Конструктивные требования к прогибам деревянных балок

Перекрытие по деревянным балкам – конструкция несущего типа, разделяющая смежные помещения: этажи, чердак, подполье. При его возведении учитывают такие факторы, как несущая способность, звуко- и теплоизоляция, сейсмостойкость и жаропрочность. Данное сооружение регулярно испытывает нагрузку и атмосферные воздействия, поэтому должно соответствовать критериям прочности и износостойкости. По назначению перекрытия классифицируют на подвальные, междуэтажные и чердачные.

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:

  • 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.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см. Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров. Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата. Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет стоек для горизонтальной опалубки перекрытия

Система позволяет возводить и прямые, и наклонные перекрытия (в качестве которых можно использовать ламинированную фанеру). В промышленном строительстве расчет стоек выполняется на стадии проектирования в составе ПОС и ППР. Контроль расчета количества и необходимых параметров выполняется по таблице:

В частном домостроении опалубка для устройства перекрытий используется реже, но можно выполнить самостоятельный расчет, опираясь на следующую формулу:

Количество опорных осей Ко:

Читайте также:  Как правильно уложить пароизоляцию на потолок: советы новичкам

К0=(Ш/Д+1) Х (д/Др+1), где

  • Ш – ширина заливки бетоном (в см);
  • Д – длина заливки (в см);
  • Др – длина ригеля, соединяющего конструкцию в горизонтальной плоскости.

Количество унивилок и опор вычисляется также. Обычно, для нормального запаса прочности достаточно 1-й стойки на 1,5 перекрытия, толщиной до 300 мм.

Для заливки бетоном, толщиной свыше 300 мм, лучше не экономить на числе треног для поддержки, и использовать по одной треноге на каждую. Для невысоких и тонких перекрытий можно устанавливать треногу через одну стойку.

Инструмент и приспособления для установки балок перекрытия

При работе используется обычный плотницкий инструмент. Когда используют соединение в виде перфорированных пластин или уголков, для их фиксации потребуется шуруповёрт. Для крепления на болты и глухари нужна низкооборотная дрель и ключ с трещоткой или динамометром. Также желательно иметь пилу-торцовку и цепную пилу, чтобы ускорять процесс. Самым желанным инструментом при монтаже балок является подъёмный кран. Особенно для балок из металла. Или хотя бы делают на верху треногу с лебёдкой, чтобы облегчить строительство. Ещё важно иметь на стройке разборные леса, козлы и другие подмости. Пользоваться одной лишь стремянкой невозможно.

Опора крупногабаритных конструкций

На стены из газобетонных блоков можно устанавливать также металлические конструкции, панели перекрытий и монолитные железобетонные конструкции.

Перед монтажом конструкции перекрытия необходимо проверить поверхность стены для опоры при помощи нивелира или уровня. В случае необходимости поверхность опоры выравнивают при помощи цементного раствора. Перед монтажом конструкции на поверхность опоры кладут слой раствора 10-15 см толщины. При опоре на стену пустотных железобетонных перекрытий с пролетом до 6 м, площадь опоры должна быть не менее 150 мм в каждой стороне. Схему опоры пустотных железобетонных перекрытий на стену из газобетонных блоков см. на рис.9.

Чтобы уменьшить влияние эксцентрической силы перекрытия на ось стены, можно сделать 5 миллиметровый косой край у верхних U-образных блоков. Схему опоры монолитного перекрытия на стену из газобетонных блоков см. на

Сбор нагрузок

Перед началом расчета производят сбор сил, действующих на двутавровую балку. В зависимости от продолжительности воздействия,их разделяют на временные и постоянные.

Таблица нагрузок на двутавровые балки

Постоянные Собственная масса балки и перекрытия. В упрощенном варианте вес межэтажного перекрытия без цементной стяжки с учетом массы балки принимают равным 350 кг/м2, с цементной стяжкой – 500 кг/м2
Длительные Полезные Зависят от назначения здания
Кратковременные Снеговые, зависят от климатических условий региона
Особые Взрывные, сейсмические. Для балок, работающих в стандартных эксплуатационных условиях, не учитываются. В онлайн-калькуляторах обычно не учитываются

Нагрузки разделяют на нормативные и расчетные. Нормативные устанавливаются строительными нормами и правилами. Расчетные равны нормативной величине, умноженной на коэффициент надежности. При усилии менее 200 кг/м2 коэффициент обычно принимают равным 1,3, при более 200 кг/м2 – 1,2. Шаг между балками принимают равным 1 м. В некоторых случаях, если это допустимо в конкретных эксплуатационных условиях, в целях экономии материалов его принимают равным 1,1 или 1,2 м.

При расчетах принимают во внимание марку стали. Для использования в условиях высоких нагрузок и при минусовых температурах востребованы двутавровые балки, изготовленные из низколегированных сталей.

Перекрытия досками на и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта

), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости Балка для пролета 6 метров и более не должна делаться из бруса и досок ходовых размеров.

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

50х200 — перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Leo060147 Пользователь FORUMHOUSE

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Читайте также:  Деревянная двутавровая балка перекрытия своими руками

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta

Roracotta Пользователь FORUMHOUSE

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Нижний черновой пол на межэтажных перекрытиях выполняется из досок с меньшим сечением.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам проводится по той же технологии, что и монтаж подвальных конструкций. Главное отличие межэтажного настила от напольного – наличие двойного чернового пола. При этом нижний черновой пол является потолком 1 этажа и выполняется из досок с меньшим сечением.

Строительство чердачных и межэтажных перекрытий проводится по следующей технологии:

  1. В посадочные гнезда устанавливаются несущие балки.
  2. Снизу с помощью строительного степлера крепятся ветроизоляционная пленка.
  3. Снизу крепится черновой пол.
  4. В ниши между балками выстилается утеплитель. Это может быть минеральная вата, пенополистирол, либо эковата на основе расщепленной бумаги.
  5. Поверх утеплителя настилаются доски и проводится стяжка верхнего чернового пола.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Условно технологии усиления балок можно разделить на несколько видов:

  • реставрационные;
  • реконструкционные.

Реставрационные. В данную категорию входят такие способы, как усиление деревянными накладками, металлическими пластинами, обмотка углеволокном, протезирование. Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Деревянные накладки

Монтаж деревянных накладок на поврежденную балку.

Поврежденные балки (сгнившие, надломленные, потенциально слабые) можно усилить с помощью деревянных накладок. Для этого саму балку зачищают наждачной бумагой, либо рубанком и обрабатывают антигрибковым препаратом. С обеих сторон выкладывают брус с меньшим сечением. Конструкцию стягивают с помощью шнуров и прошивают сквозными болтами.

Металлические пластины

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Несущую способность надломленных бревен восстанавливают с помощью металлических протезов по описанной выше технологии. Метизы прикладывают к зачищенной и обработанной балке и затягивают на ряд сквозных болтов.

Обмотка углеволокном

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Углеволокно, наклеенное на поврежденный брус.

Технология восстановления перекрытий с использованием углеволокна отличается простотой и легкостью. Для этого поврежденное место проклеивается несколькими слоями углеродного материала.

Протезирование

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование применяется для повышения прочности и износостойкости мест стыка бруса со стеной. Именно здесь из-за максимального давления чаще всего проявляются последствия коррозии и износа. Предупреждающие меры принимаются на этапе первичного монтажа конструкции. Металлические накладки пришивают с помощью болтов к шипу бруса. Усиленную конструкцию устанавливают в гнездо. Аналогом накладок является металлический протез. Его засверливают в тело балки и устанавливают в небольшое отверстие в стене.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Реконструкционная категория включает такие методы, как:

  • установка опор (колон, вертикальных балок);
  • монтаж дополнительных балок.

Установка опор

Опорная свая в подпольном перекрытии.

При недостаточной несущей способности бруса его часто усиливают вертикальными опорами. Монтаж сваи позволяет перераспределить давление с балки на опору. Данная технология наиболее популярна при ремонтных работах на чердаках и под полом.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Дополнительные балки

Частый шаг для бруса с недостаточным сечением.

При метровом шаге увеличить несущую способность деревянных балок перекрытия можно с помощью дополнительных брусьев. Для этого производится полный демонтаж перекрытия и установка бруса с шагом в 50 см.

О деревянных балках перекрытия

В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.

Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).

О деревянных балках перекрытия

Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486–86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.

Читайте также:  Как выполняется кладка пеноблока на клей

Все про опоры для бруса: виды, характеристики, монтаж

При строительстве деревянного дома обязательно используется какой-то из видов крепежа. Если бревенчатый сруб можно возвести, используя только врубку, то дом каркасный или из профилированного бруса требует крепеж другого плана, а, главное, обеспечивающего минимальные сроки работы.

Выбираем опоры для бруса

К такого рода изделиям относят уголки, муфты, шайбы, просто крепеж, и, конечно, опоры.

Преимущества и недостатки

Крепление дерева врубкой подразумевает формирование в опорном элементе соответствующей глубины отверстие – «гнездо», а на конце устанавливаемой стойки или балки – деталь такого же размера и формы. При стыковке они образуют довольно прочное соединение, которое удерживается за счет плотности врубки и веса опирающегося элемента.

Система это вполне надежна, но требует массы дополнительных процедур и опыта при подгонке элементов каркаса или кровли. В случаях, когда дом возводится будущим владельцем и строительство во времени не ограничено, можно и все здание собрать без единого гвоздя. Если речь идет о небольшой постройке, разумеется.

Каркасная конструкция исключает использование только врубки, комбинация разных материалов при постройке – тем более. Деревянные нагели также не всегда подходят, и к тому же требуют дополнительного времени для изготовления.

Металлический крепеж выпускается в самых разных типоразмерах, обладает малым весом и не требует ни дополнительного времени, ни сложной техники.

Опоры для бруса, отрытые и закрытые, муфты и уголки изготавливаются из стального листа толщиной в 2 мм. Используется либо нержавеющая сталь, либо оцинкованная. Последняя представляет собой лист, покрытый тонким слоем цинка. Этот металл совершенно не подвержен коррозии в отличие от обычной стали и защищает ее от воды и сырости.

Прочность – металл намного превосходит дерево по прочности, даже если речь идет об особо твердых породах.

Долговечность – обеспечивается антикоррозийными свойствами защитного слоя, и когда речь идет об оцинкованной стали достигает 30–50 лет.

Соединительные элементы не требуют при сборке никаких профессиональных инструментов: конструкция рассчитана для удержания именно профилированного дерева, и перфорация с разным диаметром позволяет использовать разнообразный крепеж.

Монтаж опор бруса производится в самые краткие сроки. В отличие от врубки здесь не нужна высокая квалификация, а лишь аккуратность. Суть его проста: деталь крепится на каком-то опорном элементе, а брусок фиксируется в изделии. Закрепляется через отверстия на боковых пластинках опоры.

К недостаткам металлического оцинкованного крепежа относят жесткость: элементы соединяются без учета теплового расширения дерева. Поэтому при строительстве должны быть использованы только хорошо высушенные материалы с влажностью не более 18–20%.

Все про опоры для бруса: виды, характеристики, монтаж

Разновидности изделий

Опора – профилированный элемент точно определенного размера, под элементы сечением в 50*140 или 100*100 или 150*150 мм. Она имеет вид площадки с обжимными сторонами и отогнутыми наружу или скрытыми планками. Деталь предназначена для соединения элементов в одной плоскости.

Различают два вида изделия – открытый и закрытый. Для каждого размера профилированного элемента выпускается своя деталь – под 100*100 мм, под 120*200 мм и так далее.

Открытая опора

Этот способ соединения обеспечивает прямой доступ к стыкующим элементам. Крепежи в этом случае всегда можно осмотреть. Отличительной чертой изделия являются вывернутые наружу пластины для крепежа. В некоторых случаях допускается только открытый вариант:

раскрытая опора бруса используется для установки несущих каркасных балок;

монтаж столбов фундамента осуществляется с их помощью;

открытая соединительная деталь обязательно при возведении угловых конструкций, а также сооружении любых соединительных систем.

Изделие выпускается в 16 размерных модификациях, в том числе и открытая опора бруса 50х140 – одни из самых популярных в частном строительстве вариантов.

Закрытая опора

Деталь отличается скрытыми лепестками для монтажа. Здесь фиксация к элементу и балке производится одновременно, что обеспечивает более высокую стойкость к нагрузкам. Применяют вариант при установке несущих балок, рассчитанных на тяжелые эксплуатационные условия.

При изготовлении закрытой детали используется сталь марки 08СП или 08Ю, отличающаяся пластичностью при сохранении прочности. В качестве защитного слоя применяют более сложный сплав – цинк, алюминия и добавки свинца.

Изделия перфорируются: отверстия с диаметром в 5 мм используются при фиксации на дерево шурупами или рифлеными гвоздями. А отверстия с диаметром в 9 и 11 мм – для стыковки анкерами или болтами к кирпичу и бетону.

Закрытая опора бруса применяются при креплении элементов большого сечения в деревянном, кирпичном или бетонном здании. Типоразмеров изделия всего 5: от 100*75 мм до 150*150 мм.

На видео можно ознакомиться с особенностями использования деталей раскрытого и закрытого типа.