Основные аспекты расчета деревянных балок и перекрытий

Схема межэтажного перекрытия в деревянном доме.

Возведение деревянных перекрытий между этажами: подробная технология строительства

При строительстве частных малоэтажных домов из дерева, бетонных блоков или кирпича между этажами чаще всего возводят деревянные перекрытия. Эти конструкции, по сравнению с альтернативными бетонными плитами, обладают рядом преимуществ. Деревянные перекрытия не перегружают стены, при монтаже не требуют привлечения грузоподъемной техники. Кроме этого, они обладают высокой прочностью, долговечностью и приемлемой ценой. Монтаж таких перекрытий достаточно прост, поэтому многие домашние мастера выполняют его самостоятельно.

Как построить деревянный дом. Все документы

Фундамент деревянного дома

Гидроизоляция дома современными материалами Гидроизоляция фундамента дома из бревна «дедовским» способом Цоколь, забирка, отмостка Устройство подвала в доме из бревна Материалы и растворы для фундаментов и цоколей Свайные и плитные фундаменты Ленточные фундаменты под дом из бревна Фундаменты столбчатые: деревянные (стулья) и каменные Фундаменты столбчатые из ж/б столбов; технология ТИСЭ Подготовка участка под фундамент Расчет фундаментов деревянного дома

Стены деревянного дома

Общее представление о возведении стен из бревна Принцип рубки стен Рубка углов стен «в обло» или «в чашу» Рубка в «лапу» Стены из бруса Узлы соединений стен из бруса Брус профилированный и клееный Другие варианты угловых врубок Рубка оконных венцов Сруб из оцилиндрованных бревен Стены с вертикальными брусьями; из деревянных кирпичей Конопатные работы Укрепление длинных стен Постановка сруба на место Ремонт стен бревенчатых и брусчатых домов Перегородки в деревянном доме

Окна, двери, лестницы

Клееные конструкции окон Изготовление, установка оконных коробок Изготовление оконных переплетов Сборка окон на винтовых стяжках Изготовление простых щитовых дверей Изготовление филенчатых дверей Дверная коробка, обналичка дверей Крыльцо деревянного дома Терраса деревянного дома Веранда, балкон деревянного дома Основные требования по возведению лестниц Приемы сборки деревянных лестниц Сборка деревянной лестницы

Крыша, кровля

Расчет уклона крыши дома Варианты стропил Соединение стропил Расчет стропил; деревянные карнизы Требования к обрешетке Глиносоломенная (глинокамышовая) кровля Кровля из щепы Кровля из теса в деревянном доме Кровля из шифера (волнистых асбестоцементных листов) Требования к дымоходам

Инструменты, приемы работ

Основной плотницкий инструмент и подготовка его к работе Крепление, перерубка и отеска бревен; врубка в полдерева Разметка бруса; выборка четверти, пазов в бревнах Приемы наращивания, сращивания и соединения бревен Пиление, строгание, сверление Верстак; склеивание древесины

Ещё

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов Фанера, разные древесные плиты Обрезные пиломатериалы из 1м3 бревен; как распилить бревно Выбор бревна; как определить объем одного бревна Свойства древесины – что стоит учесть О древесине и ее породах в строительстве деревянного дома Как устроить теплоизоляцию деревянного дома Особенности участка: грунт и уровень грунтовых вод Какой дом комфортнее: большой или маленький Влияние климатической зоны и поры года на строительство дома Чем руководствоваться при планировке дома

Структура перекрытия

Устройство деревянных перекрытий зависит от их функционального назначения, но все они имеют очень похожую структуру. Их главной составляющей, которая служит основой для других элементов, являются деревянные балки, закрепляемые к несущим конструкциям дома, то есть к стенам. Вся будущая нагрузка во время эксплуатации дома будет ложиться именно на них. Поэтому расчет деревянных балок перекрытия занимает важное место на подготовительном этапе.

Читайте также:  Стандарты и размеры многопустотных плит перекрытия по ГОСТу

Для изготовления балок используется деревянный брус из хвойных пород деревьев, почти не прогибающихся с течением времени, в отличие от лиственных.

На установленные балки закрепляется черновой или вспомогательный пол. Для этого используется фанера, листы ОСП или ДСП, поверх которых после завершения работ крепится финишное покрытие, напольное или потолочное. Образованное между черновым полом и потолком пространство заполняется разными изоляторами в зависимости от параметров помещения.

Расчет размеров деревянного перекрытия

Если говорить конкретно об устройстве деревянного перекрытия, то чаще всего для этого используют именно брус. Его сечение выбирается из расчета величины пролета и нагрузок, которые на него будут действовать. А так как деревянное межэтажное перекрытие является основой для пола, то нагрузки рассчитать непросто. Ведь нельзя точно сказать, какая мебель и в каком количестве будет установлена в комнатах. То же самое касается бытовой техники и людей.

Расчет размеров деревянного перекрытия

Поэтому специалисты берут так называемый средний показатель, равный 400 кг/см?. А уже отталкиваясь от этого, рассчитывают размеры балок. Есть более простой способ определить параметры перекрытия из бруса, это так называемый табличный вариант. То есть, уже давно опытным путем проведены расчеты, которые заключены в таблицы. В них, как уже было сказано, определяющими факторами выбора сечения балок являются длина пролета и шаг установки.

Длина пролета, м Сечение бруса, мм
Шаг установки 60 см Шаг установки 100 см
3 75х200 100х175
4 100х200 125х200
5 125х200 150х200
6 150х225 175х250
7 150х300 200х275
Расчет размеров деревянного перекрытия

В таблице длина пролета обозначает расстояние между внутренними плоскостями газобетонных стен. Соответственно балки должны заходить на сами стены минимум на 15 см, максимум на 30. Значит, длина брусов складывается из длины пролета и двух заходов на стены. К примеру, длина пролета – 6 м, значит, длина балки: 7+0,15+0,15=7,3 м.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

  1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

Разновидности перекрытий: какие бывают?
  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

  • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
  • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Перекрытие из металлического двутавра

Длина пролета 3-6 метров и более, балки укладываются с шагом 1 метр.

Основные параметры расчета, высота балки это 1/20 длины проема, ширина балки вычисляется из пропорции 5:7, где 5 это ширина балки.

Ниже приведена таблица расчет двутавровой балки для разных пролетов и шага балки.

Общая нагрузка, кг/ ² Пролет 6 м. № двутавра при шаге, мм Пролет 4 м. № двутавра при шаге, мм Пролет 3 м. № двутавра при шаге, мм
1000 1100 1200 1000 1100 1200 1000 1100 1200
300 16 16 16 10 12 12 10 10 10
400 20 20 20 12 12 12 10 10 10
500 20 20 20 12 12 12 10 12 12

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок шага укладки

Требуемое сечение рассчитывается в соответствии с нагрузками и другими эксплуатационными условиями. На параметр числа балок, их шага расположения, размеров и сечения влияет площадь комнаты и используемые в облицовке потолка материалы.

Читайте также:  Некоторые особенности устройства плит перекрытия

Оптимальный размер сечения для элементов прямоугольной конфигурации по соотношению высоты к ширине 1,4:1. На размер сечения влияет сорт древесины, из которой производятся перекрытия.

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок шага укладки

При соблюдении шага монтажа в 60 см рекомендуется учитывать следующие рекомендации:

  1. При пролете длиной 2 м минимальный размер сечения 7,5-10 см.
  2. При длине пролета в 2,5 м средние размеры сечения достигают 7,5-15 см.
  3. В пролетах до 3 м применяются перекрытия 7,5-20 см.
  4. Для балок перекрытия в пролете 4-4,5 м рекомендована установка материалов с сечением 10 на 20 см.
  5. При пролете в 5 м применяются перекладины 12,5 на 20 см.
  6. В пролетах 6 м потребуются перекрытия с сечением 15 на 20 см.

Виды перекрытий и их технологические особенности

В зависимости от используемого материала перекрытия делятся на:

  • Деревянные
  • Железобетонные

Вышеперечисленные виды перекрытий могут использоваться в зависимости от их назначений и конструктивных особенностей зданий.

Деревянные перекрытия

Установка балок Балочные или деревянные перекрытия часто используются при строительстве деревянных или традиционных частных домов. При этом балки перекрытия должны быть выполнены из лиственных или хвойных пород древесины.

Суть деревянных перекрытий проста. Берутся деревянные балки или клееная древесина со следующими размерами:

  • высотой 150-300 мм;
  • шириной 100-250 мм,

срезают концы под углом — 60-80 о, обрабатывают антисептиком и просмаливают. После этого концы балок оборачивают рубероидом и укладывают в ниши глубиной от 150 мм, оставляя зазор в 30-50 мм между стеной и балкой. Образовавшийся зазор заполняют минеральной ватой.

Следует помнить, что балки устанавливаются на несущие стены конструкции на расстоянии от 600 мм и до 1,5 м друг от друга.

При монтаже, балки устанавливают, начиная с крайних, предварительно отступив минимум 50 мм от стен конструкции. Затем в оставшееся пространство равномерно устанавливаются промежуточные балки.

После распределения всех балок по поверхности, необходимо проверить их на горизонтальность расположения. Для выравнивания обычно применяют просмоленные доски необходимых толщин. Необходимо помнить при выравнивании, что все балки в горизонтальной плоскости должны быть на одном уровне.

Для создания дополнительной жесткости будущего перекрытия, балки можно укрепить с помощью специальных стальных анкеров, гвоздей и стальных пластин. Подобное в кирпичных домах делается крайне редко, поэтому не будем заострять на этом внимание. А вот в деревянных домах крепление балок происходит с помощью специальных соединительных скоб.

После подготовки основания перекрытия, можно переходить к его покрытию.

Монтаж деревянных перекрытий В качестве настила для деревянных перекрытий обычно выступают строганные доски (25-45 мм толщиной), ОSB-панели или толстая фанера.

Монтаж происходит следующим образом. Сначала на балки приделывают черепные бруски с сечением 50х50 мм на которые настилают черновой пол*. Поверх чернового пола стелют последовательно слои паро и теплоизоляции, а уже после чистовой пол*. Такой метод используют когда монтируют цокольное перекрытие.

Монтаж междуэтажных перекрытий происходит несколько иначе. Крепятся черепные бруски, к которым снизу прикрепляют слой пароизоляции, а затем материал потолка для нижнего этажа. Далее, с внутренней стороны черепных брусков, между балками, укладывается шумо и теплоизоляционный материал. В роли такого материала может выступать минвата или керамзит.

После этого, поверх балок, укладывается еще один слой пароизоляции, а поверх него либо оструганные доски, либо плиты OSB или толстой фанеры.

В редких случаях, когда расстояние между балками большое, то прежде чем укладывать доски или плиты, перпендикулярно балкам сначала кладут лаги, располагая их ближе друг от друга, чем балки.

Монтаж мансардных и чердачных перекрытий примерно такой же, как и монтаж междуэтажных перекрытий. Во всех трех случаях толщина балки должна быть не менее 1/24 длины самой балки.

Читайте также:  Как утеплить пол в квартире: выбираем метод

Поверхность пола, образовавшуюся в результате монтажа деревянного перекрытия, в зависимости от настилочного материала, покрывают финишным покрытием*. Если в качестве материала использовали оструганные доски, то оптимальным вариантом будет покрыть их лакокрасочными составами, а не укладывать поверх них что-либо.

Достоинства Плюсами деревянного перекрытия являются:

  • Значительно небольшой вес деревянного перекрытия по сравнению с железобетонным, что снижает нагрузку на стены и фундамент конструкции здания.
  • Сравнительная простота и быстрота монтажа.
  • Монтаж деревянного перекрытия можно сделать своими силами.
  • Низкая стоимость такого перекрытия по сравнению с монолитным или железобетонным.

Недостатки Существуют минусы деревянного перекрытия. К ним относятся:

  • Легкая воспламеняемость материала.
  • Регулярная обработка дерева перекрытия огнезащитными пропитками и лакокрасочными составами.
  • Зыбкость деревянных перекрытий.
  • Дерево нуждается в циркуляции воздуха.
  • Недолговечность.
  • Делайте деревянные перекрытия там, где это необходимо, а не там, где Вам хочется.
  • Все деревянные элементы перекрытия должны располагаться от дымовых вентиляционных каналов на расстоянии минимум 250 мм.
  • Все дерево перекрытия необходимо обработать огне и биозащитными средствами.
  • Балки в местах соприкосновения с кирпичом или бетоном необходимо обработать защитными составами и обернуть рубероидом.
  • Не делайте расстояние между балками более 1000 мм.
  • Не превышайте ширину между опорами балки более чем 6 м.

Укладка перекрытий

Установку перекрытия по деревянным балкам начинают с выкладки каркаса. По торцам стен из досок выкладывают накат. Балки с заданным шагом размещают между длинными стенами помещения. После предварительной установки с помощью строительного шнура проверяют отклонение каждой балки относительно всех остальных. Затем с помощью ватерпаса определяют угол отклонения всей конструкции от горизонтали. При необходимости отдельные элементы настила выравнивают.

Проверяют длины опорных площадок: если балка цельная, выполнена из бруса или кругляка, она должна входить в стену на 150 мм; сборные дощатые балки заглубляются на 100 мм.

Каждую балку закрепляют в специальном кармане, сделанном предварительно в стене. Концы балок, соприкасающиеся со стеной, промазывают водоотталкивающем битумным составом и оборачивают несмачиваемой пленкой. Перед фиксацией торцы балок стесывают под углом 60о. Зазор между элементами перекрытия и вертикальной поверхностью стены утепляют.

Укладка перекрытий

В кирпичном доме треть балок, выбранных через равные промежутки, закрепляют анкерами. Крепление балок к деревянным стенам осуществляется в пазы, выдолбленные в продольном брусе. Концы балок обматывают рубероидом – для устранения скрипа перекрытий. Каждую балку закрепляют с помощью скоб или других жестких стальных элементов.

Межбалочное пространство обычно заполняют керамзитобетоном, саманом, базальтовым утеплителем. Для этого снизу делается накат: у нижних ребер балок набиваются черепные рейки, к которым крепятся дощатые накаты. Выполняют обшивку из двух слоев доски, скрепленной под углом друг к другу. Если перекрытие отделяет жилые помещения, межбалочное пространство заполняют звукоизолирующими составами. После монтажа необходимых наполнителей открытую часть перекрытия зашивают доской. Верхняя облицовка межэтажных перекрытий служит обычно полом для обитателей более высоких этажей.

Чердачное перекрытие конструктивно может быть выполнено как элемент стропильной системы. В этом случае особое внимание уделяют заполнению пустот теплоизоляционными материалами. Цокольное перекрытие является границей и барьером между теплом и холодом. По этой причине большое значение придают его гидроизоляции снизу.

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.