Балки перекрытия деревянные размеры. Перекрытия по деревянным балкам. Размеры деревянных двутавровых балок
Применение деревянных балок и ферм для перекрытий
Монтаж деревянных балок в перекрытиях домов не является редкостью. Их главное предназначение – это равномерное распределение нагрузки на стены и фундамент здания. Чтобы балочная конструкция выполняла свои функции, необходимо правильно подобрать материал для нее, провести расчеты длины и сечения.
Разновидности балочных перекрытий из дерева
Все балочные перекрытия из дерева делятся между собой по назначению и виду материала, из которого они изготовлены. По назначению они могут быть: межэтажными, чердачными, подвальными и цокольными. По виду материала балки могут быть изготовлены из цельной древесины или клееной.
деревянные перекрытия в доме из газобетона
Межэтажный пролет должен быть прочным и надежным. Во внутренний объем между потолком и полом укладываются звуко- и пароизоляционные наполнители. Потолочная часть зашивается необходимым материалом, сверху укладывается пол.
Межэтажный пролет Чердачное перекрытие может устанавливаться как элемент крыши, являясь частью ее стропильной конструкции. Может быть установлено, как отдельный независимый элемент. С целью сохранения тепла, обязательно оборудуется паро- и теплоизоляцией.
Чердачное перекрытие Перекрытие подвала и цокольного этажа должно быть большой прочности и выдерживать высокую нагрузку. Эти пролеты оборудуются тепло и пароизоляцией, чтобы не допустить проникновение холода из подвала.
Деревянные перекрытия цокольного этажа Балки отличаются между собой по видам, которые имеют свои преимущества и недостатки. Для изготовления цельных балок применяется древесина твердых пород. Существенным недостатком цельномассивных деревянных балок является ограничение по длине, которое не может превышать 5 метров.
Цельные деревянные балки Балки из клееной древесины объединяют высокую прочность и эстетику. Их применение существенно увеличивает предельную длину, которая может составлять до 20 метров. Учитывая то, что клееные перекрытия выглядят красиво, их зачастую не закрывают потолком и они служат элементом дизайна.
Они имеют еще несколько существенных преимуществ, к которым относятся:
- способность перекрыть большие пролеты;
- простота их установки;
- небольшая масса;
- большой период эксплуатации;
- высокий уровень пожарной безопасности;
- не поддаются деформации.
Деревянные части балок перекрытия могут иметь прямоугольное сечение, что характерно для бруса или доски, или же круглое, изготовленное из бревна.
Требования к деревянным балкам перекрытий
Монтаж деревянных балочных перекрытий влечет за собой ряд требований, которые необходимо учесть. Они состоят в следующем:
- Балочные изделия должны быть изготовлены их хвойных пород дерева, которые обладают высоким запасом прочности. При этом, влажность древесины должна быть не более 14 процентов, иначе лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
- Запрещается для изготовления балок применять древесину, подверженную грибковым заболеваниям или испорченную насекомыми.
- Перед монтажом балочные элементы необходимо обработать антисептиком.
- Чтобы потолок или пол не прогибался даже при нагрузке, необходимо выполнить строительный подъем. Потолок нижнего этажа получит в центре незначительный подъем, который при нагрузке станет ровным.
- Если брусья планируется укладывать с большой частотой, то вместо них можно применить доски, которые необходимо устанавливать на ребра.
Схема деревянного перекрытия с разделенными балками Порядок расчета деревянных балок
Перед тем, как проводить монтаж деревянного перекрытия, необходимо провести расчеты, в которых определить количество и размеры балок. Для этого необходимо:
- определить длину пролета, на которые они будут устанавливаться;
- рассчитать возможную нагрузку, которую они будут нести после монтажа;
- имея указанные данные, провести расчет сечения балок и шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого используются специальные таблицы и программы.
Удлинение деревянных балок перекрытия Длина балок складывается из длины пролета, который необходимо перекрыть, и запаса балки, который будет вмонтирован в стену. Пролет можно узнать при помощи любого измерительного приспособления. Запас балок, который будет монтироваться в стену, зависит от материала, из которого стена изготовлена.
Важно!
Если здание построено из кирпича, то запас для балок из доски должен составлять не меньше 10 см и не меньше 15 см для балок, изготовленных из бруса. В деревянных строениях выполняются специальные пазы, глубиной от 7 см и больше, для укладывания балок. Если балки служат основой для стропил крыши, то их изготавливают на 4-6 см длиннее пролета.
Наиболее используемый пролет, который перекрывается балками составляет от 2.5 до 4 метров. Наибольшая длина балок, изготовленных из бруса или доски, не может превышать 6 метров. Если длина пролета превышает этот размер, то рекомендуется монтаж балок из клееного бруса. Помимо этого, для перекрытия пролетов, который больше 6 метров, можно установить деревянную ферму.
Стропильные фермы кровли Нагрузка, которую несет деревянная балка, состоит из массы деталей пролета (балок, внутреннего наполнения, обшивки потолка и пола) и массы временных элементов (мебель, бытовая техника, присутствующие в помещении люди).
Точные расчеты несущей способности балок обычно выполняются специализированными организациями. При самостоятельном выполнении расчета применяется следующая система:
- чердачное перекрытие с подшивкой, в котором утеплителем является минеральная вата, несет постоянную собственную нагрузку 50 кг на квадратный метр. При такой нагрузке, согласно стандартам СНиП, нормативная нагрузка будет составлять 70 кг на квадратный метр при коэффициенте запаса прочности 1,3. Узнать общую нагрузку не составляет труда: 1,3х70+50=130 килограмм на квадратный метр;
- если в качестве утеплителя используется более тяжелый материал, чем вата, или в качестве подшивки применялись толстые доски, то нормативная нагрузка будет составлять 150 кг на квадратный метр. И общая нагрузка будет иметь другое значение: 150х1,3+50=245 кг на квадратный метр;
- если расчет проводится для мансардного помещения, то учитывается вес материала, из которого положен пол, и предметов, находящихся в мансарде. Нагрузка в этом случае будет составлять 350 кг на квадратный метр;
- в случае, когда балки выполняют функцию межэтажных пролетов, величина расчетной нагрузки составляет 400 кг на квадратный метр.
Расчет деревянных балок перекрытий
Определение сечения и шага деревянных балок
Рассчитав нагрузку и длину балок, можно определить их шаг и размеры сечения или диаметр.
Эти показатели взаимосвязаны и рассчитываются по установленным правилам:
- Ширина и высота балок должна быть в пропорции 1:1.,4. При этом, ширина балок должна находиться в диапазоне от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см, с учетом толщины утеплительного материала. Бревна для перекрытий должны иметь диаметр в диапазоне от 11 до 30 см.
- Шаг установки должен находиться в пределах от 30 до 120 см, с учетом утеплительного и подшивочного материалов, которое будет в межбалочном пространстве. Если строение каркасное, то шаг должен соответствовать дистанции между каркасами.
- Определение сечения балок из дерева проводится по разработанным таблицам или с применением определенных программ. Проводя расчет сечений необходимо учитывать, что максимальный изгиб чердачных балок не должен превышать 1/200, а межэтажных 1/350.
Применение деревянных ферм, достоинства и недостатки
Фермы перекрытий, выполненные из дерева, выглядят, как два параллельно находящиеся друг над другом бревна или бруска, которые соединены между собой опорами, находящимися по отношению к этим бревнам или брускам под углом или вертикально. Основная задача, которую решают фермы – это перекрытие длинных пролетов, если монтаж дополнительных опорных стоек невозможен.
Для изготовления ферм применяются разработанные таблицы и программы, где учитываются тип соединений, шаг монтажа, сечение деталей конструкции и ее общие габариты. Зачастую, фермы изготавливаются промышленным способом с применением высокоточного оборудования. Наряду с этим, можно изготовить ферму своими руками.
Деревянные стропильные фермы Сравнивая деревянные балки и фермы перекрытий можно определить достоинства и недостатки, которыми обладают фермы. К преимуществам можно отнести:
- способность накрыть пролет значительного размера без дополнительных опорных стоек;
- незначительную массу, что влечет за собой небольшую нагрузку на несущие элементы здания;
- высокая прочность и неподатливость к прогибам, что влечет за собой длительную эксплуатацию подшивочного и напольного материалов;
- простота монтажа на любые несущие элементы здания, независимо от материала, из которого они изготовлены;
- возможность изменять ширину шага укладки фермы;
- возможность монтажа внутренних коммуникационных линий;
- прекрасная звуковая изоляция;
- красиво выполненные фермы можно не зашивать и использовать как элемент декора.
Деревянные фермы могут послужить оригинальным декоративным элементом Кроме достоинств, фермы обладают некоторыми недостатками, к которым можно отнести следующие:
- за счет конструктивных особенностей, значительно увеличивается толщина межэтажных перекрытий;
- значительные трудозатраты при изготовлении фермы своими руками, необходимость наличия специального оборудования;
- высокая цена на готовую конструкцию.
Проектирование деревянной ферм
Помимо автора-эксперта, также, является директором предприятия “Завод лестниц на металлическом каркасе” г. Москва. Завод занимается производством лестничных конструкций.
Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.
Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.
Балка - это ключевой фрагмент перекрытия, назначение которого – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.
Преимущества балок из древесины:
низкая трудоёмкость при монтаже в сравнении с металлическими или железобетонными аналогами;
доступность цен на материалы из древесины;
быстрый монтаж без применения дорогостоящих механизмов и инструментов;
эстетичный внешний вид;
малый вес;
ремонтопригодность.
Недостатки балок из древесины:
без специальной защитной пропитки горючи;
низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
могут деформироваться от перепадов температур.
Виды деревянных балок перекрытий
Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.
Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену - обычно добавляют 200-250 мм с каждой стороны..
По сечению деревянные балки делят на следующие типы:
квадратные;
прямоугольные;
двутавровые;
круглые или овальные.
Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.
Для справки! Эпюры усилий - графическое отображение изменение внутренних усилий по всей длине бруса. Применяются при расчетах допустимых нагрузок.
Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.
Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.
Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.
Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.
По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:
из цельного бруса или доски;
из клееного бруса.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу проектирования домов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции
Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.
Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.
Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.
Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.
Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.
Древесина для изготовления балок перекрытия
Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.
Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.
В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.
О качестве и прочности деревянных балок перекрытия
Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.
Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки - это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.
Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.
Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.
Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:
большая влажность;
безответственное хранение;
скрытые дефекты;
пересортица;
плохие линейные геометрические параметры;
заранее обусловленные болезни древесины.
Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить - это доверить работу профессионалу.
Основные исходные положения для расчёта размеров
Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.
Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.
Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.
Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.
Видео описание
Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:
Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа
Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.
Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.
Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.
Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.
Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.
Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.
Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.
Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.
В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.
Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.
Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию Источник piorit.ru
Как рассчитать
Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:
длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);
расстояние между балками (их шаг);
нагрузку на конструкцию.
Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.
Видео описание
Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:
Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.
Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.
Расчет деревянной балки производят по таким формулам:
Mmax = (q*l2)/8;
Wтреб = Мmax/130.
q - это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.
l2 - расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.
Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).
Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.
Балки металлические: традиционная надёжность
Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:
с металлом тяжело работать на высоте;
необходимы специальные механизмы для монтажа;
сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
высокая стоимость материала;
балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.
Есть у металлических балок и положительные моменты:
они не горят;
долговечнее;
металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.
Заключение
Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.
При строительстве крыши всегда особое внимание уделяется конструкции чердака. Ведь важно, чтобы его перекрытие было сделано технологически правильно, не оказывало излишнего давления на стены и было способно вынести нагрузку от хранящихся под крышей вещей и порой целого набора мебели.
Поэтому в этой статье мы подробно с вами разберемся, как правильно должно быть устроено чердачное перекрытие по деревянным балкам: особенности его монтажа, расчета нагрузок и крепления. А в помощь вам будут наши подробные иллюстрации.
Для начала предлагаем вам посмотреть небольшой видео-обзор устройства чердачного перекрытия по деревянным балкам, а потом уже будем разбирать детали:
Что собой представляет перекрытие для чердака?
Перекрытие – это горизонтальные силовые конструкции, которые разделяют жилой этаж от чердачного помещения, и воспринимает на себя при этом нагрузки от веса всего, что находится под крышей.
Само по себе перекрытие – это необходимый элемент жесткости, который также обеспечивает устойчивость всему строению. Среди всех других мы сегодня выделим чердачное перекрытие, а именно – его конкретный вид. Заметим, что общие правила относится ко всем видам, но некоторые технические особенности в обустройстве чердачного перекрытия по балкам все же есть.
Первая из них – это жесткость и прочность. Т.е. перекрытие должно быть:
- Способным выдержать расчетные нагрузки и при этом не прогнуться, не разрушится. Например, допустимая величина прогиба – всего 1 на 250 от длины пролета.
- Во-вторых, чердачное перекрытие не должно быть хлипким, и ни в коем случае не должно колебаться при перемещении предметов на нем или движение людей.
- И, наконец, шумоизолированным, чтобы избежать неприятных скрипов, когда кто-нибудь поднимется на чердак.
В частном строительстве преимущественно используется два вида перекрытий: деревянные и железобетонные. Первые выстраиваются по прочным деревянным балкам, а вторые – по балкам, плитам и в монолитном варианте. Также сами балки могут быть стальными, если приходится перекрывать достаточно большие пролеты. Но именно в частном домостроительстве на выбор материала перекрытия влияет чаще всего как раз экономический фактор.
Стоимость устройства перекрытий обычно составляет до 20% сметы всего строительства дома, а трудозатраты – целых 25%. Поэтому достаточно популярно все-таки возведение деревянного перекрытия чердака – все благодаря его высоким эксплуатационным характеристикам и хорошей шумоизоляции.
И еще один важный момент: при изготовлении деревянных чердачных перекрытий вам не понадобится тяжелая грузоподъемная техника, особенно бетононасос.
Преимущества и расчет балочного перекрытия
Вся конструкция состоит из балок и досок, которые называется черновыми. Сами балки могут быть несущими, располагаться просто рядом или же закреплены специальным образом, что намного надежнее. Стандартные размеры балок – 20-40 сантиметров в высоту и 15 метров длиной, плюс 8-20 сантиметров шириной.
В отличие от железобетонного чердачного перекрытия, деревянные монтируется всухую. По весу оно выходит намного легче, поэтому в частном строительстве лучше применять именно такое перекрытие. С другой стороны, деревянные перекрытия самые звуконеизолированные, поэтому придется потратиться еще и на дополнительные меры.
Располагаются балки на расстоянии от 60 сантиметров до 1,5 метров. Конечно же, чем чаще вы их установите, тем большую нагрузку сможет выдержать в будущем чердак, но и уже большую нагрузку придется терпеть фундаменту дома.
На деревянном чердачном перекрытии обычно монтируются легкие перегородки – чаще всего каркасные, к которым чердачные стропила крепятся напрямую. Устанавливать их нужно перпендикулярно балкам или ребром.
А вот если внутренние стены чердака по каким-то причинам приходится ставить параллельно ребрам или балкам, что совсем не по правилам, тогда конструкции в этих местах нужно обязательно укрепить. Чаще всего в качестве таких элементов используются фрагменты досок, которые крепятся перпендикулярно ребрам перекрытия.
Варианты установки балок чердака в зависимости от его типа
Многие задаются вопросом: а куда правильно устанавливать деревянные балки перекрытия? В стены, на стены или даже немного вывести их наружу? Это зависит от того, какого рода у вас будет чердак и будете ли вы в будущем его использовать как жилое помещение. Мансарда сегодня очень популярна!
Итак, вот эконом-вариант, который позволяет в будущем без особых проблем переделать чердак в мансарду. Правда, совсем тесную:
А поэтому, если планы такие у вас есть и вы даже сейчас не уверены, найдется ли в проекте другое место под личный кабинет или бильярдную, сделайте тогда стены повыше, чтобы установить балки перекрытия пониже.
Что это даст? В такой мансарде будет куда больше полезного пространства, меньше острых углов и она окажется намного теплее:
А вот если в вашем проекте мансарда изначально была запланирована как отдельное и просторное помещение, как бы надстроенное над домом, тогда чердачные балки нужно устанавливать настолько крепкие, как в межэтажном перекрытии, еще и крепить их на анкеры в армопоясе:
Вот отличный пошаговый пример, как строят такие мансарды и насколько прочным должно быть такое перекрытие:
Виды конструкций перекрытий
Всего существует несколько типов чердачного перекрытия по деревянным балкам. У каждого из них – свое предназначение и свои плюсы и минусы.
Платформа: для холодного чердака
Что касается каркасных домов, перекрытия в них рекомендованы по системе «платформа». То есть после установки стен укладываются балки и создается определенная как бы платформа, и рабочее основание для будущего пола чердака в то же время. Здесь важно не оказать лишнего давления на хрупкие стены, поэтому чердачное покрытие тоже не будет рассчитано на пианино в углу.
В таком случае балки устанавливают на обвязочный брус, который используют в качестве мауэрлата:
Жесткий щит: для равномерной усадки
А вот в доме со стенами из бревна или бруса в качестве чердачного перекрытия по правилам обустраивается жесткий щит, который при усадке стен будет плавно опускаться вместе с ними, причем обязательно равномерно.
Эконом-настил: для экономии времени
В качестве отдельного вида чердачных перекрытий следует выделить быстровозводимые деревянные перекрытия. Главная их фишка – в применении специальных крепежных элементов, которые изготавливают из оцинкованной стали. Их толщина и качество рассчитывается в зависимости от уровня будущих нагрузок на перекрытие.
Стандартные чердачные перекрытия на балках с брусом и деревянными лагами появились в конце 20 столетия, и после них стали более модными перекрытия из широкой доски.
Готовые фермы: для жилой мансарды
Сегодня также в моде специальные готовые фирмы для обустройства чердачного перекрытия. На самом деле – это не новинка строительного рынка, такие фирмы появились еще в конце XVI века и обрели свое второе рождение в конце ХХ. Канадские компании, которые занимались строительством, разработали специальные программы расчета таких фирм и точные их формы с линиями сборки.
Ребристое-балочное перекрытие: для частного домостроения
В нашей стране начинают появляться новые виды деревянных перекрытий, которые до этого времени были популярны только за рубежом. Это – легкие деревянные перекрытия. Они актуальны для частного строительства, когда в качестве системы используется достаточно легкий деревянные каркас.
Суть перекрытия в том, что «ребра» устанавливаются через каждые 30-60 сантиметров, и их накрывают обшивкой. В качестве «ребер» берутся деревянные балки высотой около 20 и 28 сантиметров, и толщиной 45 сантиметров, а длиной – до 5 метров. Изготавливают их из натуральной древесины и соединяют специальными связками из досок, покрывая обшивкой из ДСП или ДВП.
Поэтому выделим из главных преимуществ ребристого чердачного перекрытия быстрый и простой монтаж. Из минусов: необходимость обработки антипиреном, меньшая прочность и низкие звукоизоляционные свойства. И, конечно же, такие доски более чувствительны к резким колебаниям влажности и температуры. А еще, если грибок или какое-то насекомое решит съесть за несколько лет такое перекрытие, то он его съест намного быстрее, чем толстые балки.
Снизу такая конструкция зашивается подвесным потолком из гипсокартонных плит. Между ребрами поверху укладываются минеральная вата. Именно она обеспечит огнеупорность и звукоизоляцию всему деревянному перекрытию.
Ребристые перекрытия чердака обходятся намного дешевле, чем балочные – это вполне разумно и рационально, если вы нежилое помещение не будете утеплять и делать из него жилую мансарду. Тогда вы можете не переживать о несущей способности такого основания. Единственный минус – это то, что балки более привычны для российских домов, а ребристое перекрытие почти не отличаются по внешнему виду от монолитного. Поэтому в российских домах чаще устраиваются ребристо-балочные чердачные перекрытия.
Брус для устройства такого чердачного перекрытия нужно взять прямоугольной формы, причем строго, а не ромбом. И обязательно при покупке такого бруса возьмите с собой самую обычную школьную линейку, ведь нередко бывает так, что многие собираются строить перекрытие из бруса 15х15 см, а в итоге строятся из бруса 14х14 см. А затем, на своем участке, обязательно подготовьте место для хранения такого бруса и его обработки.
К слову, сегодня многие ставят даже обычный брус в деревянном перекрытии на ребро. Дело в том, что даже линейка, из какого бы материала она не была, легко сгибается по всей длине, но, если ее поставить ребром, согнуть такую будет практически невозможно:
А на черновом полу из досок уже настелите чистовой пол, и снизу смонтируйте подвесной потолок. Но нередко деревянное перекрытие чердака оставляют без дополнительной отделки специально, ввиду концепции дизайна интерьера, но тогда все детали его выполняются очень аккуратно и даже с декоративным наклоном:
Определенную жесткость ребристому перекрытию придает и сам подвесной потолок.
Как врезать балки чердака в стены из разного материала?
Сегодня существует несколько способов крепления чердачных балок. В основном необходима установка а перпендикулярной опорной балке, которая равна максимальной длине балок перекрытия. Если проектом не предусмотрены дополнительное балки жесткости, тогда балки чердачного перекрытия должны лежать по осям стоек несущих стен. По стандартам, балки перекрытия должны опираться на верхнюю обвязку стен и крепится к ней на два гвоздя 3,5х100 миллиметров с каждой стороны.
Но нередко также в строительстве приходится применять особые методы крепления, и для того, чтобы вы лучше разобрались с ними, мы подготовили для вас качественные мастер-классы.
Проектировать деревянное чердачное перекрытие нужно исходя из тех нагрузок, которые будут на него воздействовать. Но учитывайте такой момент. Довольно часто жилые дома строят с тем расчетом, что их будет достаточно для всей семьи. И такие нагрузки подразделяют на распределенные и сосредоточенные.
При проектировании чердачного перекрытия вам нужно учитывать именно распределенные нагрузки, а узнать о них подробнее вы сможете из современных СНиПов. Сосредоточенные нагрузки нужно принимать во внимание только тогда, если вы точно собираетесь установить на чердаке какие-то предметы с большой массой.
Например, сегодня стало модно устраивать под крышей SPA-салоны, бильярдную, танцевальные площадки и комнаты для музыкальных тренировок. Но на практике нередко оказывается, что и 10 комнат в доме – это мало. А под крышей – замечательное проветривание, красивое пространство и тихое, чтобы обустроить там свой личный кабинет.
Необходимость применения специальных крепежных элементов зависит от того, какую технологию обустройства чердачного перекрытия вы выбрали вообще. Так самый надежный способ – это опереть балки на несущие поверхности стен или же на балки перекрытия. Тогда и вовсе нет никакой необходимости и смысла использовать металлические элементы – балки крепятся саморезами или гвоздями. Во всех остальных случаях обязательно нужно закрепить чердачный пол.
Поэтому советуем вам изначально сделать настолько крепкое чердачное перекрытие, чтобы через пару лет со спокойной совестью перестроить его в мансардное. А специальные вычисления вам помогут сделать наши специальные таблицы и компьютерные программы. Ваша задача – правильно подобрать оптимальное сечение балок и их шаг. Все остальное – уже детали.
Обязателен ли армированный пояс?
Первым делом определитесь, нужен ли вам армопояс для установки балок чердачного перекрытия. Армопояс – это армированный пояс, который представляет собой замкнутую конструкцию по всему контуру здания. Задача такого элемента – это распределение нагрузок.
При установке деревянных балок чердачного перекрытия необходимо устанавливать построить армопояс только, если:
- Стены вашего дома строятся из газоблока или пеноблока. Ведь такой материал имеет довольно хрупкую структуру, а деревянное балочное перекрытие в это же время обладает немалым весом. Ввиду своей конструкции оно всегда создает точечное давление на блоки. А наша задача – распределить это давление и сделать его линейным. Так, чтобы мауэрлат взял на себя всю нагрузку.
- Также, есть ли в качестве фундамента для вашего дома идут сборные блоки ФБС, или само основание мелкозаглубленное, также важно правильно распределить нагрузку от чердака по всей площади основания дома.
Во всех остальных случаях можно спокойно обойтись без армопояса.
Крепление балок к брусьям или срубу
Когда балки перекрытия крепят к срубу или оцилиндрованным бревнам, то проще всего использовать технологию сковороденя. Говоря простым языком, попросту вставить балки в стены, как части конструктора.
Обратите внимание, что между собой балки перекрытия скрепляются металлическими скобами:
Крепление к металлической двутавровой балке
Если вам приходится разбивать балки перекрытия по длине, тогда их части следует соединять внахлест или при помощи специальных накладок, причем между самими балками еще и понадобятся распорки.
А если речь идет о планировке большой площади, тогда в качестве опоры для балок лучше использовать стальную двутавровую балку или же особо крепкую из клееной древесины. В этом случае между балками чердака и стальной двутавровой балкой оставьте обязательно зазор в 10 миллиметров. При этом важно, чтобы стальная балка при этом не касалась обшивки потолка. А, чтобы в дальнейшем балки перекрытия не скрипели, уложите дополнительный звукоизоляционный материал или сделайте обрешетку потолка довольно плотной:
Если вы используете вспомогательные балки, их вовсе не обязательно размещать внутри перекрытия. Таковые можно легко встроить в стену или даже использовать самостоятельно. А сами балки при этом нужно крепить на так называемые балочные башмаки:
Первым делом для таких балок нужно сделать обвязку. Причем вовсе не обязательно саму обвязку крепить к стенам первого этажа, как многие думают.
Главное – правильно подготовить такие балки к монтажу. А для этого их следует обязательно обработать антисептиком (причем при температуре не ниже 5 градусов тепла). Далее оставить их пропитываться на сутки. Теперь распилить и уложить такие доски и поддерживающую балку на деревянный мауэрлат, предварительно пропитанный его огнебиозащитой. Остается только закрепить все балки перекрытия на башмаки.
И, когда перекрытие из балок будет готовым, сделать черновой пол, хотя бы для того, чтобы по нему было удобно передвигаться.
Крепление к стенам из кирпича
Если мы говорим о креплении деревянной балки на кирпичную стену, тогда в той необходимо создать гнездо, причем еще на этапе возведения самих стен. Гнездо должно быть на 160 мм располагаться внутри стены (это минимум), причем на специальной доске.
Вставляя балку в стену, вам нужно залить ее цементным раствором или же оставить открытой – все здесь зависит от толщины стены:
- Так, закрытый вариант необходим при толщине стены в два кирпича.
- Открытый – при толщине стены в два с половиной кирпича.
Кроме этого, балочное перекрытие чердака при кирпичных стенах необходимо усилить анкерами, в каждой третьей балке. Анкера должны охватывать ее снизу и по бокам, а сами в стену заходить на 30 50 миллиметров. Возможен также вариант соединения балок с друг с другом и на внутренних стенах.
Крепить балки к кирпичной стене следует по такой технологии:
Крепление к хрупким стенам из блоков
Если вы крепите деревянные балки в блочной стене, тогда он вам необходимо соорудить железобетонную перемычку. Это тот самый армированный пояс, о котором мы говорили раньше. Устраивать его нужно под балкой, конкретно под деревянным коробом, который заходит в стену. Сам уже балку нужно будет установить на армированный пояс в стене тоже на минимальные 160 мм. И не забывайте также о таком важном моменте, как утеплитель со стороны блока и зазор со стороны балки, который будет обеспечить выход влаги.
Поэтому, чтобы современные легкие блоки выдержали деревянные балки чердачного перекрытия, следуйте такой схеме:
Если же блоки довольно прочные и по своим физическим качествам близки к кирпичу, тогда используйте такую схему монтажа:
Какой брус лучше выбрать для перекрытия?
Если вы сейчас плавно подошли к вопросу устройства чердачного перекрытия, первая проблема, с которой вам придется столкнуться, – это поиск досок хорошего качества. Очень важно, чтобы ни балки, ни половой настил не имели никакого изъяна, не были ослаблены и уж точно не болели никакой плесенью. В противном случае такие перекрытия опасны для жизни для жизни домочадцев.
Вариант #1 – балки из обычных досок
Давайте отдельно отметим, какие балки нужно использовать при устройстве чердачного перекрытия. Лучший вариант – доски шириной 20-30 сантиметров. В качестве материала берется сосна или лиственница, которые хорошо работают на прогиб. Именно такая древесина прочна в плане деформации и меньше подвержена трещинам. По официальным подсчетам, при применении такого материала получается снизить расход всей древесины на целых 20%.
Вариант #2 – балки из клееного бруса
В качестве балок также сегодня нередко используется клееный брус, прочность которого в несколько раз выше прочности обычной древесины. Все дело в том, что любые склеенные деревянные изделия более крепкие. Весь секрет в том, что клей, который используется, попадает в поры двух склеиваемых деталей и образует между ними много крепких нитей – куда более крепких, чем волокна самой древесины. А поэтому клееный брус в качестве балок – вполне нормальный вариант.
На вид они не отличаются от массивной древесины, особенно, когда с целью эстетики в наружных слоях у них применяется древесина лучшего сорта. Такие балки изготавливают из досок-ламелей, которые очищается от дефектов и склеиваются вместе. Главное преимущество такого метода в том, что общая длина балок теперь может достигать 12 метров, и это будет намного прочнее, просто с деревянной балкой при тех же параметрах.
Чтобы изготовить крепкие балки из OSB плит, их разрезают на полосы разной ширины и фрезеруют. Далее заготовки склеивают между собой, и они образуют длинную бесконечную полосу, из которой делают шаблоны определенной длины. Главное преимущество использования таких балок для устройства чердачного перекрытия – это небольшая масса и отличные показатели прочности и сопротивления изгибу.
Вариант #4 – двутавровые балки
Еще один популярный в России вид балок – это двутавровые. Это один из самых прочных видов балок, и поверх них можно устраивать любой настил, а не только фанеру. А снизу подшиваются гипсокартон. Эти балки настолько прочны, что их более целесообразно устанавливать в качестве междуэтажного перекрытия для полностью жилых комнат, о не только для мансарды и тем более для холодного чердака.
Еще также популярны также так называемые канадские двутавровые балки. Их изготавливают в заводских условиях из деревянных брусков, OSB плит, специальных влагостойких плит, клееного бруса или хвойной древесины.
Вариант #5 – балки из готовых ферм
Например, одна из самых последних разработок – это готовые чердачные фермы. Их высота – 350 миллиметров. Изготавливаются они из сухой древесины сечением 100х50 мм. В заводских условиях на специальном прессе с металлическими пластинами такие элементы соединяют в одну конструкцию. Причем в процессе изготовления таких ферм внутри их даже размещают инженерные коммуникации.
Вариант #6 – LVL-балки
Отдельно стоит заметить, что сравнительно новый материал на отечественном рынке – LVL балки. Это высокопрочные однородные материалы, которые изготавливают путем склеивания под особым давлением. В расход берется нескольких слоев шпона, и в процессе изготовления брусьев волокна располагаются строго параллельно.
Характеристики у таких балок особенные. Главное преимущество состоит в том, что какие балки обладают большим выбором размеров. Сам материал отлично поддается обработке практически любыми режущими инструментами. Но учитывая цену на LVL брус, мы советуем вам приобретать его только в том случае, если ваше чердачное перекрытие будет расположено над большим пролетом и для вас в приоритете – качество и безопасность.
Вариант #7 – HTS-балки
Еще один новый вид чердачных балок – немецкие HTS. Они тоже представляют собой двутавр, где верхний и нижний слой – из древесины, а вот средний слой сделан из OSB плиты.
Между этими слоями также может быть вставлен лист профилированный стали толщиной 0,5 миллиметров со специальным полимерным покрытием. При этом сама сталь имеет волнистую форму, благодаря чему балка обладает высокими несущими характеристиками. И таких стенок может даже не одна, а две, что еще лучше для сопротивления изгибу. А чтобы HTS-балка не изгибалась и не скручивалась, между слоями с определенным шагом устанавливаются скрытые поперечные связи.
Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.
Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.
Требования к межэтажным перекрытиям
Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.
Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.
Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Элементы конструкций | Предельные прогибы в долях пролёта, не более |
| 1. Балки междуэтажных перекрытий | 1/250 |
| 2. Балки чердачных перекрытий | 1/200 |
| 3. Покрытия (кроме ендов): | |
| а) прогоны, стропильные ноги | 1/200 |
| б) балки консольные | 1/150 |
| в) фермы, клееные балки (кроме консольных) | 1/300 |
| г) плиты | 1/250 |
| д) обрешётки, настилы | 1/150 |
| 4. Несущие элементы ендов | 1/400 |
| 5. Панели и элементы фахверха | 1/250 |
| Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта. 2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета. |
|
Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.
Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.
Типы межэтажных перекрытий
По назначению перекрытия делятся на:
- межэтажные;
- чердачные;
- подвальные (цокольные).
Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .
Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.
Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие
Конструкция перекрытий также может быть различной:
- с открытыми и скрытыми балками;
- с различными типами несущих балок;
- с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.
Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.
На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.
а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок
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.
1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт
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.
а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб
О деревянных балках перекрытия
В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.
Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).
Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486-86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.
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 .
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 .
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
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)
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:
Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение. Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними. В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.
Расчет балок деревянного перекрытия
Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:
- замерить пролет, который они будут перекрывать;
- определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
- сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
- с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.
Теперь рассмотрим, как это можно сделать.
Длина деревянных балок перекрытия
Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.
В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм. При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету - расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся. Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.
Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м. Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать - 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые , а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы .
Определение нагрузки, действующей на перекрытие
Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации. Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.
Для чердачного деревянного перекрытия , которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса - Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.
Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:
70х1,3 = 90 кг/м 2 , где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.
Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:
Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .
В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2. В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:
50+150х1,3 = 245 кг/м 2 , округляем до 250 кг/м 2 .
При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м 2 .
В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 - 400 кг/м 2 .
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.
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 конструкции.
Сделать 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.
Таблица 1
|
Шаг ,м \ Пролет ,м |
|||||
Таблица 2
Таблица 3
|
Шаг ,м/Пролет ,м |
|||||
