимости от того, насколько большим будет сечение.
Технология перекрытия пола по деревянным балкам
Максимальная несущая нагрузка на пол в жилых помещениях составляет около 400 кг на 1 м 2. На основании данной величины закупаются брусья соответствующего сечения.
Таблица сечений для пола
В хозяйственных постройках, банях, гаражах и прочих нежилых помещениях нагрузка варьируется от 100 до 300 кг. на м 2. На основании этих показателей подбирают балки с меньшим сечением (см. Табл. 1 и 2).
Стоит отметить, что каждая балка должна иметь припуск в 30 см к основной длине. Это необходимо для монтажа бруса в стену. Так, например, для пролетов в 3 метра используются балки длиной в 3.3 метра.
Технология монтажа балок имеет ряд особенностей, среди которых выделяют следующие:
- Шаг зависит от типа строения. В деревянных постройках брусья укладывают параллельно друг другу на расстоянии в 1 метр, в каркасных домах – на расстоянии в 50 — 60 см;
- Высота балки не должна быть менее 1/24 от ее длины. Меньшие показатели снижают прочность конструкции;
- Оптимальная ширина бруса равна его высоте, либо половине высоты.
- Расстояние от ближайших балок до печи должно превышать 30 см.
Подвальные перекрытия монтируются по принципу «пирога». Несущая конструкция состоит из следующих слоев:
- черновой пол;
- гидроизоляция;
- утеплитель;
- несущие балки;
- лаги;
- половые доски.
Конструкция половых перекрытий по деревянным балкам
Технологии обустройства пола отличаются только по типу крепления балок. При установке половых балок применяют навесной и заглубленный способы крепежа. В первом случае на противоположные стены на равном расстоянии друг от друга монтируются металлические навесы – опоры бруса. После того, как все опоры будут расставлены, в них защелкиваются половые балки. Данный тип крепежа подходит для помещений с ленточным фундаментом, кирпичной кладкой, а также в газобетонных конструкциях.. Навес обеспечит брусу максимальную фиксацию в паз.
Крепление балок в металлические навесы
При заглубленных способах крепления в основании стен прорубается отверстие для балок. Перед монтажом бруса данное углубление прокладывается паклей. При этом концы балок могут быть обработаны по типу замка. Так, например, шип и отверстие часто стачивают до трапециевидной формы и крепят по принципу «ласточкиного хвоста».
Крепление бруса по системе «ласточкин хвост».
Данный способ считается наиболее сложным и эффективным.
Технология монтажа подвального перекрытия состоит из нескольких этапов:
- Разметка и сооружение гнезд. С помощью строительного уровня и мерочной ленты по первой балке (порядовке) от фундамента выставляется шаг балок. После этого на отметках бурятся, либо прорубаются гнезда с сечением на 5-6 см больше балочного и глубиной от 10 до 15 см. Гнезда прокладываются утеплителем.
- Установка бруса. Бревна монтируются в углубления. Первая и последняя балка плотно прилегают к смежной стене. Щели между гнездом и балками конопатят паклей, либо другим утеплителем. При необходимости на брусья и стену крепят фиксирующие навесы. В случаях, когда гнезда пробурить невозможно, перекрытия устанавливают только на навесы (кирпичная кладка), либо крепятся с помощью боковых реек (деревянные стены).
- Стяжка пола. На балки выстилают доски. Торец первой доски плотно прижимают к смежной стене. Гвозди вбиваются под углом в 45 градусов. Торец второй доски прижимают к торцу первой и крепят к балкам по той же технологии. В зависимости от длины пролета на 1 доску может уходить от 4 до 10 гвоздей. Для полов в жилых помещения оптимальны доска-пятерка и гвозди №12.
После монтажа подвального перекрытия на черновой пол выстилают облицовочный материал: ДВП, ламинат, линолеум и прочие.
Расчет несущих балок
Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07–85 (СП 20.13330.2011).
Расчет нагрузок
Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.
1. Собственная удельная масса перекрытия
Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.
Таблица 2
| Наименование материала | Плотность или насыпная плотность, кг/м 3 |
| Асбоцементный лист | 750 |
| Базальтовая вата (минеральная) | 50–200 (от степени уплотнения) |
| Берёза | 620–650 |
| Бетон | 2400 |
| Битум | 1400 |
| Гипсокартон | 500–800 |
| Глина | 1500 |
| ДСП | 1000 |
| Дуб | 655–810 |
| Ель | 420–450 |
| Железобетон | 2500 |
| Керамзит | 200–1000 (от коэффициента вспенивания) |
| Керамзитобетон | 1800 |
| Кирпич полнотелый | 1800 |
| Линолеум | 1600 |
| Опилки | 70–270 (от фракции, породы дерева и влажности) |
| Паркет, 17 мм, дуб | 22 кг/м 2 |
| Паркет, 20 мм, щитовой | 14 кг/м 2 |
| Пенобетон | 300–1000 |
| Пенопласт | 60 |
| Плитка керамическая | 18 кг/м 2 |
| Рубероид | 600 |
| Сетка проволочная | 1,9–2,35 кг/м 2 |
| Сосна | 480–520 |
| Сталь углеродистая | 7850 |
| Стекло | 2500 |
| Стекловата | 350–400 |
| Фанера клееная | 600 |
| Шлакоблок | 400–600 |
| Штукатурка | 350–800 (от состава) |
Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.
К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .
2. Переменная нагрузка
Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .
3. Суммарная нагрузка
Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:
- 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
- 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .
4. Пример расчета
В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.
1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм
Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2 ) приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Материал | Объем, м 3 | Плотность, кг/м 3 | Масса, кг | Удельная нагрузка, кг/м 2 |
| Брус (сосна) | 9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455 | 500 | 222,75 | 14,85 |
| Доска (сосна) | 15 х 0,04 = 0,6 | 500 | 300 | 20,0 |
| Фанера | 15 х 0,01 = 0,15 | 600 | 90 | 6,0 |
| Линолеум | 15 х 0,005 = 0,075 | 1600 | 120 | 8,0 |
| Минвата | 15 х 0,12-0,405 = 1,395 | 100 | 139,5 | 9,3 |
| Итого: | 58,15 | |||
| С учетом k = 1,2 | 70 |
Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м 2 .
Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м 2 .
Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).
Расчёт допустимого прогиба
Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.
Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:
h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
- qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
- L — длина балки, L = 330 см;
- Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
- J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .
Для нашего примера:
h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см
Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.
В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:
Оценка статьи:
Сохранить себе в:
Расчет чердачного перекрытия по деревянным балкам Ссылка на основную публикацию
Выбор материалов, расчет конструкции
Типы балок для перекрытий
Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:
- доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
- двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
- LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
- комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
- четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
- двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
- оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.
При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.
Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:
- межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
- чердачное перекрытие;
- подвальное перекрытие.
После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:
- потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
- длина пролета (ДП);
- шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).
Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.
| ПН
ДП |
150 | 250 | 350 | 450 |
| 2 м | 50×100 | 50×100 | 50×100 | 50×120
100×100 |
| 2.5 м | 50×100 | 50×120
100×100 |
50×130
100×120 |
100×100 |
| 3 м | 50×120 | 50×140 | 50×160 | 100×120 |
| 3.5 м | 50×140
100×100 |
50×160
100×130 |
50×180
100×150 |
100×160 |
| 4 м | 50×160
100×130 |
50×180
100×150 |
100×160
120×150 |
100×180
150×160 |
| 4.5 м | 50×180
100×140 |
100×160
130×150 |
100×180
150×160 |
100×200
150×180 |
| 5 м | 100×160 | 100×190
150×170 |
100×210
150×190 |
100×190
150×170 |
| 5.5 м | 100×180 | 100×190
150×160 |
100×200
150×180 |
100×220
150×200 |
| 6 м | 100×200 | 100×200
150×180 |
100×250
150×220 |
100×220
150×200 |
Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра
| ПН
ДП |
150 | 250 | 350 |
| 2 м | 100×100 | 100×110 | 100×120 |
| 2.5 м | 100×110 | 100×120 | 100×130 |
| 3 м | 100×120 | 100×130 | 100×150 |
| 3.5 м | 100×140 | 100×160 | 100×180
100×160 |
| 4 м | 100×160 | 100×190
150×150 |
100×200
120×180 |
| 4.5 м | 100×180
150×160 |
100×200
150×180 |
100×220
150×190 |
| 5 м | 100×190
150×170 |
100×210
150×190 |
100×230
150×200 |
| 5.5 м | 100×200
150×170 |
100×220
150×200 |
100×240
150×210 |
| 6 м | 100×220
150×200 |
120×230
150×210 |
120×250 150×230 |
Табл. 2 — Сечение балок при шаге в 1 метр.
Расчет количества балок для перекрытия производится по следующей формуле:
КБ = ДП/Ш, где:
- КБ – количество балок установленного сечения;
- ДП – длина пролета;
- Ш – шаг.
Общее число балок зависит от количества пролетов.
Виды креплений и соединений деревянных балок
В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:
- в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
- на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
- в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
- к брусу верхней обвязки каркасного дома;
- к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.
Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.
Устройство
По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:
- цокольные,
- межэтажные,
- чердачные.
Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:
- балки,
- подшивное перекрытие,
- изоляционные слои,
- накат,
Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.
Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.
При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.
В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:
- крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
- следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
- крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
- между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.
Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.
Разновидности деревянных перекрытий
Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.
Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:
- доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
- пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.
В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.
Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.
В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.
Эти примеры помогут сделать расчет металлической балки без напряга
Металлические балки двутавровые
Кроме повсеместно ведущегося строительства многоэтажных зданий с большим числом квартир, широкое распространение получило сооружение частных домов, причем не только небольших одноэтажных, но и довольно крупных, с двумя и более этажами, иногда и с мансардой наверху или обитаемым чердаком. Для таких домов уже не подходит каркасный метод; материалом часто служит, вместо дерева, кирпич или железобетон. Возведение крупных частных домов должно вестись по всем правилам строительной науки, так как ошибки при проектировании или воплощении проекта могут привести к нежелательным последствиям.
Если строящийся дом представляет собой капитальное здание – из бетона, кирпича, шлакоблока, то для потолочных перекрытий, межэтажных и чердачных, целесообразно применить железобетонные плиты. Наиболее подходящий тип каркаса, способный выдержать вес таких перекрытий, – это каркас, элементом которого является металлическая балка двутаврового профиля.
Именно этот вид проката, установленный своей стенкой вертикально, обладает наибольшей несущей способностью. Естественно, фундамент и стены дома при этом должны быть достаточной прочности, чтобы выдерживать дополнительный вес от 0,5 до 1 тонны – столько металла, в зависимости от количества балок и номера профиля может понадобиться для потолочного перекрытия.
Чтобы избежать лишних затрат и лишнего веса каркаса потолка, а также не допустить обрушения или значительного прогиба балок, необходимо заранее рассчитать их параметры и по результатам расчета подобрать нужный прокат. Расчет сводится к вычислению следующих величин: требуемого момента сопротивления и минимального момента инерции сечения балки, а исходя из последнего – максимального относительного прогиба.
Расчет ведется по двум характеристикам – на прочность и на жесткость. По полученным значениям момента сопротивления и момента инерции в таблицах ГОСТ находят требуемый номер проката.
