Балки перекрытия и стропила — способы крепления

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

Общая характеристика балок из дерева

При строительстве именно деревянные балки перекрытий считаются самым экономичным вариантом. Их монтаж не вызывает особых трудностей. Материал характеризуется низкой теплопроводностью, особенно по сравнению с железобетонными, стальными балками.

Общая характеристика балок из дерева

Конечно, есть у дерева и свои недостатки. Например, невысокая механическая прочность. Если металл поражает коррозия, то дерево – различные грибки и микроорганизмы. Вот почему перед установкой необходимо тщательно обрабатывать их различными антипиренами и антисептиками.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Материал древесины CоснаЛиственницаЕль Предельная нагрузка: — а рекомендуемая 400 кг/м2 Данная балка подходит!
Пролёт см
Размеры балки x мм
Шаг балок см

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: 

Виды деревянных перекрытий

Существует несколько видов деревянных перекрытий по их основному назначению:

  • Цокольные. Предназначены для настила полов на первом этаже и разделения нежилого подвального помещения от жилых комнат. Поэтому основное требование, которое к ним предъявляется — это обеспечение качественной тепло- и звукоизоляции.
  • Межэтажные. Используются для разделения жилых помещений между этажами в коттеджах и таунхаусах. Поэтому требования к теплоизоляции минимальны, а вот к звукоизоляции, наоборот, повышенные, так как внутри здания способны распространяться звуковые волны не только по воздуху, а и по цельному материалу.
  • Чердачные. Выполняют практически те же функции, что и цокольные. Однако из-за нахождения холодного помещения над тёплым, дополнительно требуется уделять внимание установке пароизоляции, чтобы избежать образования в перекрытиях конденсата.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

Из деревянных двутавровых балок перекрытия своими руками монтируют стропильные системы и сооружают перемычки между этажами.

Читайте также:  Как сделать перекрытие в погребе – три варианта

Этот современный материал выпускается по международным стандартам с применением передовой технологии, позволяющей получить отличный строительный продукт нового поколения.

Это прекрасное решение для частного строительства всех типов конструкций, начиная от каркасного дома или блочной постройки и заканчивая деревянным теремом из сруба.

Сфера использования

Двутавровая балка встречается не только в частном строительстве, но и является неотъемлемым атрибутом на стройплощадках, где монтируют промышленные помещения, торговые центры, офисные здания и т. п. В малоэтажных домах этот деревянный элемент выступает как несущая конструкция в составе стропильной системы, на чердаках, мансардах стеновых и кровельных каркасах.

Пояса двутавровой балки сделаны из цельной древесины, а поперечина — из стружечной плиты

С помощью такого решения можно отказаться от перекрытий из досок, металлических профилей и ЖБ плит.

Такие балки состоят из комбинированных материалов: пояса созданы из цельной древесины, а поперечина выполнена из стружечной плиты.

Эти деревянные перекрытия более чем в три раза увеличивают жесткость стен, благодаря чему каркасное сооружение приобретает прочность, существенно не увеличивая вес.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

Техническая характеристика

Современный материал для перекрытий выпускается в промышленных масштабах на новейшей заводской линии. Для его изготовления применяют клееный деревянный брус, тщательно просушенный в камере, и стружечную плиту (OSB, OSP). По конфигурации балка очень похожа на рельс и имеет такие особенности:

Стандартные размеры балки

  • фанера, из которой собраны боковые стойки, устойчива к влаге, ее толщина может варьироваться в диапазоне 24 – 27 мм. Также в состав балки входит полка из древесины, обработанная антисептическим средством;
  • фанерная стойка интегрируется в полки при помощи технологических пазов;
  • детали между собой соединены водотермостойким клеевым составом;
  • снаружи балка покрыта краской с водоотталкивающей способностью.

Самые востребованные размеры перекрытия:

  • габариты балки – 200х80 мм;
  • толщина фанерной перемычки – 27 мм.

Положительные характеристики

Удачная комбинация «дерево – стружечная плита — дерево» здесь отсутствуют те недостатки, которые встречаются у натуральной древесины. Двутавровое сечение служит своеобразным усилителем, благодаря чему прочность перемычки увеличивается многократно, и изделие по своим техническим характеристикам может смело становиться в один ряд с бетонными и ЖБИ перекрытиями.

Крепежные детали для стропил

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

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

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову): 1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.

2. Ширину балки расчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).

3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.

4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Читайте также:  Грамотное армирование монолитной ж/б плиты

Таблица. Рекомендуемые размеры прямоугольных поперечных сечений балок

Ширина сечения.

Высота сечения, мм

мм

300

400

500

600

700

800

1000

1200

Далее кратно 300

150

+

+

200

+

+

+

300

+

+

+

400

+

+

+

500

+

+

Далее кратно 100

+

+

Теперь прочитайте про расчет стропильной системы и расчет фундамента.

For determining beam spans (distance a beam can span between supporting posts), consider the following concept. The more weight, or the longer the supported length of joist that a beam must carry, the shorter the span of the beam – for a particular size of beam.

Достоинства и недостатки перекрытия по металлическим балкам

Конструкция с несущими элементами из стального проката обладает рядом достоинств:

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

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

[testimonial_view id=”19″]

Наряду с преимуществами, имеются и слабые стороны:

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

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

Перекрытия по металлическим балкам очень прочны и надежны

От чего зависит выбор сечения балок.

Для того, чтобы не ошибиться с подбором арматуры и поперечных сечений для железобетонных балок, необходимо знать ряд особенностей.

От чего зависит выбор сечения балок.

Двутавровая балка с шириной стенки от 60 до 100 мм является самой практичной. Толщину стенки необходимо выбирать в зависимости от размещения арматурного каркаса, а также укладки и уплотнения бетона. У V-образных опорных элементовтолщина стенки постепенно увеличивается. Это свойство обеспечивает прочность конструкции, а также ее стойкость к образованию трещин. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метров, может быть применено тавровое сечение.

Полезная информация! Чаще всего высота сечения ригелей в середине пролета составляет от 1/10 до 1/15 пролета. Если это двускатная балка – высота сечения в середине пролета определяется исходя из типовой высоты балки, составляющей 800 или 900 мм и уклона верхнего пояса.

От чего зависит выбор сечения балок.

Балки с различными видами сечений

Для обеспечения устойчивости при транспортировке и монтаже ширина верхней полки составляет от 1/50 до 1/6, то есть около 200 — 400 мм.

От чего зависит выбор сечения балок.

Ширину нижней полки выбирают в зависимости от прочности бетона при ее обжатии, от диаметра зажимов натяжных устройств и от длины балки, давящей на колонну.

Ширина нижней полки колеблется от 200 до 280 мм. Переход от вертикальной стенки к полкам осуществляется с помощью вутов, имеющих угол наклона 45°.

От чего зависит выбор сечения балок.

Решетчатые двускатные стропильные балки применяются при необходимости прохождения коммуникаций. Диаметр сечения таких балок составляет 200-280 мм.

  1. Двускатные балки изготавливают из бетона классов В25 — В40. В качестве основы используется арматурные прутья классов A-V и A-IV, канаты класса К-7 и высокопрочную проволоку класса Bp-II.
  2. Продольные стержни верхней полки и каркасы стенки изготавливают с помощью арматуры класса A-III.
От чего зависит выбор сечения балок.

В опорных частях ригелей устанавливают вертикально расположенные стержни и сетки, выполняющие роль дополнительной арматуры.

Читайте также:  Расчет безбалочного монолитного перекрытия

Железобетонная балка двускатная

От чего зависит выбор сечения балок.

При обжатии двускатных балок с двутавровым сечением в верхней полке могут образоваться многочисленные трещины. Для того, чтобы этого избежать, необходимо стропильные железобетонные балки армировать конструктивной напрягаемой арматурой в верхней части ригеля. При этом эксцентриситет усилия обжатия и растягивающее напряжение в верхней полке уменьшаются.

Нагрузка балки от собравшегося снега и собственного веса передается на опоры через ребра панелей.

От чего зависит выбор сечения балок.

Подбор как продольной, так и поперечной арматуры, расчет стойкости к возникновению прогибов и трещин производится для простого изгибаемого элемента прямоугольного, двутаврового или таврового профиля на всех стадиях работы.

Важно! При этом не стоит забывать о том, что опасное нормальнее сечение в двускатных балках отстоит на 0,35 — 0,4L от опоры, а не располагается в середине пролета. Если давящая нагрузка распределена равномерно, при уклоне верхней полки равном 1:12, опасное нормальное сечение находится на расстоянии 0,37L от опоры.

Если нагрузка на балки с параболическим криволинейным и параллельным очертанием верхнего пояса распределена равномерно, расчетное сечение будет расположено в середине пролета.

Крепление стропил к мауэрлату

После установки мауэрлата производится следующий этап возведения кровли – крепление стропильных ног.

Оттого насколько правильно будет производиться соединение конструкции и применяемых крепежей зависит прочность всей кровли. При креплении учитываются такие факторы, как форма крыши, особенности стропильной системы, климатические условия.

Оно может производиться двумя способами – жестким и скользящим:

Жесткий, не допускающий смещение

В данном случае используются:

  1. Гвозди.
  2. Металлические уголки.
  3. Опорные брусья, прибиваемые к стропилам, длиной до 1 м.

Опорный брус подбивается под стропильную балку, которая жестко опирается на мауэрлат. Поперек оси бруса с обеих сторон крест-накрест вбиваются гвозди. Сверху на стропильную балку строго вертикально вбивается еще один гвоздь.

Скользящий способ

Допускает некоторое смещение или поворот стропила относительно мауэрлата. Этот вид крепления производится тремя способами:

  1. На стропильной доске делается запил, которым она и укладывается на мауэрлат. Крепление производится, металлическими уголками, скобами или гвоздями;
  2. Стропильная балка выпускается на стену и крепится металлической пластиной. Это способ используется, как правило, для небольших пролетов, так как при каких-либо серьезных нагрузках такое крепление может не выдержать;
  3. Метод «салазки», при котором используются стальные крепежи-пластины, предназначенные специально для стропил. Такое крепление достаточно надежно, способно выдержать деформацию.

Чаще всего шарнирный способ применяется при возведении кровли деревянных домов. Это связано с возникающей со временем усадкой дома. Кровельная конструкция в данном случае смещается вместе с коробкой строения, исключая возможность каких-либо разрушений.

При креплении стропильной системы к мауэрлату должен соблюдаться определенный порядок. Стропильная доска укладывается на брус и прогон, при этом угол совмещается с ребром мауэрлата.

Производится разметка по линии мауэрлата и прогона, по которой стропило подрезается. Затем производится крепление стропильной доски к коньку. При этом стропила должны ложиться рядом, не упираясь друг в друга, и закрепляются гвоздями, уголками или пластинами.

Как крепить стропила, если использован мауэрлат

Без мауэрлата можно обойтись в каркасных и деревянных домах, но иногда он является обязательной частью конструкции. Например, при использовании для стен пенобетонных блоков и подобных им материалов:

  • передачей влаги от стен стропильной системе;
  • особенности материала, из-за которой крепления в ней не задерживаются;
  • хрупкость стен;
  • невозможность выдержать на себе крышу без использования мауэрлата.

Если дом строят из материала, не дающего усадку, желательно использовать жесткое крепление, в противном случае соединение может иметь степень свободы. Система стропил крепится сначала к мауэрлату, а на свободных концах соединяется с балками перекрытия.