Деревянные балки перекрытия. Расчет нагрузок

Для обустройства перекрытий при строительства дома потребуются балки. В частном строительстве чаще всего используют деревянные варианты. Для выбора конкретных размеров требуется произвести расчет деревянных балок перекрытия.

Виды перекрытий

Перекрытия можно разделить на группы по конструкции и по расположению:

  • Цокольные – отделяют холодное подполье от жилого помещения.
  • Подвальные – между жилым этажом и подвалом.
  • Межэтажные.
  • Чердачные.

Чем ниже перекрытие, тем легче использовать безбалочные конструкции. Нередко подвальные помещения отделяют от жилых бетонными плитами или заливают монолитное армированное перекрытие. Между жилыми этажами и мансардой (чердаком) более приемлемы перекрытия из отдельных балок – деревянных, железобетонных или металлических. Для укладки тяжелых конструкций необходимо использование техники. Не всегда это удобно, поэтому наибольшее распространение получили деревянные перекрытия.

Таблица расчета нагрузок балок

При использовании для перекрытия досок, следует позаботиться о том, чтобы они не скручивались, когда на них будут действовать различные нагрузки.

Чтобы это обеспечить, следует устанавливать их на расстоянии не более чем 60 см одна от одной, а так-же, выполнить их обшивку при помощи жесткого листового или плитного материала, толщина которого будет больше 1,2 см.

Тут можно пользоваться фанерой, плитами ДСП, ЦСП либо же ОСП. Роль обшивки — силовой каркас, а следовательно, увеличение несущей способности деревянных перекрытий. Одновременно, не стоит забывать о том, что расположение короткой стороны плит должно быть перпендикулярным в сравнении с установленными балками перекрытий, а расположение соединений параллельных балкам должны быть вразбежку.

Для обеспечения удобного крепежа обшивочного материала к балкам предварительно набивается:

  • С нижней стороны — обрешетка;
  • С верхней — лаги.

Под обрешетку выбирают деревянные доски, имеющие сечение не менее 2 на 9 см, они закрепляются под углом 90 градусов к балкам, а расстояние между ними должно быть около 60 см . При уже готовой обрешетке, как подшивкой можно пользоваться гипсокартонными листами, толщина которых приблизительного равняется 1,2 см . расположение всех краев в плитах или листах, должно быть поверх опорных элементов в обрешетке или каркасе.

При монтаже пользуются саморезами, которые имеют длину на 4 см больше чем толщина гипсокартона, или другого плитного материала, используемого вами. Шаг крепления должен быть равным 20 см. Сверху, на установленные лаги обшивка может и не укладываться.

Как вариант, вместо лаг, можно установить доски с уже готовыми вертикальными распорками, сечение которых 10 на 4 см . Пи помощи них происходит усиление жесткости перекрытий, если высота досок, которые вы используете.

Монтаж распорок осуществляется в пролетах между балками, а расстояние между распорками не должно превышать 210 см по отношению к опорам балок и ближайшим вертикальным связям. При крепеже пользуются гвоздями или металлическими кронштейнами. В случае использования бруса в качестве балок, укрепление конструкции перекрытий не является обязательным.

Ну, вот и все, основные положения монтажа чердачных перекрытий изложены. Однако помните, услуги специалистов – это гарантия качества, так что ели вы хотите осуществить данные работы максимально быстро и качественно, лучше воспользоваться услугами профессионалов.

как посчитать нужное количество двутавра?

447

Время чтения: 5 минут

Популярность двутавровой балки растёт по целому ряду причин. Одна из них — относительная дешевизна и высокая прочность этого стройматериала. Двутавр гораздо прочнее обычной деревянной балки, а потому каждое перекрытие, сделанное из него, отличается долговечностью и устойчивостью. Ему не страшны большие нагрузки, ветра и землетрясения. То же самое касается стропильных систем — они получаются крепкими, надёжными, долговечными. Удобны двутавровые балки и тем, что их легко устанавливать, так как они имеют малый вес. Расчёт деревянных двутавровых балок ведётся по диаметру и длине, по этим же параметрам определяется их сфера применения. 

Расчёт двутавровых балок — обращаемся к сухим цифрам

Проблема заключается в том, что в северных регионах России за зиму выпадает очень много снега, а потому давление на кровлю, и стропильную систему соответственно, гораздо выше. Узнать информацию о значении давления в вашем регионе можно у строительных компаний, которые занимаются стропильными системами — чаще всего они не скрывают этой информации и охотно делятся ею. Когда с этим закончено, нужно посчитать шаг между двутавровыми балками. Он может колебаться между значениями в 0,2 — 1,2 метра. Всё зависит от того, какой тип материала используется в качестве напольного покрытия. Если это черновой пол из OSB-3 плиты, рекомендуемый шаг составляет 0,4 метра, для других покрытий используются другие значения. Обычно строительные компании охотно делятся и такой информацией.

Читайте также:  Как утеплить чердачное перекрытие по деревянным балкам?

А есть ли более удобный способ произвести расчёт двутавровых деревянных балок?

Конечно же, простой способ есть! Не обязательно долго корпеть над бумагой и чертежами. С полученными данными вы можете зайти на сайт «Интер Сити» и ввести их в онлайн-калькулятор, который сразу же выдаст примерное количество двутавра, необходимого для вашего дома. Вам надо будет указать, где именно будет использоваться балка, расчётную длину (здесь понадобится расстояние между стенами), шаг балки (используем данные, полученные из сторонних источников) и расчётная нагрузка (используем данные, полученные из сторонних источников). Главное — не бросить это дело и не начать строить «на глаз» — это может привести к непредсказуемым, возможно даже трагическим последствиям. Самое меньшее из того, что может случиться — перекрытие или стропильная система рухнет под собственным весом и вы больше не сможете жить в доме, который не так давно построили.

Данные, которые вам могут дать специалисты различных строительных компаний, не всегда бывают верными. Дело в том, что многие из них не слишком напрягаясь по поводу точности, приводят данные для любого случайного региона, что может привести к очень серьёзным последствиям. Обратившись к специалистам «Интер Сити», вы гарантированно избежите всех сопутствующих неприятностей — у нас есть актуальные данные по регионам России. Вы можете просто послать нам чертёж строящегося дома с указанием, в каком регионе он строится и мы посчитаем всё бесплатно. У нас же можно заказать первоклассный двутавр, который отлично подойдёт под перекрытие или стропильную систему. 

Результат и пример расчета

Как работает калькулятор для расчета деревянных балок и как происходит расчет нагрузки — это главные вопросы, на которые следует здесь ответить.

2 главных показателя, определяющих качество перекрытия — это распределенная нагрузка на само перекрытие, а также сосредоточенная нагрузка на ригели, если они используются. Качество ригеля зависит также от способа его закрепления.

Онлайн-калькулятор автоматически показывает, насколько большим будет запас распределенной нагрузки и прогиба у перекрытие. Или же наоборот, укажет на перегрузку.

Пример расчета

Для примера использованы следующие входные параметры: сосновый брус, однопролетный для междуэтажного перекрытия, длина 6 метров, имеет квадратное сечение 120 на 120 миллиметров. Они будут расположены с шагом 40 сантиметров при нагрузке на балку, которая составляет 60 килограмм на квадратный метр.

Результат и пример расчета

Момент инерции сечения составит 1728 см⁴, а весят такие балки по 43 килограмма каждая. В результате, расчетный прогиб такого перекрытия составит 23 миллиметра (или 1/261 относительного прогиба). Оно будет иметь запас по прогибу в 1,04 раза и при нагрузке 845 килограммов разрушиться.

Для соответствующего ригеля при сосредоточенной нагрузке в 90 кг расчетный прогиб составит 23 миллиметра, а запас по прогибу — 1,04 раза. Конструкция не выдержит нагрузки свыше 422 килограмм. Следственно, эксперты-строители будут рекомендовать не использовать перекрытие между этажами с такими показателями, поскольку запас прогиба слишком мал.

Оптимальным считается показатель прогиба от 1,5 до 3 соответственно. Чем выше этот показатель, тем выше расход древесины, но чем ниже показатель запаса по прогибу, тем менее устойчивой получится постройка в целом и ее элементы в частности.

Польза калькулятора

С помощью калькулятора строитель может самостоятельно подобрать необходимые параметры, подбирая каждый из доступных или желательных вариантов и рассчитывая более выгодные материалы и тип балок.

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия

Главным элементом перекрытия между этажами являются несущие балки. От того, насколько правильно подобраны материалы для изготовления деревянного «пирога» между этажами, зависит прочность перекрытия и безопасность самих хозяев. Толщина пирога всегда ограничена, поэтому приходится либо увеличивать количество несущих элементов, либо менять материал.

Традиционно в качестве несущих элементов используют следующие материалы:

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия
  • Клееный брус;
  • Опиленное бревно;
  • Пакет из шлифованных и сбитых досок.

Понятно, что наилучший вариант будет самым дорогим. Использование для перекрытия между этажами клееного бруса позволяет сделать деревянный каркас максимально жестким, поэтому к брусовой затяжке прибегают либо по желанию хозяев, либо при очень больших размерах помещений верхнего этажа. Чаще всего клееный брус укладывают в деревянное перекрытие при расстоянии между стенами от 4 м. Получается дорого, но надежно.

Более экономный способ – использовать хвойные пиломатериалы, обычно сосновое окоренное бревно обрезают дисковыми фрезами в двухкантный или трехкантный брус. Такая балка получается прочнее и дешевле обычного деревянного бруса прямоугольного сечения.

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия

Самый бюджетный вариант – пакетная балка. Ее сбивают из калиброванной и шлифованной доски сороковки, две или три на одну балку. Перед сборкой деревянную поверхность обрабатывают пропиткой, сушат и закрашивают олифой. Перекрытие из пакетного бруса считается наиболее гибким и одновременно самым надежным.

Читайте также:  Монолитное перекрытие по ленточному фундаменту /инструкция с фото

Даже если возникнет перегрузка, деревянные элементы прогнутся, но излома и обрушения между этажами не будет. Собрать такое деревянное перекрытие между этажами своими руками намного проще и дешевле, так как нет необходимости закупать строевой или клееный брус.

Чтобы снизить трудоемкость работ и размеры затрат, учитывая проект дома и ширину стен, изготавливают несколько вариантов конструкций, в зависимости от того, как планируется настилать пол второго этажа по деревянным балкам:

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия
  • Легкие перекрытия. Для каркасных домов шаг между несущими элементами может быть уменьшен до 30 см, а лаги под деревянный пол не настилаются. Сама конструкция собирается без утеплителя и пленочной изоляции;
  • Средние перекрытия на этажах. В конструкции используют лаги и звукоизоляцию, пароизолирующую пленку и утеплитель не применяют;
  • Теплые средние деревянные перекрытия. Между этажами укладывают полноценный пакет с утеплением и пленочной гидро- и пароизоляцией.

Легкие перекрытия на этажах используют для неотапливаемых зданий, средние системы применяют для построек с мощным наружным утеплением стен. Теплые деревянные конструкции применяют в том случае, если верхний этаж граничит с чердаком или мансардой.

Из практики известно, что для деревянных конструкций наилучшую звукоизоляцию между этажами обеспечивают листовые и волоконные материалы. Можно использовать минеральную вату или насыпной керамзитовый гранулят. Но оба материала обладают высокой впитывающей способностью, поэтому приходится укладывать пароизоляционную пленку. Пенополистирол не боится влаги, но звукоизоляция на этаже примерно в 3-4 раза хуже минеральной. Поэтому ЭППС или пенопласт используют там, где звукоизоляция деревянного перекрытия между этажами не имеет особого значения. Например, между цокольным и первым этажами.

Разновидности конструкций и материалы деревянного перекрытия

Монтажные работы

Главный этап — это, конечно же, монтаж балок. Он подразумевает грамотную подготовку еще на стадии строительства первого этажа.

Сначала дерево следует предварительно обработать противопожарным составом, а также жидкостью от гниения (это нужно сделать со всей перекладиной). Сделать это нужно сразу после покупки. Если материал будет лежать некоторое время до укладки, его нужно переложить: ряд балок, затем 3-4 бруска поперек, затем следующий ряд. Так доска будет вентилироваться и просохнет. Это исключит появление плесени.

Часть балки, заделываемую в стену, следует также покрыть:

Монтажные работы
  1. Битумом или праймером.
  2. Рубероидом, толью или пергамином.
  3. Жидким гидроизолом, состоящим из битума.
  4. Линокромом.

Это делается в связи с тем, что дерево при соприкосновении с бетоном и блоками может впитывать влагу и со временем начать загнивать.

СправкаДля газобетона считается нормальным содержание эксплуатационной влажности 3-5%. Какими бы сухими не казались блоки, недопустимо прямое соприсковение дерева с этим материалом.

Балку необходимо заделать в несущую стену минимум на 12 см. Торцы обрезаются под углом 70 градусов в целях обеспечения удаления влаги.

Внимание!Торец балки отсекать гидроизоляционным материалом не нужно. Иначе будет закрыт доступ для испарения влаги. Требуется оставить небольшой воздушный зазор между концом балки и стеной. Производится укладка балок на армированную поверхность (для усиления прочности конструкции). Вместо армопояса некоторые производители в небольших домах допускают опирание на газобетон с подкладкой металлической полосы 6х60 мм.

Крепление балок к армопоясу в домах из газосиликата осуществляется анкерными болтами.

Монтажные работы

Для утепления со стороны улицы перед балкой можно положить утеплитель. Как правило, внешние торцы балок с наружной стороны утепляются пенополистиролом.

Заполнение пустот между уложенными балками делают газоблоками. Между газосиликатом и брусом оставляют зазоры 2–3 см. Их плотно забивают минеральной ватой, предотвращая таким образом образование конденсата и отсыревание балок.

Ну вот и все, перекрытия готовы. Теперь можно приступать к последующей отделке.

Защита деревянных перекрытий от огня

Строительные материалы должны отвечать нормам пожарной защиты. Все материалы разделяют на две группы: горючие и негорючие. Конструкции бывают полуогнестойкие и огнестойкие. Первые только задерживают распространение огня, снижают скорость возгорания. Вторые же не горят, поэтому не дают огню распространяться.

В жилом строительстве эти нормы должны соблюдаться максимально полно. Чтобы обеспечивать максимальную безопасность. В частности перекрытия, которые расположены в семи метрах над землей должны противостоять огню не менее, чем полчаса.

Поскольку для перекрытий часто используется дерево, то рекомендуется использовать цельную древесину. Если же применяются другие древесные материалы, то они должны обладать определенным уровнем плотности. Нередко дерево обрабатывают специальными веществами, придающими огнестойкость горючему материалу.

Когда проектируется конструкции с открытыми балками, то следует учитывать воздействие огня с нескольких сторон.

Защита деревянных перекрытий от огня

Для выявления устойчивости конструкции к огню используют специальные значения. Например, для хвойной древесины скорость выгорания принята за 0,8мм в секунду.

Читайте также:  Армопояс — все о его назначении, функциях и установке

Рассчитывая конструкции с открытыми балками, учитывают необходимый уровень огнестойкости. Когда высота задается параметрами утеплителя, повышают ширину балок для увеличения времени задержки огня.

Вопросы к пожарной безопасности, также как и к шумозащите, еще имеются. Их продолжат решать в ближайшее время все заинтересованные стороны.

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

На подготовительном этапе выполните следующие мероприятия:

  1. Определитесь с материалом, который предполагается использовать для изготовления перекрытия помещения, а также изучите последовательность действий.
  2. Разработайте рабочий чертеж, предоставляющий полную информацию о конструктивных особенностях перекрытия и сортаментах применяемых материалов.
  3. Выполните расчеты, подтверждающие прочностные характеристики строительной конструкции и необходимый для длительной эксплуатации запас прочности.
  4. Рассчитайте потребность в строительных материалах, оцените объем расходов, а также подготовьте инструменты.
  5. Смонтируйте двутавровые балки, соблюдая интервал между опорными элементами, равный 1–2 м и проконтролируйте правильность установки с помощью уровня.
  6. Соберите по нижнему уровню двутавра щитовую разборную опалубку, используя ламинированную фанеру или строганные доски, обеспечьте отбортовку высотой 15–20 см.
  7. Закрепите деревянные брусья или стальные распорки для обеспечения неподвижности опалубочной конструкции, которая должна выдержать массу бетона.

При монтаже опор устанавливайте деревянные балки по одной штуке на каждый квадратный метр площади, а металлические элементы в 2 раза реже. Применение стоек телескопического типа существенно облегчит работы по фиксации опалубочной конструкции. Закончив подготовительные мероприятия, приступайте к основной работе.

Перекрытие по двутавровым металлическим балкам – подготовительные работы

Правильный расчет перекрытия по металлическим балкам очень важен

Выбор звукоизоляционной прослойки:

  • Волокнистые материалы, благодаря своей структуре поглощают большую часть, созданного шума. Этим материалом может быть эковата, минеральная вата, бальзовата. К тому же, одновременно они выступают в роли эффективного утеплителя.
  • Дополнительным слоем изоляции от шума может выступить формирование чернового пола их ДСП или OSB, при этом отсутствует крепление к лагам – плиты крепятся друг с другом гвоздями или саморезами. В варианте дома из бруса, на них действует собственный вес, и благодаря отсутствию крепления к основным конструкциям, значительно снижается уровень шума.
  • Рулонный утеплитель, по типу войлока, поможет избежать проникновения звуков между перекрытием и несущей стеной, между перекрытием и дымоходом.
  • Существуют специальные фольгированные пленки, которые применяются при обустройстве пола, которые помогают значительно уменьшить количество воспринимаемых неприятных колебаний.
Выбор звукоизоляционной прослойки:

Деревянные перекрытия могут быть и в доме кирпичом или из газобетона, независимости от материала стен, они нуждаются в звукоизоляции.

Распространенной ошибкой при обустройстве дома, является экономия на лагах, которая может привести к недостаточно прочному каркасу перекрытий в целом, а соответственно, прогибанию и вибрациям пола/потолка.

По углам помещений, как правило, расположены сквозные каналы для вентилирования. Важно правильно соблюсти схему их размещения, не обустраивать друг над другом, иначе даже самая лучшая шумоизоляция без возвратно испортится.

Как все устроено

Дерево хвойных пород является наиболее востребованным материалом для строительства межэтажных и чердачных перекрытий в частном доме. Основная причина очевидна — невысокая по сравнению с монолитным железобетоном или готовыми плитами цена.

Кроме того: перекрытие по деревянным балкам, в отличие от плитного, может быть смонтировано без услуг погрузочной техники, что тоже обеспечивает существенную экономию. От монолитного оно выгодно отличается тем, что не требует сооружения опалубки.

  1. Обеспечить их достаточную несущую способность при расчетных долговременных нагрузках;
  2. Выполнить эффективную межэтажную шумоизоляцию;
  3. Если речь идет о перекрытии над неотапливаемым подвалом или под неэксплуатируемым чердаком — организовать достаточно эффективную теплоизоляцию, соответствующую требованиям климатической зоны, в которой вы проживаете.

Первая задача решается подбором оптимальных сечения и шага балок. Максимальная длина деревянной балки перекрытия обычно ограничена 6 метрами — длиной поставляемого производителями бруса камерной сушки; при большем пролете сооружаются промежуточные несущие стены или опорные колонны.

Длина бруса ограничена размерами камер сушки.

Для решения второй и третьей задач межбалочное пространство заполняется утеплителем — стекло- или минеральной ватой, пенополистиролом, эковатой и прочими материалами. Их выбор — тема для отдельного исследования; на нем мы не станем заострять свое внимание.

Типичная конструкция утепленного перекрытия такова:

  • На боковые поверхности балок в их нижней части набиваются черепные бруски сечением от 40х40 мм .

Крепление черепных брусков.

  • По ним без крепления укладываются доски толщиной от 25 мм.
  • По настилу расстилается пароизоляционная пленка . Она перекрывает и доски настила, и балки.
  • Между балками укладывается утеплитель .
  • Сверху он застилается гидроизоляцией (чаще всего в этой роли выступает обычный полиэтилен с проклеенными швами между полотнами).
  • По гидроизоляции настилается черновой пол — непосредственно по балкам (при достаточной толщине половой доски) или по перпендикулярным им лагам. В первом случае между балками и настилом набивается контробрешетка — рейка толщиной 20 мм, оставляющая под настилом просвет для вентиляции.

Структура утепленного перекрытия.