Деревянные балки перекрытия. Расчет нагрузок

Выбирая деревянное перекрытие, прежде всего необходимо ориентироваться на экологичные свойства материала и его монтаж, то есть легкость во время проведения установочных работ. Перекрытие сможет прослужить долго в том случае, если все расчеты балок будут сделаны правильно и точно. Прочность такого типа балок достигается за счет определения размеров сечения. 

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

  • Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
  • Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
  • На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
  • Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
  • Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий
  • Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
  • Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
  • Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Как правильно рассчитать габариты деревянных балок перекрытия

При монтаже перекрытия важно сделать его надежным – необходимо верно подобрать точные габариты балок, которые используются в работе. При этом расчет размеров элементов чрезвычайно важен, поскольку от параметров балок зависит степень их прочности. Ширина элементов, изготовленных как из дерева, так и из металла, имеет прямую связь с шириной проектируемого перекрытия, а на параметры сечения влияют шаг, нагрузка и длина пролета.

В сети Интернет размещена масса информации на тему того, как производится расчет балок перекрытия, однако не всегда такие калькуляторы могут выдать достоверные данные. По этой причине оптимальным вариантом будет выполнить расчет деревянного перекрытия своими силами – для этого необходимо знать несколько формул и схему проведения замеров.

Процедура расчета деревянных балок перекрытия                                                                                                

Вычисление приблизительной нагрузки на перекрытие

Балки перекрытия, выполняя в конструкции несущую функцию, принимают на себя большую нагрузку, которая включает не только собственный вес, но и веса предметов, которые будут установлены на само перекрытие. Габариты балки перекрытия рассчитываются с помощью специальных калькуляторов, где учитываются все возможные аспекты.

Читайте также:  За­дел­ка швов меж­ду пли­та­ми пе­ре­кры­тия

Также рассчитать данные параметры можно и самостоятельно, следуя таким рекомендациям:

Определение шага и сечения балок

После определения нагрузки необходимо вычислить расчет шага и сечения для балок перекрытия. Это делается с учетом таких особенностей:

  • пропорция высоты к ширине балки равна 1,4:1. При этом ширина варьируется в пределах 40-200 мм, а толщина колеблется в рамках 100-300 мм;
  • диапазон шага может колебаться в пределах 300-1200 мм с учетом размеров листового утеплителя и подшивочного материала;
  • изгиб с учетом нагрузки составляет 1/200 и 1/350 для чердачных и межэтажных перекрытий, соответственно;
  • сечение вычисляется с помощью специальных калькуляторов;
  • при нагрузке 400 кг/м отношение ширины пролета, шага и сечения составляет порядка 75 на 100 мм при шаге в 0,6 мм и ширине пролета в 2мм.

Особенности деревянных балок перекрытия

При изготовлении балок перекрытия из древесины должны соблюдаться следующие условия:

Особенности балок из металла

При использовании в монтаже металлических несущих балок следует знать о вероятных проблемах, с которыми предстоит столкнуться:

  • образование ржавчины при избыточной влажности;
  • необходимость использования грузоподъемника для монтажа;
  • монтаж звукоизоляции предусматривает обязательное использование войлока для обработки торцов.

Расчет деревянной балки по графику

Чтобы подбор деревянных балок необходимого размера был проще и быстрее по вышеприведенным формулам можно составить графики, которые при значении l и q, способны вычислить ширину и высоту балки. Горизонтальная линия а-а – это определение границы, где расчет ведется либо на прочность, либо на прогиб.

Если точка пересечения l и h ниже линии а-а, расчет ведется на прочность по расчетной нагрузке, выше линии а-а — расчет ведется на прогиб по нормативной нагрузке. Данный график имеет такие показатели:

Е = 130 кг/см2; f = 1/250 l; Е = 100 000 кг/см2; mн = 1.0.

При условии изменения данных величин происходит повышение или понижение всех данных. Так, если брус, сечение которого составляет 14 сантиметров, то коэффициент условий работы будет и тогда расчетное сопротивление будет следующим: Rи = 150 кг/см2, а для бревна коэффициент условий работы равен , при этом Rи = 160 кг/см2.

Для наглядности можно привести такой пример: l = 6.1 м; b = 26 см; l/h = 610:26 = 23.4 > 18.4 (расчет ведется на прогиб).

Для нормативной нагрузки по графику qн = 360 кг/м по графику b = 18.3 см.

f = 1/200 l. Так как график составлен для балок чердачного перекрытия, уточняем для междуэтажного перекрытия с относительным прогибом f/l = 1/250. 200/250 = 0.8; b = = сантиметров. Окончательно можно принять брус для балки перекрытия 15 на 260 сантиметров.

Во время подбора сечения высота деревянных балок должна быть больше ее ширины, потому что именно в таком положении она будет лучше работать на изгиб. Так что грамотно подобранный размер перекрывающих балок помогут во много сэкономить строительные материалы и ваши денежные средства.

Особенности деревянных балок перекрытия

При изготовлении балок перекрытия из древесины должны соблюдаться следующие условия:

Особенности деревянных балок перекрытия
  • сырье – это хвойные деревья с влажностью до 14%;
  • отсутствие поражения древесины плесенью и вредителями;
  • обязательна обработка заготовок антисептиком;
  • пропорция сторон балки должна составлять 7:5;
  • приветствуются максимально высокие лаги, что гарантирует прочность при больших нагрузках;
  • при изготовлении несущих балок в центре делается строительный подъем, который со временем под воздействием нагрузок станет ровным;
  • при высокой частоте укладки лагов бревна могут быть заменены досками;
  • оптимальные габариты балок составляют: толщина – 50 мм, высота – 150-180 мм, ширина лага – 400-600 мм.

Выполнение расчета в ручном режиме

Многие опытные строители не доверяют подобным онлайн программам, предпочитая использовать для расчета обычный калькулятор. Производя в ручном режиме расчет по деревянным балкам, надо учесть следующие рекомендации:

  • Заход деревянных балок сделанных из бруса в бетонной или кирпичной постройке должен составлять не меньше 150 мм. Если вместо бруса используется доска, ее минимальный заход равен 100 мм. По деревянным домам показатель немного другой. Минимальный заход элемента, изготовленного с бруса или доски, составляет 70 мм;
  • При использовании металлических крепежей, пролет должен равняться длине конструкции перекрытия. На металлические части припадет вес перекрытия и других элементов;
  • Стандартная планировка дома имеет ширину пролета 2,5–4 м. Его можно перекрыть шестиметровым элементом. Большие пролеты перекрывают клееным брусом или выстраивают дополнительные стены-перегородки.

Применяя для расчета обычный калькулятор, эти рекомендации помогут сделать крепкое перекрытие.

Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

Использование деревянных балок, их параметры, виды и место расположения регулируется следующими ГОСТами и СНиПами:

  1. СНиП – Нагрузки и воздействия
  2. СНиП – Жилые здания
  3. СНиП – Несущие и ограждающие конструкции
  4. СНиП П-25-80 – Деревянные конструкции
  5. СНиП П-26-76 – Кровли
  6. СНиП 23-01-99 – Строительная климатология
  7. СНиП 31-02-2001 – Дома жилые одноквартирные
  8. ГОСТ 8486-86 Е – Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
  9. ГОСТ 13579-78 – Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия
  10. ГОСТ 16381-77 – Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования
  11. ГОСТ 24454-80 Е –  Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.
  12. ГОСТ 30244-94 – Материалы и изделия строительные. Метод испытания на возгораемость (горючесть)
  13. ГОСТ 30247. 1-97 – Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.
  14. ГОСТ 30403-96 – Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности.

Укладка несущих элементов деревянного пролета

На момент сборки каркаса пролета на этаже деревянные балки должны быть полностью готовыми к работе, но без нанесения смолы на опорные концы. При длине бруса 3-4 м точно угадать длину балки сложно, поэтому деревянные заготовки поднимают на уровень верхнего этажа и последовательно подгоняют по линейным размерам посадочных гнезд.

Если замер расстояния между нишами соответствует длине заготовки, приступают к сборке:

Оба торца подрезают на угол 60о, чтобы облегчить укладку опорных концов в ниши, и обрабатывают гудроном или битумной мастикой; В ниши укладывают подкладочный материал, после чего устанавливают балки деревянного перекрытия.

Каждый брус необходимо тщательно подогнать по горизонту и по общей плоскости, для этого подкладки заменяют на более толстые плашки или подрезают их, чтобы опустить конец. Оставшееся пространство забивают просмоленной паклей и задувают пеной.

К сведению! Чтобы упростить работу, первоначально укладывают и выставляют два крайних бруса деревянного пролета, и уже по ним с помощью шнуров или лазерного уровня регулируют оставшиеся заготовки.

Рекомендуем: Модульные дома: обзор возможностей модульного строительства

Сколько бруса в одном кубометре?

Ликбез

Строительство любого дома начинается с расчетов и составления проекта. Сколько бруса нужно на дом определенных размеров, какой толщины будут стены, материал какого сечения лучше взять – все эти вопросы возникают в первую очередь. На них мы и попробуем ждать ответы в нашем материале.

Самым популярным проектом среди желающих обзавестись загородным имуществом является дом из профбруса размерами 6х6 м: одноэтажный с мансардой. На его примере мы и рассчитаем, сколько бруса нужно на дом 6х6.

Рассчитать количество единиц материала в одном кубометре можно разными способами. Старые способы сложны и занимают время. Но есть метод, который существенно упрощает задачу – можно воспользоваться специальными сводными таблицами. Пример одной из них приведен ниже (расчет с использованием стандартной длины профбруса 6 метров).

Размер в см Объем й штуки в м3 Кол-во штук в 1 кубометре
10х10х600 0,06
10х15х600 0,09
15х15х600 0,135
10х18х600 0,108
15х18х600 0,162
18х18х600 0,1944
10х20х600 0,12
15х20х600 0,18 5,5
18х20х600 0,216 4,5
20х20х600 0,24
25х20х600 0,3

В материале мы привели множество примеров и способов, как можно рассчитать количество профбруса, необходимое для постройки вашего дома. Для более точных расчётов количества материалов следует обратиться к специалистам.

← Санитарные зоны, где нельзя строить дом

Что нужно знать про слив в деревянной бане? →

Комфортные условия в деревянной постройке зависят от разных факторов: климатической зоны, параметров стенового материала, способа рубки, характеристик теплоизоляционного слоя. Особое значение имеет выбор размеров бруса для возведения сруба. Оптимальные параметры стен позволят уменьшить расходы на стройку, сохранить тепло в жилище, сэкономить на отоплении.

Двутавровые балки перекрытия

Современные двутавровые балки перекрытия деревянные изготавливаются из нескольких материалов. Для их производства используют брус, плиты OSB и хвойные породы дерева. Эти балки обладают множеством положительных характеристик. Они экологичны, поскольку производятся исключительно из материалов, не выделяющих вредных веществ. Служат двутавровые балки долго, а благодаря особой форме и надежно. Они отличаются уникальным сочетанием небольшого веса и высокой прочности. Эти балки не изменяют свои геометрические параметры и не деформируются. Их легко применять, поскольку все поверхности тщательно выверены, а все элементы имеют одинаковые параметры.

Цены на двутавровые балки зависят по большей части от двух характеристик. Первая – площадь сечения, а конкретно, высота балки. Вторая – материалы, из которых изготовлены полки.

Использование двутавровых изделий позволяет ускорить строительные работы, т.к. балки удобны в применении. Они обезопасят дом от возникновения перекосов перекрытий и появления на них трещин, т.к. не усаживаются.

Двутавровые балки перекрытия

Используя двутавровые балки, можно существенно облегчить конструкцию перекрытия. Такая балка состоит из частей, которые имеют совсем небольшую толщину и массу. Однако благодаря особой конструкции они обеспечивают необходимый для конкретного перекрытия уровень прочности.

Такие балки могут изготавливаться на заказ, нужного размера. Это избавит от необходимости подгонки, на которую тратится дополнительное время.

Для работы с двутавровыми балками не требуется специальный инструмент. Вполне достаточно обычного плотницкого. В балках легко сделать отверстия, ели требуется проложить элементы коммуникаций.

Используют двутавровые балки не только для перекрытий. Они применяются и для создания стропильной системы.

Как сращивать брус по длине основные моменты

Строганный брус из лиственницыотличаетсялегкостью сборки. Существуют следующие видыэтого материала:

  • обычный;
  • профилированный, у которого выполнены специальные пазы и гребни;
  • клееный, при производстве склеиваются отдельные ламели в цельное изделие.

Для изготовления профилированногоматериалаиспользуетсяхвойная древесина. Его высушивают до 20%, поэтому он отличается равномерной влажностью, стойкостью к гниению, растрескиванию, нот требует до года на усадку. Клееный брус стоит дороже профилированного. Он практически не требует наружной отделки.

При строительстве часто строганный сухой брус 100х150 стыкуется по длине. Этот процесс называется сращиванием. Способ стыкования выбирается по месту, где будет использоваться в процессе эксплуатации предполагаются серьезные нагрузки, то выполняется сращивание на шип.

Наращивание может потребоваться и на несущих стенах, и на разделительных перегородках. Стыкование также дает возможность экономно использовать материал. При возведении стен венцы надо собирать с учетом перевязки (стыки в соседних рядах должны располагаться на противоположных сторонах стены, по аналогии с кладкой кирпича).

Если материал будет испытывать только сжатие, то достаточно соединить элементы внакладку (косыми либо прямыми срезами). Для повышения стойкости против боковых нагрузок для стыкования материала применяется вариант позволяет рационально использовать строительный материал.