Деревянная двутавровая балка перекрытия своими руками

Балки перекрытия многоэтажного или малоэтажного здания являются ответственным несущим элементом конструкции межэтажного и чердачного перекрытия. По сути, это основание для монтажа кровли и установки межэтажных плит.

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

  • Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
  • Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
  • Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
  • Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.

Как сделать межэтажные деревянные перекрытия в домах из кирпича и дерева

Перекрытия – это один из элементов возводимого дома, сильно влияющий на крепость постройки. В зависимости от материала они бывают деревянными и железобетонными (монолитными, сборными, сборно-монолитными). Для изготовления конструкционного элемента в частном малоэтажном строительстве часто выбирают деревянные бруски, доски или бревна, так как сооружение перекрытий из дерева отличается меньшей трудоемкостью при монтаже и его можно выполнять без специальных навыков.

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Читайте также:  Разновидности и правила монтажа плит перекрытия на кирпичную стену

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Иные элементы перекрытия

Следует помнить, что сквозь перекрытие проходят другие элементы конструкции, к примеру, ступеньки или дымоход. В таких местах необходимо изменить порядок укладки балок перекрытия, обрезав их при необходимости и перенеся нагрузку на соседние элементы при помощи дополнительной балки. Она крепится петлями к укороченным и обычным балкам.

Иные элементы перекрытия

Внутри перекрытия (под полом) могут проходить отдельные электрические провода, что не влияет на огнеупорность, при условии, что отверстия для этих проводов закрыты (напр. гипсом). Иногда требуется прохождение сквозь перекрытия проводов в вертикальном направлении. Жгуты проводов толщиной до 50 мм. могут проходить сквозь перекрытие без специальных приспособлений. Следует лишь уложить плотно минеральное волокно на место прохождения проводов, а затем уплотнить гипсовым раствором.

Усиление железобетонной балки перекрытия

Усиление готовой, находящейся в эксплуатации железобетонной конструкции может потребоваться в следующих системных случаях:

  • Частичное разрушение и оголение арматурного пояса изделия, вследствие вредных атмосферных и других факторов.
  • Надстройка дополнительных этажей или уровней (увеличение нагрузки на балку).
  • Ошибки проектирования, приведшие к появлению предвестников разрушения сооружения: продольные и поперечные трещины, отслаивания и обрушения частей тела конструкции.

Технический смысл и суть усиления балок перекрытия заключается в увеличении сечения изделия или уменьшении величины нагрузки с помощью возведения дополнительных элементов: колонн (стоек), разгружающих кронштейнов и подкосов, портальных рам.

Увеличение сечения изделия производится с помощью:

Усиление железобетонной балки перекрытия
  • Наращивания тела балки бетоном снизу. Технология реализуется с помощью установки опалубки нижней части изделия, дополнительной арматуры и заливки бетонной смесью.
  • Железобетонной обоймы. В этом случае опалубка устанавливается по всему периметру поперечного сечения по всей длине балки. В процессе установки опалубки формируется дополнительный арматурный пояс, связанный со штатным арматурным поясом. В конечном итоге, полученный «пирог» бетонируется тем или иным способом.

Также, строительные и строительно-ремонтные компании используют в своей практике усиления бетонных ЖБИ с помощью обвязки наружной поверхности балки стальным прокатом:

  • листовой арматурой на полимерном растворе и анкерных болтах;
  • тальных уголках приваренных к штатной арматуре;
  • дополнительных арматурных стержнях расположенных в специально прорезанных пазах впоследствии залитых полимербетоном;
  • стальных шпренгельных затяжках и затяжках из арматурной стали.

Стоит заметить, что выбор вида усиления балки перекрытия должен осуществляться по результатам обследования объекта и инженерного расчета.

Выбор способов крепления и крепежа

Необходимость стыковать брус к стене возникает при установке потолочных перекрытий и балок, межкомнатных перегородок и подшивных потолков, дверных и оконных коробок. На бруски крепят навесную мебель, книжные полки, облицовку и элементы дизайна. При больших расчетных нагрузках рекомендуется использовать жесткий способ крепления, чтобы прикрепить легкие конструкции – мягкий способ.

Способ крепления выбирают с учетом нагрузки и материала стен, различают следующие виды крепления бруса:

  • Заделка в пазы;
  • Укладка под опору;
  • Установка на кирпичную кладку;
  • Крепление на дюбель;
  • Использование металлических опор.
Выбор способов крепления и крепежа

Новым крепежным материалом, получившим высокую оценку у профессиональных строителей, стал строительный клей и монтажная пена.

Читайте также:  Плитный фундамент с ребрами жесткости вниз: этапы возведения

Крепление деревянного бруса к кирпичной стене

Жестко закрепить брус на кирпичной кладке можно следующими способами:

  1. Заделка в паз. Этот способ используют для установки несущих лаг межэтажных и потолочных перекрытий. Торцы балки устанавливают в специальные пазы глубиной до 150 мм. Кирпич – материал хрупкий, при выдалбливании выемок может растрескаться, посадочный паз лучше сделать заранее при кладке стен. Для закрепления лаг можно использовать П-образные рамные анкеры. При установке на наружные стены, торцы балок обрабатывают герметиком, свободное пространство заполняется утеплителем. Края балок в пространстве стены оборачивают рубероидом.
  2. Установка опор. В этом случае брус выполняет функции опоры для укладки досок. Опору крепят на винтовые анкеры, количество анкеров зависит от диаметра и расчетной нагрузки. Например, для бруска сечением до 50 мм, расстояние между анкерами должно быть не более 30-40 мм. Технологияприменяется при настиле полов и монтаже деревянных потолков в кирпичных домах. Место примыкания опоры к внешней стене прокладывают рубероидом.
  3. Установка на кирпичную кладку. Таким способом крепят стропильный мауэрлат и первый – обвязывающий венец двухэтажного дома, где первый этаж выложен из кирпича, а второй планируется сделать из бруса. Чтобы надежно установить мауэрлат и обвязывающий венец на кирпичную кладку, используют закладные анкеры.

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 «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.

Калькулятор деревянной двутавровой балки

    Проектирование и расчёт любых деревянных конструкций регламентируется специальными документами, сводами норм, правил и техническими кодексами. За всё время существования строительной отрасли их существует великое множество, и разобраться в них, порой, очень не просто.

Некоторые нормы заменяются новыми, некоторые отменяются совсем, вводятся новые требования, поправки, дополнения и т.д. В основе этого калькулятора лежит документ СНБ «»Деревянные конструкции», однако, на данный момент в Беларуси действует другой документ: ТКП «Деревянные конструкции. Правила расчёта».

В этом документе имеется раздел «Указания по проектированию балок», в котором, в свою очередь, записано: «Расчет клеефанерных балок по предельным состояниям несущей способности необходимо выполнять в соответствии с ТКП EN 1995-1-1 Проектирование деревянных констркуций. Общие правила».

Последний документ (Технический Кодекс устоявшейся Практики) уже полностью идентичен европейскому стандарту EN 1996-5:2008 Eurocode 5: Design of timber structures — Part 1-1, на что указывают буковки EN в названии документа (введён в РБ в 2009 году). Тем не менее, калькулятор написан на основе СНБ ! Тому есть парочка причин.

     Во-первых, действующий ТКП подразумевает разделение пиломатериала по 18 классам прочности!!! Я попробовал обратиться в лесхоз с вопросом продажи мне доски класса С40.

Думаю, вы без труда догадаетесь, какой ответ я получил =)  Не смотря на то, что эта лесопилка была государственная, и не самая маленькая в области они не могут обеспечить нормальную сортировку даже по трём сортам, не говоря уже о 18 классах, для сортировки по которым требуется обязательное наличие лаборатории, проверяющей чуть-ли не каждую доску на разрыв, сжатие, смятие и т.д. В общем, на практике лесхозы пользуются ГОСТом от 80-го года и в ближайшем будущем купить доску класса С40 или D70 просто невозможно. 

     Во-вторых, действующий КТП активно ссылается на другие европейские документы, в частности по клеям, которые в бесплатном варианте недоступны никак, я искал (это интеллектуальная собственность разработчиков) и этот нюанс накладывает ограничение на получение некоторых исходных данных для расчётов.

     В-третьих, я просто не смог до конца разобраться в хитростях новых формул, а они отличаются… Кроме того, эти два документа (КТП

2012 и КТП EN 1995-1-1) ссылаясь друг на друга имеют разные данные (например, в одном из них 4 класса длительности воздействия нагрузки, а в другом 5; в одном 5 классов эксплуатации — а в другом 3, отличаются так же и коэффициенты модификации, частные коэффициенты материалов и т.д.)

Читайте также:  Инструкция монтажа перегородки из профлиста по металлическому каркасу

      Действующий КТП всё-же не прошёл совсем уж мимо. Из него был взят коэффициент прочности системы, который позволяет учитывать распределение нагрузок в случае наличия соответствующих связей между балками. Так же калькулятор рассчитывает равновесную влажность древесины исходя из температуры и влажности воздуха, и назначает соответствующий класс эксплуатации по ТКП

   Кроме уже упомянутых ТНПА использован СНиП «Нагрузки и воздействия», из которого взяты стандартные величины нагрузок, снеговые и ветровые нагрузки, а так-же все возможные коэффициенты, связанные с определением величин нагрузок.

    Вам помог этот калькулятор? Возможно, он сэкономил вам несколько кубов доски?

  • А может, благодаря расчёту вы добились отличной жёсткости перекрытия за минимальные средства?
  • Или просто сберегли себе спину, отказавшись от подъёма неоправданно здоровенных балок для этого перекрытия?
  • Возможно, вы смогли решить сложную техническую задачу перекрытия большого пролёта, за которую никто не брался?     Вы можете поблагодарить автора за труд над этой программой и поддержать сайт небольшим вознаграждением,
  • которое пойдёт на развитие этого ресурса, совершенствование программ и прочие добрые дела!

Сайт не коммерческий. Без вашей поддержки он просто не сможет существовать!

Спасибо!

Вопросы, возникающие в процессе строительства

При строительстве бревенчатого дома , бани из бревна

естественно возникают вопросы: Какого сечения врезать балки перекрытий (пола, потолка)? Какую нагрузку могут выдержать деревянные лаги (балки)? Какая максимальная длина балки возможна для какого сечения доски, бруса, бревна?

На основании приведенной ниже таблицы несложно рассчитать сечение лаги, в зависимости от ее длины. Данные приведены для стандартных пролетов шириной от 2 до 6 метров, при частоте набора лаг через 600 мм (расстояние между лагами 600 мм) Расчетная нагрузка 300 кг на 1 кв. метр. В таблице приведены разрушающие нагрузки для этих лаг в кг на квадратный метр.

Попросту говоря, цифры на цветном фоне это нагрузка в килограммах на 1 м2, при которой перекрытие просто сломается. Но для того чтобы пол не «пружинил» есть еще показатель изгиба балки. Синий фон — пол не будет «пружинить», желтый — предельно допустимый, и красный фон пол будет прогибаться при нагрузке в 300кг больше допустимой нормы.

Таблица расчета разрушающей нагрузки (кг/м2) на лаги (балки) перекрытий бревенчатого дома.

длина лаги м 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
сечение лаги мм
Доска 100х50 733 587 489 419 367 326 293 267 244
Доска 150х50 1650 1320 1100 943 825 733 660 600 500
Доска 200х50 2933 2347 1956 1676 1467 1304 1173 1067 978
Брус 200х100 5867 4693 3911 3352 2933 2607 2347 2133 1956
Брус 200х200 11733 9387 7822 6705 5867 5215 4693 4267 3911
Бревно 200 6912 5529 4608 3949 3456 3072 2765 2513 2304
Бревно 220 9199 7359 6133 5257 4600 4089 3680 3345 3066

Голубым цветом

в таблице подсвеченызначения с запасом прочностиЖелтым цветом

в таблице подсвечены значенияпредельно допустимые по прогибу балок для этих условий

Красным цветом

подсвечены значениянедопустимые по прогибу (более чем в два раза от допустимой нормы) балок для этих условий.

Примечание: дополнительную жесткость балке также можно придать путем сращивания двух и более досок по толщине.

Сегодня для строительства используются разнообразные материалы, но чаще всего пользуются спросом деревянные балки. Они применяются для сооружения стропильной системы, для организации перекрытий чердаков, подвалов и между этажами. Именно деревянные конструкции используются при сооружения пола по лагам. Этот материал отличается прочностью, возможностью выдерживать многочисленные нагрузки, экологичностью и относительно невысокой стоимостью. Если используется деревянная балка, необходимо предварительно провести расчеты, касающиеся , их длины. Если опыта нет, то работу лучше доверить специалистам.

Облегченное монолитное перекрытие по профилированному листу – конструктив, опыт участников портала

Наряду с деревянными перекрытиями и перекрытиями железобетонными плитами, среди частных застройщиков популярны и монолитные. К их достоинствам можно отнести не только основательность и долговечность, присущую тем же плитам, но и возможность перекрывать помещения любой конфигурации. При этом к недостаткам относят большую массу плит, требующую усиленного основания и стеновых материалов повышенной прочности, и необходимость сборки опалубки. Поэтому многие самозастройщики, в том числе и умельцы нашего портала, предпочитают облегченную разновидность – монолитные перекрытия по профилированному листу, о которых и пойдет речь в материале. Рассмотрим:

  • Что такое монолитное перекрытие по профилированному листу.
  • Технология устройства сталежелезобетонных перекрытий.
  • Опыт участников портала по устройству безопорных монолитных перекрытий по профлисту.