Виды балок перекрытия и основные расчёты

Как уложить межэтажное потолочное перекрытие по деревянным балкам?

До начала установки делается расчет балки на прогиб. Понадобятся:

• балки;
• бруски, прибиваемые к нижним частям лаг (черепные деревянные бруски);
• материалы для гидроизоляции;
• щиты накаты,
• пол и лаги.

Использование засыпки неуместно, так как она не обладает нужными шумоизолирующими показателями. Нежелательно устройство полиуретана из-за высокой токсичности.

Устройство такого перекрытия по балкам многослойная. От его качества зависит комфорт проживания в частном доме. Здесь используются варианты: шумоизоляционные и теплоизоляционные материалы.

Пошаговое выполнение монтажа по балкам:

1. К балкам крепится материал, выполняющий роль потолочного перекрытия: фанера, ДСП, доски и др.
2. Один на другой, внахлёст, выкладывается пароизоляционное потолочноепокрытие, в случае необходимости плёнка закрепляется к балкам строительным степлером.
3. В потолочное межэтажное перекрытие по балкам с особой аккуратностью укладывают минеральные маты.

Утеплитель должен точно укладываться на балки. Устройство служит звукоизолятором. Если это пенопласт, то лучше всего его фиксировать деревянными колышками между балками и пенопластом.

Слой утеплителя в доме закрывают мембраной, защищающей конструкцию от пара. Основное назначение этого слоя – воспрепятствовать проникновению элементов минеральной ваты внутрь помещения.

1. Устройствомежду балками и перекрытиями заливают монтажной пеной, остатки после застывания обрезают.
2. В заключение выполняется монтаж гидроизоляционного материала в виде досок, плит ДСП и др.
3. Все промежутки между стенами и плитами заполняют войлоком, тем самым будут ослаблены обычные и ударные звуки. На верхнем этаже или чердаке на потолочное перекрытие укладывают резиново-пробковую дорожку, что обеспечивает идеальную звукоизоляцию. Весь периметр сопровождает зазор в виде вспененного полиэтилена или демпферной ленты. По углам формируют отверстия для вентиляции, которые включают в общую систему вентиляции в частном доме. Они будут способствовать отведению пара и влаги из потолочного перекрытия.

Выбор материалов

Утепление перекрытий по деревянным балкам можно выполнить любым из видов теплоизолирующих материалов:

1. Насыпной (шлак, керамзитовый гравий).
2. Монолитной укладки (легкие бетоны – керамзитобетон, газобетон и т. д., пены).
3. Плитные (плиты и маты из различных материалов минерального и синтетического происхождения – из пористого бетона «Велит», минераловатные, пеностекло, пенополистирол).
4. Пленочные.

Для того, чтобы выбрать утеплитель, надо анализировать их теплоизолирующие свойства, объемный вес и несущую конструкцию самого строения.

Как правило, насыпные и монолитные утеплители при высокой теплопроводности обладают внушительным весом и, для обеспечения, требуемого нормами сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций, потребуется толщина, например, засыпки керамзитобетоном 0,5 м при минимальном объемном весе материала 200 кг/м3, что деревянные балки могут не выдержать. Эти утеплители чаще выбирают для межэтажных перекрытий по бетонным плитам в домах из кирпича.

Материалы, пользующиеся наибольшим спросом при утеплении – минераловатные плиты (из каменной, базальтовой или стекловаты) и пенополистирол. У этих материалов отличные характеристики:

• показатели теплопроводности от 0,33 до 0, 42 Вт/(м×К);
• малый объемный вес – от 10 кг/м3;
• низкое водопоглощение;
• высокая паропроницаемость;
• плотность на сжатие от 70 кПа.

Эти показатели говорят о следующем:

• утепление межэтажного перекрытия по деревянным балкам не потребует толстого слоя теплоизоляционного материала;
• несущие конструкции не будут перегружены;
• утеплитель при наличии должной паро- и гидроизоляции не будет аккумулировать влагу, а, значит, прослужит долго и будет
• сохранять комфортные условия в доме;
• при ремонте не разрушится от тяжести человека.

Не менее важен для долговечности конструкции выбор пароизоляционных материалов. На строительных рынках их предлагают значительное количество. Перед покупкой необходимо выяснить, как этот материал работает, а в случае многослойных мембран – какой стороной она должна прилегать к утеплителю.

ГОСТы и СНиП на двутавровые балки

Использование опорных изделий в строительстве регламентируется государственными стандартами и нормативами.

При этом разработаны и применяются следующие документы:

ГОСТ 30244-94. «Стройматериалы и комплектующие изделия».

СНиП 2.08.01-89. «Дома для проживания».

ГОСТ 8486-86Е. «ТУ на материалы пород из хвойных деревьев».

СНиП II-25-80. «Конструкции из дерева».

При изготовлении деревянных балок применяются материалы из пород хвойных деревьев по ГОСТу 8486.

ГОСТ 8486. Изготовление черепных заготовок из хвойного материала.

ГОСТ 2695. 1.3.2. Брус из лиственных пород (ольхи, осины).

СНиП II-25. Расчетные параметры древесины балок, при этом она должна быть не ниже 2-го сорта. Для черепных брусков допускается применять древесину 3-го сорта.

Выбор материалов, расчет конструкции

Типы балок для перекрытий

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

• доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
• двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
• LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
• комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
• четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
• двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
• оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

• межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
• чердачное перекрытие;
• подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

• потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
• длина пролета (ДП);
• шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра

Табл. 2 — Сечение балок при шаге в 1 метр.

Расчет количества балок для перекрытия производится по следующей формуле:

КБ = ДП/Ш, где:

• КБ – количество балок установленного сечения;
• ДП – длина пролета;
• Ш – шаг.

Общее число балок зависит от количества пролетов.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

Большинство помещений имеют прямоугольную форму. В таком случае рациональнее всего крепить балки перекрытия так, чтобы добиться минимально возможной длины самой балки. Так, например, если размер помещения 4 х 6 м, то лучше использовать балки длиной 4 м, так как требуемое сечение для них будет меньше, чем для 6-метровых балок

Обратите внимание, что в нашем случае 4 м и 6 м – это длина пролета балки, сама балка должна быть на 30 – 60 см длиннее

Теперь стоит вернуться к вопросу о нагрузке. Перекрытия жилых домов чаще всего рассчитаны на распределенную нагрузку 400 кг/м2, причем для расчета чердачного перекрытия достаточно будет даже 200 кг/м2. Весь дальнейший расчет будет произведен для такой нагрузки с учетом, что расстояние между стенами равно 4 м.

Методика расчета шага каркаса крыши

Еще на этапе проектирования дома из дерева нужно произвести все расчеты нагрузок. Это относится и к стропильной системе

Особенно важно это в деревянном домостроении, так как зачастую вместо мауэрлата используется верхнее звено. Исправить ошибки в такой конструкции впоследствии сложно

Для правильного расчета расстояния между балками существует методика.

Пролет каркаса крыши под строительство дома из бруса стандартно превышает 1 м, а самое маленькое допустимое значение — это 60 см, такие показатели указаны в ГОСТах (см.рис.). Правильно рассчитать длину стропил и их шаг можно следующим вариантом:

• С помощью рулетки замеряется длина ската крыши, результат делят на размер шага каркаса крыши. Например, если расстояние между стропилами 1 м, значит делить нужно на 1, если 70 см, то на 0,7.
• Полученную цифру суммируют с 1 и округляют до ближайшего большего числа. Так можно определить количество балок для одного ската крыши.
• На полученный результат нужно разделить длину будущего ската. В результате получится расстояние между каждым стропилом.

Для примера рассмотрим крышу, скат которой равен 25,5 м и шагом в 0,6 м. Высчитывать нужно следующие показатели: 25,5:0,6=42,5, к 42,5+1=43,5. Эту цифру округляем до ближайшего большего целого, получаем 44. Это количество стропильных балок на 1 скат будущей крыши.

Теперь высчитываем пролет между стропилами: 25,5:44=0,58 м. Получается, ставить ноги каркаса нужно через 58 см. Так можно легко рассчитать шаг любого каркаса крыши односкатной или сложной, без учета кровли. Но профессионалы рекомендуют свои расчеты под определенный вид кровли.

Каркасный дом из двутавровых балок

Применение двутавров в домостроении позволяет в четыре раза увеличить прочную конструкцию стен, по сравнению с простыми каркасными строениями. В итоге здание, выстроенное по канадской технологии из этого материала, получается надежным и облегченным, а возведение дома – сравнительно недорогим и с сокращенными сроками.

Достоинства такого строения:

• Ровные стены внутри и снаружи дома;
• Увеличенная прочность и устойчивость остова;
• Отсутствие прогиба, кручения и гниения перекрытия;
• Длительный срок службы;
• Сравнительно невысокая стоимость строительства здания из двутавровых балок.

К тому же при возведении каркаса дома можно незаметно установить в проемах изделия все коммуникационные магистрали и электропроводку.

Балки из ОСБ своими руками

Чтобы изготовить двутавр своими руками, где ребром жесткости будет ориентировочно стружечная плита OSB, прежде всего, нужно сделать правильный расчет предполагаемой нагрузки. Изготавливается самостоятельно опора в несколько этапов:

• В верхнем и нижнем брусе по центру делается паз по толщине плиты.
• Затем в зависимости от высоты опоры, выпиливается плита определенного размера и тщательно обрабатывается срез, при этом не допускается на материале сколов, срезов и других дефектов.
• Наносится клей на поверхность канавки, плита вставляется в пазы бруса.
• Сжимается под прессом и выдерживается некоторое время.

Более подробно самостоятельное изготовление двутавра из дерева можно посмотреть по видео:

Особенности, преимущества и недостатки перекрытий из дерева

Деревянные конструкции устраиваются по балкам, которые также выбираются из этого материала. Чаще всего они используется в небольших малоэтажных домах.

Балки могут быть изготовлены из:

• досок, толщина которых составляет от 3,8 до 5 см;
• бруса, толщина которого составляет от 7,5 см до 17,5 см;
• бревен;
• проклеенного бруса;
• клееных балок (деревянного двутавра).

Такой вид перекрытия по балкам обладает следующими преимуществами:

• его достаточно легко сделать и смонтировать;
• обладает хорошими теплоизоляционными свойствами;
• дерево является экологически чистым материалом, что гарантирует отсутствие в доме вредного воздействия на организм человека;
• можно использовать в домах, которые стоят на легком фундаменте, поскольку перекрытия не будут давать большой дополнительной нагрузки;
• доступность.

В то же время, необходимо помнить и о недостатках данной конструкции:

• перекрытия из дерева по балкам имеют не такую высокую прочность, как железобетонные;
• нуждается в дополнительной обработке антипиренами – благодаря этому деревянное покрытие будет не горючим;
• без обработки антисептиком, деревянное покрытие по балкам может быть поражено грибком, насекомыми-вредителями или плесенью;
• из-за сырости, колебаний температур, влажности и нагрузок присутствует риск образования деформации деревянного перекрытия.

Основные этапы при монтаже перекрытия из дерева

Данный вид перекрытия устанавливается по балкам. Так что, первый шаг в технологической схеме устройства – это установка балок. Устройство этих элементов в доме происходит согласно следующей инструкции:

• Первоначальной задачей стоит обработка древесины антисептиком. В противном случае, они будут со временем гнить, и перекрытие по деревянным балкам будет неустойчивым.
• Концы балок срезаются по углом от 60 до 80 градусов. Помимо антисептика, они также просмаливаются.
• Далее концы балок должны быть обернуты рубероидом.
• В стене должны быть подготовлены ниши, глубина которых должна составлять от 15 см. В них укладываются балки. При этом зазор между стеной и балкой должен составлять от 3 до 5 см. После установки балки, он заполняется минеральной ватой.

Устройство необходимо начинать с самых крайних элементов. После того, как все они будут установлены, необходимо чтобы по балкам был одинаковый горизонтальный уровень.

В некоторых случаях, необходимо позаботиться об обеспечении большей жесткости. Для этого обычно прибегают к стальным креплениям – анкерам, скобам либо пластинам. Если анкера и пластины используются крайне редко, то скобы можно встретить достаточно часто в деревянных домах.

После завершения этих этапов, можно приступать к устройству перекрытия по балкам. В качестве настила обычно выступают листы фанеры, строганные доски либо панели OSB. Но это далеко не единственный элемент. Пирог перекрытия состоит из чернового пола, изоляции (ветро-, тепло-, гидро-), небольшого воздушного зазора и половой доски. Пирог: от верхних слоев к нижним слоям (наглядный пример):

1. Ламинат.
2. Подложка под ламинат.
3. Плиты ОСП.
4. Доска с характеристиками 50х100.
5. Утеплитель толщиной 20 см.
6. Брус 70х195 мм.
7. Брус 20х20 см.
8. Защита от ветра.
9. Доска 25х100.

Пирог, а точнее его слои, могут немного изменяться в зависимости от конструктивных решений. В зависимости от того, какая плита используется в качестве чернового пола, рекомендуется либо покрыть финишным покрытием и класть плитку, линолеум или другое покрытие. В том случае, если сверху в качестве чернового пола выступают струганные доски, их можно покрыть лакокрасочным составом и больше ничего не укладывать.

Рекомендации от специалистов по работе с конструкциями из древесины

В том случае, если необходимо устройство перекрытия из древесины по балкам, специалисты рекомендуют придерживаться некоторых советов. Среди которых:

• Устраивать перекрытия нужно только в тех местах, где это действительно необходимо. Излишние конструкции в декоративных или других целях будут лишь давать дополнительную нагрузку на фундамент.
• Все элементы из дерева должны быть обработаны специальными антисептиками и защитным составом от возгорания.
• Прежде, чем вставлять балки в бетонные или кирпичные выемки в стене, их предварительно нужно обработать специальными составами. После этого они оборачиваются рубероидом и только затем вставляются в выемки.
• Если рядом с балками проходит дымоход, нужно помнить, что минимальное расстояние между ними должно быть не менее 25 см.

Делаем деревянное перекрытие

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.

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.

Балки из клееного бруса: положительные и отрицательные стороны

1. Достаточная длина и прочность бруса дает возможность создать конструкцию с меньшими опорами.
2. Вес бруса меньший нежели у большинства строительных материалов, используемых в стропильной системе.
3. Как правило, изготовление из другого материала подразумевает больше расходов.
4. При грамотном уходе готовая конструкция сможет прослужить долгое время.

Минусы клееного бруса:

1. Если балки плохого качества, то ламели будут расслаиваться и лопаться.
2. Клееные перекрытия не являются экологически чистым материалом.
3. Хоть брус довольно легкий, без дополнительной техники монтаж стропильной системы крайне сложен.

Как правильно рассчитать количество балок из клееного бруса для стропильной системы?

Естественная эксплуатационная нагрузка на перекрытие подразумевает необходимость в точном выборе материала. Рассчитать сечение балок строящегося здания можно в соответствии со СНиП II-25-80.

В процессе расчета можно взять сечение стандартного бруса, но для сложных конструкций следует учитывать коэффициент для клееных пиломатериалов. Как правило, сечение балки бруса должно ровняться примерно 1/10-1/16 части ширины планируемого пролета. Существует таблица И. Стоянова, которая упрощает данные расчеты. Например, если пролет равен 6 м, с нагрузкой на метр в 350 кг, то сечение должно составлять не меньше 20х22 см. Если пролет меньше, к примеру, 3 м с нагрузкой в 200 кг, сечение должно быть не менее 5х16 см.

Особенности монтажа балок перекрытия из клееного бруса. Цена

Клееный брус перед началом работ следует пропитать антисептиком и огнеупорным составом. Естественно, при производстве данного материала уже использовался подобный состав, однако сделать это еще раз не будет лишним.

Опорные концы стропил необходимо изолировать рубероидом. Устанавливать балки следует с расчетом нагрузки на всю конструкцию. Для повышения звукоизоляции под них между этажами прокладывается войлок или резина.

Снизу для крыши конструкция устилается утеплителем, к примеру, «Изоспаном», и монтируется черновой потолок. Для этого доски можно брать с толщиной в 20 мм. Потолок необязательно делать сплошным, поскольку это просто несущее сооружение. Балки сверху покрываются гидроизоляцией. Между этажами прокладывается теплоизолятор, к примеру, минвата, которая также служит как звукоизолятор. Вся конструкция крепится саморезами, сечение которых зависит от толщины балок.

Цена на балки перекрытия из клееного бруса

Балки из клееного бруса традиционно производят из ели и сосны, а значит их стоимость примерно одинаковая. Однако и тут имеются свои нюансы. Цена на балки зависит от:

• производителя;
• сечения балки;
• качества балки.

Покупать более длинные балки намного выгоднее. Производители также могут делать скидку покупателям, приобретавшим материал от 5 кубов.

Кроме того, большинство производителей предлагают сделать надпилы на брусе за 20-30% от общей стоимости.

Вывод

Покупать балки для перекрытия из клееного бруса можно, однако только у проверенного производителя. Траты на покупку этой продукции будут меньшими, нежели на аналогичный товар из какого-либо другого материала. Помимо этого, стропильная система подобной конструкции будет оперативна в сборке, и экономна при доставке. А форму балки при точном расчете нагрузки и соблюдении всех технологий будут удерживать долгие годы. Естественно, многое зависит от квалификации работников, которые будут производить монтаж стропил.

Возможно Вам будет также интерестно:

• балки для перекрытия
• балки перекрытия из клееного бруса
• войлок или резина
• гидроизоляция
• достаточная длина
• изолировать рубероидом
• Изоспан
• клееный брус
• клееный брус для стропил
• конструкция устилается утеплителем
• коэффициент для клееных пиломатериалов
• монтаж стропил
• огнеупорный состав
• опорные концы стропил
• особенности монтажа балок
• прокладывается теплоизолятор
• пропитать антисептиком
• расчет нагрузки
• сечение балки
• сечение балки бруса
• сечение балок
• СНиП
• сосна
• стропильная система
• устанавливать балки
• ширина планируемого пролета
• эксплуатационная нагрузка на перекрытие

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

https://youtube.com/watch?v=KlFFsw1YMe8

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы

Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350

Балки перекрытия являются основными несущими элементами всего деревянного перекрытия. От правильного выбора и подбора размеров и количества балок зависит надежность деревянного перекрытия. Основными размерами деревянных балок перекрытия являются их длина и сечение. Определять длину балки нужно исходя из ширины пролета, который вам необходимо будет перекрыть. Размеры сечения балки перекрытия зависят от длины пролета, расстояния между устанавливаемыми балками (шага установки) и предполагаемой нагрузки, которая будет действовать на балки перекрытия. Статья расскажет, как можно самостоятельно рассчитать количество и размеры балок.