Балки перекрытия различных типов

Расчет

Ниже представлен простой пример расчета деревянных балок. Плотность хвойной древесины для обычных помещений должна составлять 500 кг. Во влажной комнате и в открытых уличных постройках этот показатель равен 600 кг. Устойчивость к продольной нагрузке составляет 10 тыс. мегапаскалей, а к поперечной – примерно в 50 раз меньше.

Проверка прочности балки производится по максимальному изгибающему моменту. Для этого нужно разделить напряжение на рассчитанный момент сопротивления. Должно получиться не менее 13 МПа. Для отбора сечения ориентируются на необходимый момент сопротивления

Важно знать, что, например, в случае деревянного дома, не говоря уже о более сложных конструкциях, лучше поручить все вычисления профессионалам

Сечение деревянных балок перекрытия

Двутавровые деревянные балки

Расчет шага укладки и сечения деревянных балок можно выполнить благодаря изменению длины балок. Обозначенные величины друг с другом связаны, поэтому расчеты проводятся с помощью одинаковых математических действий. Сама форма сечения может быть прямоугольной и округлой. Однако оптимальной считается именно прямоугольная.

Соотношение сторон прямых углов прямоугольника должно соответствовать 1:4:1, высота должна быть больше по размеру, чем ширина. Часто высота определяется толщиной утеплителя, который меняется при проведении работ. По высоте размеры могут находиться в пределах10-30 см, по ширине – 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.

Теперь рассмотрим расстояние между балками. Минимальное значение должно составлять 30 см, максимальное — 1,2 м. При расчетах необходимо учесть ширину подшивки и применяемого утеплителя. Если есть необходимость, выполняют подгонку, чтобы обеспечить более простой монтаж. В случае возведения каркасного дома шаг между балками приравнивают к расстоянию между стойками каркаса.

Укладка деревянных балок перекрытия требует точных и тщательных расчетов, без которых не имеет смысла начинать работу. Расчет деревянных балок перекрытия является довольно ответственным и важным этапом перед началом проведения всех работ. Именно от того, насколько правильно производился этот этап работы, будет зависеть надежность и долговечность итоговой конструкции. Все расчеты должны производиться профессионалами с учетом всех существующих утвержденных норм.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

   Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

3. Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м2.
4. Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L2)/8

Где:

• q — полная нагрузка на кв. м;
• L2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия. Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2020 г

(актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2020 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h2/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

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.

ПН ДП	150	250	350	450
2 м	50×100	50×100	50×100	50×120 100×100
2.5 м	50×100	50×120 100×100	50×130 100×120	100×100
3 м	50×120	50×140	50×160	100×120
3.5 м	50×140 100×100	50×160 100×130	50×180 100×150	100×160
4 м	50×160 100×130	50×180 100×150	100×160 120×150	100×180 150×160
4.5 м	50×180 100×140	100×160 130×150	100×180 150×160	100×200 150×180
5 м	100×160	100×190 150×170	100×210 150×190	100×190 150×170
5.5 м	100×180	100×190 150×160	100×200 150×180	100×220 150×200
6 м	100×200	100×200 150×180	100×250 150×220	100×220 150×200

Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра

ПН ДП	150	250	350
2 м	100×100	100×110	100×120
2.5 м	100×110	100×120	100×130
3 м	100×120	100×130	100×150
3.5 м	100×140	100×160	100×180 100×160
4 м	100×160	100×190 150×150	100×200 120×180
4.5 м	100×180 150×160	100×200 150×180	100×220 150×190
5 м	100×190 150×170	100×210 150×190	100×230 150×200
5.5 м	100×200 150×170	100×220 150×200	100×240 150×210
6 м	100×220 150×200	120×230 150×210	120×250 150×230

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.

Двутавровая деревянная балка для перекрытия

Деревянное строительство становится популярнее год от года и все чаще инженеры-строители применяют в разработках именно деревянную двутавровую балку. Она отлично вписывается в технические требования по прочности, а по легкости и стабильности ей равных практически нет. По крайней мере, среди натуральных материалов. Применяют деревянный профиль во многих случаях, но по ряду причин самыми популярными стали:

1. Деревянная балка для опалубки.
2.  Деревянный двутавр для устройства кровли.
3.  Для устройства перегородок и полов.
4.  Балки для устройства перекрытий.

В принципе, конструктивно эти виды балок мало чем отличаются, разница только в размерах и, как следствие, в принимаемой нагрузке. Двутавровые балки для устройства перекрытий имеют самое большое сечение, поскольку им предстоит выдерживать довольно высокие нагрузки. Принцип изготовления фасонного деревянного силового элемента всегда один, и сейчас мы коснемся некоторых особенностей изготовления и технологий, по которым изготавливается деревянная двутавровая балка своими руками.

Это интересно: Пугало огородное своими руками — разбираем во всех подробностях

Материалы для создания балок

Применение балочных ригелей определяется материалом их изготовления. В частности:

• деревянные двутавровые балки для опалубки используются преимущественно в малоэтажном частном строительстве. Используется балка двутавровая для создания перекрытий и других конструкций с ограниченной нагрузкой;
• стальные детали применяются там, где нагрузки превышают показатели, которые могут выдержать деревянные ригели;

• алюминиевые применяются там, где создаются объемные выравнивающие формы;
• пластиковые являются универсальным вариантом;
• комбинированные изделия представляют собой деревянные или пластиковые модели, обитые металлическим листом.

Деревянное межэтажное перекрытие первого этажа

Деревянное перекрытие между первым и вторым этажом должно отвечать некоторым установленным требованиям:

Конструкция перекрытия должна быть очень прочной и выдерживать предполагаемые нагрузки сверху, рекомендуется просчитывать величину нагрузок с запасом.
Деревянные балки перекрытия должны быть жесткими для обустройства пола на втором этаже и потолка на первом.
Перекрытие должно иметь одинаковый срок службы, как и весь деревянный дом в целом

Надежное перекрытие на этапе строительства обеспечит сохранность и предотвратит проведение ремонтных работ.
Для пола очень важно оборудовать дополнительную тепло- и шумоизоляцию.. Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

Схема деревянного перекрытия с разделенными балками.

Деревянные балки в качестве перекрытия выполняют все основные функции, и они отличаются от железобетонных плит более простой укладкой. Человеческой силы вполне достаточно, нет необходимости использовать тяжелую технику. Используя балки, можно существенно снизить общую нагрузку на фундамент. К достоинствам деревянных перекрытий относится и невысокая цена. А при правильной обработке и установке такая конструкция прослужит не один десяток лет.

К недостаткам древесины можно отнести такой пагубный процесс, как гниение. Помимо того, к недостаткам изделий из дерева является высокая воспламеняемость при пожаре

Для того чтобы минимизировать вероятность таких процессов, очень важно подготовить балки непосредственно перед монтажными работами. Для перекрытия лучше всего использовать хвойные породы дерева

Для того чтобы избежать прогиба балки, не рекомендуется делать пролет более 5 м. Если пролет будет больше, обязательно нужно делать дополнительные опоры в виде колонн или ригели.

Преимущества использования двутавровых опор в строительстве

Такая конструкция пришла к нам из-за рубежа, где балки используются для перекрытий в коттеджном малоэтажном строительстве уже более 30 лет. В основном такое же применение нашли они и у нас.

Главными достоинствами в применении двутавровых балок являются:

1. Прочность. Даже при длительной эксплуатации траверсы остаются в первоначальном состоянии.
2. Легкий вес. В отличие от металлических аналогов балки сравнительно легко монтировать, при этом они могут нести на себе большие нагрузки.
3. Независимость от ширины строения. Длину опорной траверсы можно регулировать с помощью вставок (до 13 метров), при сохранении нагрузочной способности и надежности изделия.
4. Бюджетная стоимость. Цена на деревянные двутавровые изделия значительно ниже, чем на другие подобные перекрытия. Экономический эффект у них достигает от 30 до 200% по сравнению с другими аналогичными материалами.

Эти перекрытия, обработанные пропиточными биозащитными средствами, не теряют своих качеств под действием влаги и от перепадов температуры.

Достоинства двутавровых балок

Несомненно, плюсов у опорных изделий подобного вида достаточно для того, чтобы сделать выбор в их пользу. А они следующие:

1. Благодаря сравнительно малой высоте деревянного двутавра, можно наиболее экономно расходовать древесный материал.
2. Эти перекрытия не подвержены скручиванию, деформации и изменению размеров, как их цельные «собратья», которые используются для тех же целей. (Такой пиломатериал в виде бруса или бревен при сушке теряет влагу, и от этого происходят изменения в линейных размерах и геометрической форме).
3. При монтаже двутавровых балок в них можно прокладывать скрытые коммуникации: кабеля, водопроводные трубы, воздуховод.

К тому же, балки – простые при монтаже перекрытий. Строителям не нужно владеть специальными навыками, благодаря чему значительно сокращается время на установку.

Экспобанк с удовольствием представляет Вашему вниманию престижные банковские карты: Mastercard Black Edition и World Elite Mastercard

Мышка

Клееные балки деревянные

Такие балки перекрытия из дерева не имеют габаритных ограничений, так как предоставленная технология производства позволяет выполнить их достаточно большой длины.

За счет увеличенной прочности клееные балки употребляются в тех случаях, когда необходимо выдержать большую нагрузку на перекрытие.

Плюсы клееных балок:

• хорошая прочность; • вероятность перекрывать немалые пролеты; • легкость установки; • незначительный вес; • большой срок службы; • не имеет деформации; • хорошая пожарная безопасность.

Наибольшая длина предоставленного бруса составляет 20 метров.

Так как такие балки перекрытия обладают гладкой поверхностью, их нередко не зашивают снизу, и остаются они, таким образом, открытыми, организовывая в комнате достаточно модный дизайн интерьера.

Где еще используется деревянная двутавровая балка

Еще одним неоспоримым преимуществом деревянных балок с двутавровым сечением выступает универсальность. Помимо создания опалубки они могут использоваться при обустройстве:

• стен. Высокие прочностные характеристики конструкции позволяет ей успешно участвовать в процессе возведения стеновых перекрытий. Разнообразие и широкий размерный ряд балок позволяет подобрать оптимальный вариант для любой панели;
• полов. Применение деревянных двутавров обеспечивает минимальный прогиб по всей плоскости изделия, что в результате обеспечивает бесшумность пола (отсутствие скрипа, треска и пр.). Характеристики балок гарантируют лагам дополнительную жесткость;
• потолка. Здесь двутавровые балки выступают в роли элементов стропильной системы при обустройстве крыши. Минимальная деформация этого стройматериала гарантирует надежность и долговечность конструкции.

Использование деревянных двутавровых балок при строительстве крыши

Перекрытия между этажами в частном доме: виды и технология строительства

Что такое балка?

Балки, овраги, долины – без всех этих объектов невозможно представить себе классическую степь (украинскую, русскую или молдавскую). Кстати, именно в культурном наследии перечисленных народов нередко упоминаются эти формы рельефа – в сказках, рассказах, песнях и легендах.

Однако у слова «балка» значений несколько. Помимо вышеупомянутой формы рельефа, этим термином также обозначают конструктивный элемент из деревянного бруса, служащий опорой для чего-либо. Кроме того, балка – это еще часть автомобильной подвески.

Определение балки в географической науке следующее: это отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа, образованная временным водным потоком. При этом ее дно может быть сухим, или же заполненным небольшим ручьем. Балка – типичный «продукт» эрозионных геологических процессов.

Требования к деревянным балкам перекрытий

Монтаж деревянных балочных перекрытий влечет за собой ряд требований, которые необходимо учесть. Они состоят в следующем:

1. Балочные изделия должны быть изготовлены их хвойных пород дерева, которые обладают высоким запасом прочности. При этом, влажность древесины должна быть не более 14 процентов, иначе лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
2. Запрещается для изготовления балок применять древесину, подверженную грибковым заболеваниям или испорченную насекомыми.
3. Перед монтажом балочные элементы необходимо обработать антисептиком.
4. Чтобы потолок или пол не прогибался даже при нагрузке, необходимо выполнить строительный подъем. Потолок нижнего этажа получит в центре незначительный подъем, который при нагрузке станет ровным.
5. Если брусья планируется укладывать с большой частотой, то вместо них можно применить доски, которые необходимо устанавливать на ребра.

Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

Где применяют

При заливке монолитных перекрытий, расположенных горизонтально, применяют опалубочные конструкции, имеющие в своем комплекте следующие элементы:

• двутавровые балки для опалубки;
• крепеж;
• опоры телескопические с возможностью регулировки по высоте.

Используются деревянные балки для опалубки при возведении вертикальных сооружений в виде стен или колонн. Применение таких конструкций объясняется удобством, продолжительной эксплуатацией и оборачиваемостью.

Системы, основу которых составляют балки для опалубки перекрытий, зачастую применяются в строительстве:

• жилых домов и объектов промышленного назначения;
• мостов и тоннелей;
• сложных сооружений.

Применение таких форм оправдывается:

• удобством транспортировки балок;
• обеспечением высокого уровня несущих возможностей;
• оснащенностью пазами, облегчающими монтажные работы;
• возможностью получения ровных поверхностей для сооружений монолитного типа.

Поддержите наш проект в соц. сетях!

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП)

Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Особенности монтажа

Балки закладываются в стены во время строительства дома, а остальные работы по возведению перекрытия осуществляются после строительства и перед началом отделочных работ. Балки в кирпичную или блочную стену заводятся во время кладки, для этого в стене необходимо выполнить гнезда. Глубина одного из них должна быть не меньше половины толщины стены. Ее можно сделать сквозной с последующей заделкой теплоизоляцией. Для этого необходимо выбрать паропроницаемый материал.

В деревянных постройках балки врубаются в верхний венец сруба. Материал обрабатывается антисептиком и сушится. При монтаже прямоугольных изделий необходимо следить за тем, чтобы широкая сторона располагалась вертикально. Жесткость при этом удастся повысить. Концы балок следует срезать под углом 60˚, обработав битумной мастикой и обернув рубероидом.

Первыми укладываются крайние балки. Их выравнивают длинной доской, которая ставится на ребро. Дополнительно необходимо использовать уровень. Промежуточные балки следует выровнять по уложенной на крайние балки доске. Как только будут выполнены стены и кровля, можно приступать к возведению перекрытий. Для этого черепные бруски подвешиваются к нижней части балок с обеих сторон. Основной функцией этих элементов выступает опора для чернового пола.

Для черепных брусков используется сосновый брус, который обрабатывается антисептиком. К балкам перекрытия его фиксируют саморезами по дереву. На черепные бруски укладываются доски пола. Для этого можно использовать нестроганную доску. Элементы располагаются перпендикулярно балкам и опираются на черепные бруски. Крепление осуществляется саморезами.

Устраивая полы по деревянному перекрытию, на следующем этапе вы должны будете настелить гидроизоляцию. Ею может стать «Изоспан». Полотна пленки укладываются с нахлестом, стыки следует проклеить скотчем. Поверх пленки располагается минеральный утеплитель. Это позволит осуществить звукоизоляцию деревянных перекрытий. Толщина теплоизоляции должна быть такой, чтобы материал не выступал над поверхностью балок. Можно использовать и другие варианты, например:

• керамзит;
• вспененный полистирол.

Важно обратить внимание на огнестойкость. Выполнив звукоизоляцию деревянного перекрытия, вы можете приступать к укладке лаг пола верхнего этажа. Эти элементы должны располагаться поперек балок

Расстояние между ними составит предел от 0,6 до 1 м

Эти элементы должны располагаться поперек балок. Расстояние между ними составит предел от 0,6 до 1 м.

В основу лаг могут лечь бруски или доски. Толщина должна составить 40 мм. Крепление осуществляется к балкам перекрытия с помощью металлических уголков, фиксируемых на саморезы. Между лагами укладывается слой минерального утеплителя. Стыки нижнего теплоизоляционного слоя при этом необходимо перекрыть.

Минеральный утеплитель выступит еще и звукоизоляцией потолка и пола. Поверх второго слоя укладывается гидроизоляция на случай, если произойдет разлив жидкости. Пол верхнего этажа зашивается чистовой половой доской, фанерой или гипсокартоном, сверху можно уложить финишное покрытие, а именно:

• ламинат;
• плитку;
• пробку;
• линолеум.

Фанеру или половую доску фиксируют на саморезы.

Заключение