Как правильно срастить балки перекрытия

В этой статье нам предстоит выяснить, как выполняется расчет деревянных балок перекрытия. Кроме того, мы познакомимся с общими принципами сооружения утепленных перекрытий и узнаем, каким образом рассчитывается их утепление.

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Материалы:

  • бревна или брусья для потолочных балок (подойдут только хвойные породы древесины, причем бревна должны быть хорошо просушенными в течение трех-четырех месяцев)

необходимый размер балок (из бруса) указан в таблице:

Ширина пролета, м Расстояние между балками, м Сечение балок, см
2 1,0 12×6
2 0,6 10×7
3 1,0 16×11
3 0,6 14×9
4 1,0 20×12
4 0,6 16×12
5 1,0 22×16
5 0,6 18×14
6 1,0 25×18
6 0,6 22×14
  • доски обрезные шпунтованные (хвойные, толщиной 25-28 мм)
  • брус для стоек (хвойный, сечением 100×80 см)
  • крепежный материал (скоба строительная, гвозди длиной в 2 раза больше толщины используемой потолочной доски)

Требования к деревянным брусьям для перекрытий

В перекрытиях участвует не только брус, но и бревна, которые обтесывает с 3х сторон, также могут применять доски, скрепленные между собой.

Когда выбирают материал перекрытия, все элементы конструкции тщательно осматривают на наличие повреждений, дефектов, на наличие паразитов, к примеру, шашеля.

На качество деревянных заготовок влияет его просушка, поскольку уровень влажности не должен быть более 14%, в противном случае доски и бревна будут менее прочными и возможны прогибы в местах нагрузок. Типовой размер балки предполагает ее толщину в 1/24 от всей длины.

То есть при длине в 5 метров, ширина должна быть не менее 20 сантиметров. Если подобрать нужный диаметр не представляется возможным, необходимо скреплять между собой несколько балок.

Расчет нагрузок на перекрытие учитывает вес самого тяжелого, а также средние показатели давления обстановки дома, владельцев и прочих предметов.  Усредненное значение давление принимают 400 килограмм на квадратный метр.  К полученным показателям нужно добавить 30-40% для хорошего запаса прочности.

Каждая балка имеет прогиб,  минимальное значение которого – 1/300 от длины. В связи с этим, необходимо делать конструкции типа подъемов, чтобы снизить этот показатель. Лиственные породы дерева работаю на изгиб плохо при балочно-брусовом перекрытии, потому их не применяют для этих целей.

Что такое перекрытия на самом деле

Перекрытия бывают нескольких видов; например, по своему местоположению они делятся на:

‬Прежде чем установить деревянную балку, ее необходимо обработать антисептическим раствором.

Что такое перекрытия на самом деле
  • цокольные – они, как правило, располагаются между первым этажом и подвалом частного дома;
  • межэтажные – эти виды перекрытий располагаются между этажами;
  • чердачные – они отделяют жилые этажи от чердака.

Кроме того, перекрытия могут быть разделены и по виду строительных материалов, из которых они производятся: балочными или плитными. Любые перекрытия, независимо от того, какими они являются и из каких материалов сделаны, должны обеспечивать теплоизоляцию, а также звуко- и гидроизоляцию. Они могут и должны обладать повышенной прочностью, жесткостью и пожаробезопасностью. Кроме того, если перекрытия являются деревянными, нужно обеспечить их от гниения или плесневения. Определиться с видом перекрытий, которые буду сделаны в каркасном доме, нужно еще задолго до строительства, так как конструкции балочных или плитных перекрытий полностью отличаются друг от друга.

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

Подшивка потолка

6.5.1 Для подшивки потолка могут использоваться листовые и плитные обшивочные материалы, а также пиломатериалы, виды и требования к минимальной толщине которых указаны в таблице 7.3.

Примечание— При использовании данных таблицы 7.3 следует вместо шага стоек учитывать шаг балок.

6.5.2 В случаях, когда размеры листов или плит подшивки меньше расстояний между балками перекрытия, а также в случаях применения для подшивок материалов с недостаточной жесткостью, подшивки должны крепиться к балкам по обрешётке, которая должна удовлетворять требованиям, указанным в таблице 6.3.

Таблица 6.3

Максимальный шаг обрешетки, мм

Минимальное сечение брусков обрешетки, мм, при максимальном шаге брусков обрешетки, мм

400

600

300

19´38

19´64

400

19´38

19´64

600

19´64

19´89

6.5.3 Обрешетка должна прибиваться к балкам гвоздями длиной не менее 50 мм.

6.5.4 Крепление листов или плит подшивочного материала к балкам перекрытия или к обрешетке гвоздями или самонарезающими винтами должно выполняться с учетом таблицы 7.5.

Минимальная глубина проникновения в опору гвоздя или винта при креплении гипсокартонных листов к балкам перекрытия с нормируемым пределом огнестойкости, указанная в таблице 7.5, должна увеличиваться до 30 мм.

6.5.5 Все края листов или плит подшивок должны крепиться к балкам или брускам обрешетки. Края листов или плит в угловых пересечениях стен и перекрытий рекомендуется опирать на обшивку каркаса стен.

6.5.6 Подготовка обшивок к отделке должна выполняться в полном соответствии с технологическими инструкциями по строительству домов данной системы.

6.5.7 Для подшивки потолка перекрытий с нормируемыми пожарно-техническими характеристиками рекомендуется применение гипсокартонных листов, указанных в таблице 6.4, типов по ГОСТ 6266 и гипсоволокнистых листов по ГОСТ Р51829 или гипсовых плит по стандарту США ASTM С 36-97 [1] обычного типа и типа X (огнестойкие).

В случае использования гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, не отвечающих указанным требованиям, а также при применении других материалов или конструктивных решений перекрытий, не указанных в таблице 6.4, конструкции перекрытий должны быть испытаны на огнестойкость в соответствии с ГОСТ30247.1 и пожарную опасность в соответствии с ГОСТ30403 и должны использоваться только при условии, что соответствующие пожарно-технические характеристики конструкций перекрытий в этом случае не ниже установленных в таблице 6.4.

Этажность дома

Требуемые значения пожарно-технических характеристик конструкций

Описание конструктивных решений, обеспечивающих заданный предел огнестойкости и класс пожарной опасности

Предел огнестойкости

Класс пожарной опасности

1 или 2 этажа

Не регламентируется

Нет ограничений по применению материалов подшивок и черного пола

3 этажа при площади этажа до 150 м2

REI 30

К2 (30)

Деревянные балки, расположенные с шагом не более 600 мм, с подшивкой потолков гипсокартонными листами типа ГКЛ или гипсоволокнистыми листами типа ГВЛ в один или два слоя общей толщиной не менее 15,9 мм и с заполнением пустот негорючими или слабогорючими (НГ или Г1 по ГОСТ 30244) теплозвукоизоляционными материалами, защищенными от выпадания из конструкции после разрушения подшивки. Допускается не заполнять пустоты в конструкциях теплозвукоизоляционными материалами, если общая толщина подшивки не менее 20 мм

3 этажа при площади этажа более 150 м2

REI 45

К2 (45)

Деревянные балки, расположенные с шагом не более 600 мм, с подшивкой потолков гипсокартонными листами типа ГКЛ или гипсоволокнистыми листами типа ГВЛ в два слоя общей толщиной не менее 24 мм и с заполнением пустот негорючими или слабогорючими (НГ или Г1 по ГОСТ 30244) теплозвукоизоляционными материалами, защищенными от выпадания из конструкции после разрушения подшивки. Допускается не заполнять пустоты в конструкциях теплозвукоизоляционными материалами, если общая толщина подшивки не менее 30 мм

Примечания

1 Обозначения гипсокартонных листов приняты по ГОСТ 6266, гипсоволокнистых листов — по ГОСТ Р 51829. Обозначения пожарно-технических характеристик конструкций приняты по СНиП 21-01.

2 Конструктивные решения обеспечивают заданные предел огнестойкости и класс пожарной опасности стен при креплении гипсокартонных и гипсоволокнистых листов к каркасу винтами с шагом не более 300 мм.

3 Для трехэтажных домов с площадью этажа до 150 м2 с внутренними открытыми лестницами предел огнестойкости перекрытий не регламентируется, а требуемый класс пожарной опасности обеспечивается подшивкой потолков гипсокартонными или гипсоволокнистыми листами толщиной не менее 12 мм

Крестообразная вязка внахлест

Вязка внахлест – универсальное соединение пиломатериала, используется при укладке стен из бревен и бруса. Заготовки под прямым углом укладывают в вырубленные пазы, размер данного паза зависит от типоразмеров используемого материала. Такой замок используют при возведении срубов и перекрытий, строительстве мостов, сооружении навесов. Основные способы крестообразного скрепления:

  • Соединение вполдерева;
  • Соединение в четверть и треть дерева;
  • Зарубка в один ряд.

Наибольшее распространение крестообразное соединение вполдерева получило при рубке углов в чашу, применяется при постройке сооружений хозяйственного назначения, жилых домов и бань. Конструкция усиливается строительными скобами, нагелями и шпонками.

Наращивание длины

Крестообразная вязка внахлест

Длину бруса промышленного изготовления определяет ГОСТ 24454-80, из множества размеров бруса, наиболее востребованы 3- и 6-метровые заготовки. При сращивании торцы стыкуемых брусьев крепят различными способами:

Выбор крепления для соединяемых брусьев зависит от поставленных задач. Для настилов применяют прямой замок, для вертикальных опор – замок в полдерева или на коренной шип, для сооружения 3D-конструкций – косые замки. Замки усиливают строительными скобами, нагелями и шпонками, для несущих опор применяют болтовые крепления. С целью сохранения однородности поверхностной фактуры клееного бруса, длину наращивают методом зубчатого соединения или встык на шпонку, стыки усиливают водостойким клеем.

Продольный монтаж брусовых стропил кровельных перекрытий, имеет свои особенности – необходимо учитывать воздействие разнонаправленных нагрузок. Для соединения применяют косой прируб, усиленный болтовым креплением диаметром 10-12 мм.

Сплачивание по высоте

При возведении деревянных стен и перегородок, кладку из цельного бруса естественной влажности усиливают нагелями, скобами или креплением «на муфту». Профбрус обладает повышенной адгезией, надежное сцепление венцов обеспечивает соединение «шип-паз».

Наиболее распространенной строительной операцией сплачивания по высоте является возведение стен. В качестве соединяющих элементов используют нагели диаметром 25-30 мм, один нагель скрепляет несколько венцов. Для фиксации кладки из профбруса, нагелей требуется в 2-3 раза меньше. Соединение на нагель надежно, сохраняет свои свойства на протяжении всего периода эксплуатации строения.

С помощью крепления «на муфту» предотвращают деформацию и образование трещин при высыхании пиломатериала, винтовая стяжка создает регулируемое вертикальное натяжение.

Крестообразная вязка внахлест

Источники:

  • -dom/soedinenie-brusa
  • -brus-sposoby-soedineniya
  • -krepit-brus-mezhdu-soboy/
  • -vidy-kreplenij-brusa-mezhdu-soboj
  • -materialy/

5 934

Крепление скользящего типа

Подвижное соединение применяется для домов из бруса, бревен и других материалов, дающих усадку. Если в таком доме сделать жесткий стык стропильных ног с мауэрлатом, с течением времени вся конструкция может завалиться. При ошибках в строительстве деформация начинается со стен домов и передается дальше.

Крепление скользящего типа

Для скользящего соединения в любом строительном магазине неплохо приобрести специальный крепежный элемент, называемый «салазками». Также вы можете приобрести уголки с необычными отверстиями для соединения (продолговатой формы). Ко всем элементам крыши стропила крепятся при помощи хомутов и скоб.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Как только балки перекрытия будут готовы к установке на них стропил, приступайте к изготовлению всей остальной конструкции и соединению стропил с балками.

Для соединения стропильной ноги с балкой ее конец обрезают под нужным углом, либо делают более сложную врубку на шипы. Давайте рассмотрим оба таких варианта.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Соединение стропила с балкой без врубки

Можно обойтись без врубки, если задействовать потом крепежные элементы – это нормальное решение. Итак, чтобы сделать простой срез на стропилах, изготовьте шаблон:

-Шаг 1. Возьмите строительный угольник и приложите его к доске.

-Шаг 2. Отметьте место реза на верхушке стропила.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

-Шаг 3. При помощи столярного транспортира нарисуйте параллельную линию первому пилу поперек стропила. Эта линия поможет вам определить линию от веса на краю здания.

Вот как это выглядит на практике:

Изготовить такие стропила намного проще, чем для врубки. Главное – правильно определить угол наклона крыши и правильное место будущего среза:

В итоге в жизни такая конструкции выглядит вот так у двускатной крыши:

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Виды врубки стропильной ноги в балку перекрытия

Сама конфигурация крепления больше зависит от угла наклона ската. Например, для крыши с крутыми скатами, где снеговая нагрузка – небольшая, вы можете применить крепление с одинарным зубом. При методе одинарного зуба часто изготавливают дополнительные шипы, который помогают стропилам не двигаться под нагрузками. А под такой шип уже нужно будет гнездо в балке.

Но, наверняка вы знаете, что любые такие места способны ослабить балку, а поэтому их глубина должна быть не более чем 1/4 толщина балки и не ближе, чем на 20 см от края балки (чтобы не образовался скол).

А вот если у вас крыша с уклоном менее 35 градусов, тогда есть смысл использовать двойной зуб, ведь такое крепление позволяет достичь высокой прочности узлов. Как и в предыдущем варианте, вы можете дополнить двумя шипами.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

При таком методе у каждого зуба может быть как одинаковая глубина, так и разная. Например, первый зуб вы можете врубить только на 1/3 толщины опорной балки, а второй уже – наполовину:

Суть в том, что две стропильные ноги в конструкции с опиранием на балки закрепляются затяжкой. Но, если концы этих ног будут скользить, тогда целостность затяжки будет быстро нарушена. Чтобы предотвратить такое скольжение, вставлять, вернее, врубать стропильную ногу в самую затяжку необходимо при помощи зуба – с шипом или без него.

В процессе врубания стропила в конец затяжки нужно максимально отодвинуть зуб. Если же вам необходимо усилить крепление таких стропил, тогда используйте двойной зуб. Еще один момент: сами зубы могут быть разной величины.

И, наконец, желательно прикрутить конец стропильных ног при помощи скрученной проволоки, чтобы ветер не мог сорвать такую крышу. В качестве проволоки лучше возьмите оцинкованную, и закрепите ее одним концом к стропильные ноге, а другим – в костыль, который предварительно закладывают в кладке стены на расстоянии 30-35 см от верхнего края.

Как установить стропильные ноги на балки перекрытия?

Вот хороший пример аккуратной врубки стропила на затяжку, которая одновременно служит балкой перекрытия уже в четырехскатной крыше:

Металлический крепеж для такого узла все равно необходим, потому что врубка сама по себе не может удержать стропильные ноги под нагрузкой.

Технические требования

Для балки очень важен такой показатель, как максимальная длина без опор. Простейший способ определить его – воспользоваться онлайн-калькулятором. Во внимание принимаются:

  • размеры пролетов;
  • способы закрепления конструкций;
  • величина нагрузки согласно проекту.

Важно знать, что для определения шага и сечения балок используются специальные таблицы. При подборе несущих участков учитывается их толщина: в деревянном доме она составляет от 0,1 до 0,2 м. Определяя длину балок, кроме расстояния, разделяющего стены, добавляются 0,2-0,25 м на двустороннее опирание. Простая деревянная балка в длину может составлять до 6 м. При изготовлении из клееного дерева этот показатель вырастает до 9 м.

Подбор перекрытий для каркасного дома куда сложнее, чем для деревянного жилища. Дело в том, что ошибки могут оказаться намного серьезнее. Строители, не имеющие опыта или работающие непрофессионально, могут совершить немало промахов. Необходимую информацию можно почерпнуть из СП 31-105-2002. Независимо от массы давящей нагрузки, категорически нельзя использовать сырую древесину, так как иначе можно столкнуться с трещинами. Дерево придется обязательно обеззараживать и обрабатывать смесями, препятствующими возгоранию.

Балки должны крепиться на верхние обвязки несущих стен или на прогоны. Нельзя уменьшать сечение элементов, запиливая вырез, чтобы стыковать изделия с обрезкой. Стальные опоры балок должны по высоте совпадать с самими балками. И металлические, и бетонные балки:

  • не должны иметь ржавых и жирных пятен;
  • соответствуют требованиям ГОСТ по отклонениям от плоскостности, прямолинейности;
  • соответствуют эталонам отделки;
  • содержат материал с определенной прочностью на сжатие.
Читайте также:  Перекрытия в доме, виды перекрытий в частном доме