Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Устройство чистых полов

6.6.1 Общие требования

6.6.1.1 Чистый пол должен предусматриваться во всех жилых помещениях.

6.6.1.2 В случаях, когда водопроницаемый чистый пол в помещениях ванных комнат, кухонь, прихожих и постирочных кладется по черному полу, который может повреждаться водой, под чистый пол следует укладывать гидроизолирующее покрытие с водопроницаемостью не более 0,068 мг/(Па×ч×м2), определяемой испытанием в соответствии с ГОСТ 26589.

6.6.1.3 Деревянные лаги, на которые укладывается настил чистого пола на бетонную плиту по грунту, должны иметь сечение не менее 18 ´ 38 мм и быть пропитанызащитным составом для древесины.

6.6.2 Основание плитного типа для пола

6.6.2.1 Основание плитного типа, укладываемое на черный пол, предусматривается при необходимости обеспечить ровную поверхность под чистое покрытие пола, например, когда черный пол выполнен из пиломатериалов, а покрытие предусмотрено из упругих материалов, паркета, керамической плитки или предусмотрена укладка напольного покрытия из нетканого синтетического волокна или покрытия коврового типа.

6.6.2.2 Основание плитного типа должно иметь толщину не менее 6 мм и должно быть выполнено из твердой фанеры, твердых древесно-волокнистых, древесно-стружечных, цементно-стружечных или гипсоволокнистых плит.

Основание плитного типа под наклеиваемую керамическую плитку должно иметь толщину не менее 6 мм, если балки под черным полом расположены с шагом менее 300 мм, и не менее 10 мм при шаге более 300 мм.

6.6.2.3 Основание плитного типа должно крепиться к черному полу скобками, половыми гвоздями или самонарезающими винтами, расположенными с шагом не более 150 мм по краям и 200 мм в других местах.

Гвозди для прибивания основания плитного типа должны быть длиной не менее 20 мм для основания пола толщиной 6 мм и не менее 25 мм для основания пола толщиной 8 мм.

Скобки для крепления основания плитного типа должны иметь:

– толщину стержня не менее1,2 мм и ширину наружной соединяющей части 4,0 мм;

– длину забиваемого стержня не менее 25 мм при толщине основания пола 6 мм и не менее 30 мм при большей толщине основания пола.

6.6.2.4 Если основание плитного типа устанавливают по черному полу из фанеры, древесно-волокнистых, древесностружечных, цементно-стружечных, гипсоволокнистых плит, то стыки плит основания должны быть смещены на 200 мм относительно стыков в находящемся подними черном полу.

6.6.2.5 Все отверстия, трещины или другие видимые дефекты на поверхности плит основания пола под приклеиваемыми к ним упругими или керамическими покрытиями должны заделываться, чтобы дефекты не проявлялись на поверхности чистого пола.

6.6.3 Дощатый пол

6.6.3.1 Толщина дощатого пола должна соответствовать таблице 6.5.

Таблица 6.5

Типы дощатого пола	Максимальное расстояние между балками перекрытия, мм	Минимальная толщина настила, мм
с черным полом	без черного пола
Шпунтованные доски из древесины твердых пород (для применения только внутри зданий)	400	16	19
600	16	32
Шпунтованные доски из древесины мягких пород (для применения внутри и снаружи)	400	19	19
600	19	32
Рейки квадратного сечения из древесины хвойных пород (только для применения снаружи)	400	–	25
600	–	40

6.6.3.2 Доски чистого пола нельзя укладывать параллельно настилу черного пола из пиломатериалов, если не предусмотрено отдельное дополнительное основание пола.

Если доски чистого пола настилаются без черного пола, они должны укладываться под прямым углом к балкам перекрытия таким образом, чтобы торцевые стыки досок размещались в шахматном порядке и находились на опорах.

Каждая доска чистого пола должна опираться не менее чем на две опоры.

6.6.3.3 Каждая доска пола прибивается не менее чем одним гвоздем по ширине доски с шагом гвоздей согласно таблице 6.6, кроме досок шириной более 250 мм, прибиваемых как минимум двумя гвоздями по ширине доски.

Таблица 6.6

Толщина настила чистого пола, мм	Минимальная длина гвоздей для пола, мм	Максимальный шаг гвоздей, мм
19 и менее	60	400
25	60	400
32	70	600
40	80	600

6.6.4 Клей, используемый для наклейки настила пола из паркетных щитов и клепок, должен подходить для соединения древесины с материалом черного пола.

Для закрепления балок на стенах из бруса или бревна используют различные решения

Первое — заглубление торцевых частей не менее чем на 70 мм в пазы, вырезанные в стенах (иногда паз заполняют изоляционным материалом, чтобы исключить появление скрипа). Практикуют также соединение типа «ласточкин хвост» и др. Если закрепление балки предполагает подрубку ее концов, то стоит иметь в виду: согласно СНиП 11-25-80 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, допустима подрубка не более 1/4 высоты балки. К сожалению, нередко концы подрубают в полдерева, значительно уменьшая сечение балки, из-за чего в зоне распила образуются протяженные трещины, снижается жесткость опоры, что сокращает срок службы здания.

Еще один способ соединения — с помощью специальных опор из оцинкованной стали (хомутов, кронштейнов, уголков и т. п.). Их плюс — технологичность и быстрота монтажа. Бывают опоры с открытым и скрытым креплением. Последние применяют, когда балки должны быть видны в интерьере (пример такого крепежа — Т-образная пластина, длинным плечом входящая в паз, сделанный в торце балки). К опоре балку фиксируют металлическими саморезами, а саму опору присоединяют к стене металлическими саморезами или шурупами-глухарями большого сечения.

Балки зафиксированы на стенах и сращены встык стальными уголками и накладками, которые закреплены саморезами

Сечение и шаг размещения балок выбирают исходя, прежде всего из длины пролета и предполагаемой нагрузки на перекрытие

Ряд специалистов критически относится к использованию подобных опор при закреплении балок на ограждающих стенах. Ведь, согласно указанным выше СНиПам, металлические элементы, применяемые в условиях, при которых возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным слоем. Между тем в случае соединения балки перекрытия с ограждающей стеной металлический крепеж опор может оказаться в зоне точки росы. По словам экспертов, это обернется появлением темных полос на поверхности древесины в районе такого крепежа.

Торцевые части балок заглублены в пазы, вырезанные в стенах

Закрепление на стене стальной опоры для балки с помощью шурупов-глухарей

При использовании же стальных опор для соединения балок перекрытия со стенами внутри помещения (где опасности выпадения конденсата нет) подобной проблемы не возникает. В каменных (кирпичных, пенобетонных и пр.) ограждающих стенах для закрепления деревянной балки еще на стадии их возведения создают так называемое гнездо, в которое и вставляют балку.

Опоры с открытым креплением

Опоры с открытым креплением

Глубина укладки опоры — не менее 150 мм. Конец балки тщательно обрабатывают антисептическими составами и подрезают под углом, чтобы ее торец не насыщался влагой. Притом для отделения древесины от камня конец балки оборачивают гидроизоляционным материалом (чаще всего рубероидом или пергамином в два слоя), оставляя торец открытым, чтобы не было препятствий для свободного отвода водяного пара из древесины. Балку обычно укладывают на антисептированный деревянный накат, закрепленный в гнезде поверх слоя гидроизоляции, механически фиксируя к нему.

Чтобы закрепить деревянную балку, в каменной стене еще на стадии ее строительства создают особое гнездо

Согласно требованиям вышеупомянутых СНиПов, не допускается глухая заделка деревянных конструкций в каменные стены, а значит, гнездо обязательно должно проветриваться. Кроме того, для предотвращения появления в стене мостиков холода его следует заполнить теплоизоляционным материалом (например, паклей), не создавая притом препятствий для движения воздуха.

Вид сбоку	Вид сверху
Вариант опирания деревянной балки на кирпичную стену: 1. Деревянный короб 2. Теплоизоляция 3. Деревянная балка 4. Обертка торца балки гидроизоляцией 5. Металлический анкер 6. Гидроизоляция

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

• Чердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
• Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
• Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.

Определение шага и сечения балок

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

К достоинствам отнесем:

• Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
• Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
• Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
• Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
• Есть возможность изменить ширину шага укладки.
• Можно установить внутренние коммуникационные линии.
• Отличная звукоизоляция.
• Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

• Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
• Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
• Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

• цокольные,
• межэтажные,
• чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

• балки,
• подшивное перекрытие,
• изоляционные слои,
• накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

• крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
• следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
• крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
• между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

• доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
• пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Сборно-монолитная основа

Сокращенно СМП. Это основа, которая наиболее современная для обустройства перекрытия. Эта конструкция сочетает в себе блоки перекрытия и балки. Использование грузоподъемной техники для конструирования данного перекрытия не требуется. Все конструктивные элементы этого межэтажного перекрытия имеют небольшой вес.

Преимущества использования СМП перед другими видами:

• Монтаж с небольшим количеством рабочих.
• Высокий уровень теплоизоляции в сочетании с использовании при стройки блочного полистиролбетона или ячеистого бетона.
• В отличии от монолитов имеет значительно более легкий вес.
• Сложная форма каркаса здания под перекрытие возможна при применении такого вида перекрытия.

Минусом использования СМП стоит указать долгое формирование основания из блоков и балок.

Шаг для укладки балок 600 мм. Используются специальные продольные балки. Они кладутся между параллельными стенами. Для заполнения используются блоки. Заполняются вручную. И в итоге всех произведенных манипуляций получается несъемная опалубка, которая значительно удобнее съемной.

Следующий этап – это армирование. Для чего используется рифленая арматура. Сетка почти как в монолитном перекрытии, но только одноярусная. Обычно используются прутки 6-8 миллиметровые, а ячейки делаются 100 х 100 мм.

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

• длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
• расстояние между балками (их шаг);
• нагрузка на конструкцию.

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же. Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный. l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Как правильно уложить балки перекрытия. Схема балок перекрытия. Как правильно сделать деревянное перекрытие

Рис. 1. Виды деревянных перекрытий : а – чердачное перекрытие с утеплением по верхней обшивке; б – перекрестное чердачное утепление ; в – надподвальное перекрытие с межбалочным утеплением; 1 – балки перекрытия ; 2 – дощатая обшивка; 3 – пароизоляция; 4 – первый слой утеплителя; 5 – арматурная сетка; 6 – паропроницаемая стяжка; 7 – деревянный (дощатый) накат ; 8 – перекрестный каркас; 9 – дощатая обшивка (как вариант – паропроницаемая армированная стяжка); 10 – второй слой утеплителя; 11 – черепной брусок ; 12 – деревянный пол; 13 – плинтус; 14 – щель воздухообмена.

Балки чаще всего представляют собой деревянные брусья прямоугольного сечения . Для накатов целесообразно применять деревянные щиты . В целях экономии древесины дощатые накаты можно заменять накатами из ребристых или пустотелых гипсовых или легкобетонных блоков. Такие элементы несколько тяжелее деревянных накатов , зато они невозгораемые и не загнивают.Для обеспечения лучшей звукоизоляции от воздушного переноса звука по накату делают глинопесчаную смазку толщиной 20-30 мм, поверх которой насыпают шлак или сухой прокаленный песок толщиной 6-8 см. Засыпка из пористого материала поглощает часть звуковых волн.В конструкцию деревянного перекрытия входит настил пола из строганных шпунтованных досок, прикрепляемых гвоздями к лагам, из пластин или досок, которые укладывают поперек балок через 500-700 мм.

Деревянные балки перекрытий

Несущими элементами балочных перекрытий являются деревянные балки прямоугольного сечения высотой 140-240 мм и толщиной 50-160 мм, уложенные через 0,6; 0,8; 1 м. Сечение деревянных балок перекрытий зависит от нагрузки, подшивки ( наката ) с засыпкой, и дощатого пола, настеленного по лагам как непосредственно по лагам (Таблица 1.).

Таблица 1. Минимальное сечение деревянных балок перекрытия прямоугольного сечения

Использование лиственных пород дерева в качестве балок перекрытия не допустимо, так как они плохо работают на изгиб. Поэтому в качестве материала для изготовления деревянных балок перекрытия применяют хвойные породы древесины, очищенные от коры и антисептированные в обязательном порядке. Чаще всего концы балок заводятся в специально оставляемые для этой цели гнезда в кирпичных стенах непосредственно в процессе кладки (рис. 2 а. или рис. 2 б.), либо врубаются в верхний венец бревенчатых, брусчатых и каркасно-щитовых стен.

Рис. 2. а. Заделка деревянных балок перекрытия в наружную стену : 1 – стена, 2 – подкладка, 3 – заделываемый конец балки.

Рис. 2. б. Заделка деревянной балки перекрытия в кирпичную стену: 1 – кирпичная стена, 2 – деревянная балка, 3 – конец балки, обработанный антисептической пастой или обернутый рубероидом, 4 – гидроизоляция из двух слоев рубероида.

Длина опорных концов балки должна быть не менее 15 см. Укладку балок ведет “маячковым” способом – вначале устанавливают крайние балки, а затем промежуточные. Правильность положения крайних балок проверяют уровнем или ватерпасом, а промежуточных – рейкой и шаблоном. Балки выравнивают, подкладывая под их концы просмоленные обрезки досок разной толщины. Подкладывать щепки или подтесывать концы балок не рекомендуется. Деревянные балки перекрытий укладывают как правило, по короткому сечению пролета по возможности параллельно друг другу и с одинаковым расстоянием между ними. Концы балок, опирающиеся на наружные стены, срезают наискось под углом 60 град., антисептируют, обжигают или обертывают двумя слоями толя или рубероида. При заделке деревянных балок в гнезда кирпичных стен мы рекомендуем концы балок обработать битумом и просушить, чтобы снизить вероятность гниения от увлажнения. Торцы балок обязательно оставляют открытыми. Пространственные ниши при заделке деревянных балок перекрытий заполняют вокруг балки эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). При толщине кирпичных стен до 2-х кирпичей зазоры между концами балок и кирпичной стенкой заливают цементным раствором . Можно также как вариант утеплить концы балок деревянными коробами, предварительно просмолив их. В толстых стенах (2,5 кирпича и более) концы балок не прикрывают, оставляя вентиляционные продушины. Это предохраняет концы балок от конденсации влаги. Диффузия влаги в деревянной балке показана на рис. 3.

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07–85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материала	Плотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист	750
Базальтовая вата (минеральная)	50–200 (от степени уплотнения)
Берёза	620–650
Бетон	2400
Битум	1400
Гипсокартон	500–800
Глина	1500
ДСП	1000
Дуб	655–810
Ель	420–450
Железобетон	2500
Керамзит	200–1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон	1800
Кирпич полнотелый	1800
Линолеум	1600
Опилки	70–270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб	22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой	14 кг/м 2
Пенобетон	300–1000
Пенопласт	60
Плитка керамическая	18 кг/м 2
Рубероид	600
Сетка проволочная	1,9–2,35 кг/м 2
Сосна	480–520
Сталь углеродистая	7850
Стекло	2500
Стекловата	350–400
Фанера клееная	600
Шлакоблок	400–600
Штукатурка	350–800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

2. Переменная нагрузка

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

3. Суммарная нагрузка

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

• 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2 ) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Материал	Объем, м 3	Плотность, кг/м 3	Масса, кг	Удельная нагрузка, кг/м 2
Брус (сосна)	9 х 0,15 х 0,1 х 3,3 = 0,4455	500	222,75	14,85
Доска (сосна)	15 х 0,04 = 0,6	500	300	20,0
Фанера	15 х 0,01 = 0,15	600	90	6,0
Линолеум	15 х 0,005 = 0,075	1600	120	8,0
Минвата	15 х 0,12-0,405 = 1,395	100	139,5	9,3
Итого:	58,15
С учетом k = 1,2	70

Переменная нагрузка — 150 х 1,2 = 180 кг/м 2 .

Общая нагрузка — 70 + 180 = 250 кг/м 2 .

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)

• qр — расчетная нагрузка на балку, qр = 1,5 кг/см;
• L — длина балки, L = 330 см;
• Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
• J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

Оценка статьи:

Сохранить себе в:

Расчет чердачного перекрытия по деревянным балкам Ссылка на основную публикацию

Достоинства стропильной системы крыши из двутавровой балки:

• Длина стропил, хребтов, ендов может достигать 12 метров;
• Возможен монтаж натуральной черепицы на безопорном пролете до 9 метров;
• Средний вес квадратного метра конструкции из двутавра всего 8 кг, что обеспечивает легкость монтажа;
• Устойчивость к воздействиям природного, химического и механического характера и, как следствие, долговечность;
• Безопасность и надежность при эксплуатации;
• Точное соблюдение заявленных геометрических форм;
• Нет необходимости в обработке деревозащитными составами
• Идеальная геометрия, необходимая в монтаже гибкой черепицы

  Бледный нос у кота причины

Расчёт бруса для балок

Если решили использовать деревянные перекрытия в строительстве частного дома, то нужно правильно продумать устройство и рассчитать физические параметры используемого бруса. При расчете должны быть учтены следующие данные:

Длина деревянных балок

Длина деревянных балок выбирается в зависимости от параметров пролета, который они должны перекрывать. Существуют нормативы по длине балок или досок. Если расстояние между опорными стенами до 6 м, то их можно укладывать без дополнительных опор. Если расстояние свыше 6 м, то даже при очень частой укладке такое перекрытие будет сильно прогибаться, что может быть опасно для проживания.

Под длинными досками, даже самыми прочными, должны устанавливаться дополнительные опоры

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

На деревянные перекрытия дома действует комбинированная нагрузка, которая в зависимости от поры года и погоды меняется. Это особенно ощутимо в постройках с шиферной кровлей, потому что этот материал очень сильно впитывает в себя влагу и становится тяжелее почти в 2 раза. Учитывая особенности устройства кровли и второго этажа, нагрузка состоит из нескольких элементов:

• собственно веса самих перекрытий, в которые входят балки, межбалочные заполнения;

• вес отделки потолка, пола второго уровня, перегородок, кровли;

• людей, мебели и техники.

Если нагрузка не будет изменяться, то есть на перекрытия будет давить постоянный собственный вес, утеплитель и отделка потолка первого этажа, то в среднем она составляет 50 кг/м², при этом нормативное значение для неэксплуатируемого чердака берется 70 кг/м². Эксплуатационная нагрузка тогда рассчитывается по формуле:

70*1,3=90 кг/².

Общая расчетная нагрузка определяется как сумма веса перекрытий и нормативной по СНиП, то есть:

50+90 = (с округлением в большую сторону) – 150 кг/м².

Для обеспечения надежности цифру стоит увеличить вдвое и исходить при выборе материала уже из нового значения.

При планировке строительства дома, нужно уже примерно представлять, что будет в доме, чтобы можно было рассчитать примерный вес нагрузки, и лучше брать по максимуму

Сечение и шаг балок перекрытия

Немаловажное значение при выборе материала для строительства дома с обустройством деревянных перекрытий имеет сечение и шаг укладки балок. Чем их больше, тем прочнее, но лишние тоже ни к чему, так как древесина очень недешевый материал

Количество балок рассчитывается исходя из общей расчетной нагрузки. В нашем случае она составляет 300 кг/м². Ширина балок обычно составляет от 40 до 200 мм, а высота от 100 до 300 мм. Допускается использование бревен с диаметром от 11 до 30 см. Оптимальное соотношение сторон должно быть 1,4:1.

Еще о соотношении сечения и шага балок в таблице:

Количество материала

Количество балок перекрытия выбирается исходя из предварительных расчетов. Оптимальным шаг укладки составляет 60 см. Соответственно, на пролет 3 м потребуется не менее 7 балок или досок перекрытия.

Количество балок рассчитывается исходя из предполагаемой нагрузки и параметров самих балок

Расчет перекрытия по деревянным балкам на допустимый изгиб

Из таблицы 1.4 видно, что максимальный допустимый изгиб балки должен составлять

f=(ql^4)/384EI

Поскольку Е в этой формуле, как уже говорилось, это модуль упругости древесины, а I – это осевой момент инерции балки, необходимо найти модуль для конкретного вида древесины и рассчитать осевой момент по формуле c учетом того, что осевой эта величина измеряется в см4, то есть ширину балки b необходимо вставлять именно в сантиметрах.

I=(ba^3)/12=(5×18^3)/12=2430

Подставляя полученное значение в формулу расчета прогиба, получаем величину прогиба в метрах.

f= (45×10^3×3^4)/(384×100×2430)=0,039

Важно: перед подстановкой в формулу все данные приводятся к измерению в метрах! В противном случае ошибка расчета может составить до 4 порядков. С учетом того, что для пролета 3 м максимально допустимый прогиб составляет одну трехсотую длины пролета, то есть 10 см, расчетное значение 3,9 см более чем удовлетворяет условиям задачи

С учетом того, что для пролета 3 м максимально допустимый прогиб составляет одну трехсотую длины пролета, то есть 10 см, расчетное значение 3,9 см более чем удовлетворяет условиям задачи.