Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и монтаж

Перекрытия по деревянным балкам связывают этаж строения с чердачным помещением, цокольным или верхним этажом. Конструкция служит для равномерного распределения нагрузок на стены здания и является основанием для чернового покрытия пола верхнего помещения и обшивки потолка нижнего.

Что собой представляет деревянное перекрытие

Эта конструкция собирается из пиломатериалов. Чаще ее называют – по несущим балкам. Это когда между стенами строения по верхним торцам кладки укладываются балки, упирающиеся на эти стены. Уже на них укладывают и крепят доски в качестве чернового пола.

Название «балки» является не конкретным. То есть, это название элементов, которые собираются в виде основы и несут на себе основные нагрузки. В качестве них можно использовать брус, бревна, сдвоенные доски. Если разговор вести не о деревянных конструкциях, то в их качестве используют металлический профиль, железобетонные перемычки и прочее.

Каким должно быть чердачное перекрытие?

Перекрытие чердака или мансарды должно выполнять четыре важных функции:

  1. Устойчивость к нагрузкам от 150 до 300 кг/м2. Учитываются внешние нагрузки, вес кровли и внутренние нагрузки (люди, мебель, перегородки, техника и пр.). Расчет зависит от эксплуатации чердака. Если помещение нежилое, то можно рассчитывать на минимальные нагрузки, для мансарды перекрытие должно выдерживать в среднем 250 кг/м2, а для жилого этажа – не менее 300 кг/м2.
  2. Изоляция шума. Хорошая шумоизоляция минимизирует звуки дождя, града, ветра и ваши шаги, если вы решите посетить чердачное помещение.
  3. Сохранность тепла, которое всегда устремляется вверх и теряется при плохой теплоизоляции перекрытий. Поэтому еще один важный нюанс при обустройстве перекрытия чердака – выбор качественного теплоизоляционного материала.
  4. Изоляция от влаги и пара, препятствие накапливанию конденсата, развитию микроорганизмов, насекомых, плесени и гнили в слоях перекрытия.
Каким должно быть чердачное перекрытие?

Как определить устойчивость к нагрузкам:

Начиная крыть чердак по деревянным балкам, мы должны быть уверены в качественной основе, то есть, надежности самих балок перекрытия.

Преимущества деревянных перекрытий

Для разделения этажей и жилых помещений от чердаков и подвалов, применяются как деревянные, так и железобетонные перекрытия. Последние могут быть монолитными (заливными) или панельными (сборными). Они прочнее, надежнее, долговечнее, но как перекрытия для дома из газобетона используются редко.

Панельные перекрытия обладают и таким существенным преимуществом, как высокая скорость монтажа.

Преимущества деревянных перекрытий

Но недостатков у них больше:

  • Большой вес железобетонных элементов создает слишком высокую нагрузку на несущие стены и фундамент;
  • Он же вынуждает использовать для укладки и транспортировки грузоподъемную технику, увеличивая стоимость монтажа;
  • На строительной площадке необходимо выделять площадку для складирования и хранения;
  • Плиты перекрытия выпускаются только определенных типоразмеров, что при сложной или нестандартной форме возводимого здания делает их использование невозможным.

Перекрытия из железобетонных плит

У монолитных перекрытий свои плюсы, главный из которых – возможность сделать плиту любой сложной формы. Но общая масса все равно остается слишком большой для хрупких газобетонных стен.

Преимущества деревянных перекрытий

Да и сам процесс заливки очень долгий и трудоемкий, требующий неукоснительного соблюдения технологии, особенно температурного режима.

Чем длиннее пролет, тем больше должна быть толщина монолитного перекрытия

Для справки. В зданиях с небольшими пролетами допускается устройство монолитных перекрытий, несъемной опалубкой для которых служат деревянные балки и влагостойкая фанера.

Деревянное перекрытие газобетонного дома лишено большинства перечисленных недостатков:

Преимущества деревянных перекрытий
  • Оно не создает большой нагрузки на несущие конструкции здания;
  • Ему можно придать любую желаемую форму;

Устройство перекрытия в доме с эркером

  • Для его монтажа не нужна тяжёлая строительная техника;
  • Сам монтаж не отличается сложностью и выполняется довольно быстро и без оглядки на температуру воздуха;
  • Общая цена таких перекрытий ниже, чем железобетонных.

С другой стороны, деревянные конструкции не столь прочны и долговечны, так как подвержены влиянию таких внешних факторов, как сырость, огонь, естественное старение. Но эти недостатки частично нивелируются обработкой деревянных элементов специальными средствами.

Преимущества деревянных перекрытий

Антисептическая обработка позволяет избежать гниения древесины и поражения её грибком

Кроме того, защитить их от воздействия изменчивой влажности и температуры воздуха можно с помощью особых изоляционных материалов. Но это уже относится к вопросу технологии устройства деревянных перекрытий, речь о которой пойдет ниже.

Деревянные балки перекрытия — размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров; нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

Читайте также:  Как правильно опереть стропильную систему на балки перекрытия

MaxinovaПользователь FORUMHOUSE

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина — 5 метров, сечение — 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация.

И подобный случай далеко не единственный.

елена555Пользователь FORUMHOUSE

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом.

Leo060147Пользователь FORUMHOUSE

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

  1. Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
  2. Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра, который тоже весит далеко не один килограмм.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

  • Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП ), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м — нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и прочие, необходимые в быту предметы, то нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

  • Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

Из деревянных двутавровых балок перекрытия своими руками монтируют стропильные системы и сооружают перемычки между этажами.

Этот современный материал выпускается по международным стандартам с применением передовой технологии, позволяющей получить отличный строительный продукт нового поколения.

Это прекрасное решение для частного строительства всех типов конструкций, начиная от каркасного дома или блочной постройки и заканчивая деревянным теремом из сруба.

Сфера использования

Двутавровая балка встречается не только в частном строительстве, но и является неотъемлемым атрибутом на стройплощадках, где монтируют промышленные помещения, торговые центры, офисные здания и т. п. В малоэтажных домах этот деревянный элемент выступает как несущая конструкция в составе стропильной системы, на чердаках, мансардах стеновых и кровельных каркасах.

Пояса двутавровой балки сделаны из цельной древесины, а поперечина — из стружечной плиты

С помощью такого решения можно отказаться от перекрытий из досок, металлических профилей и ЖБ плит.

Такие балки состоят из комбинированных материалов: пояса созданы из цельной древесины, а поперечина выполнена из стружечной плиты.

Эти деревянные перекрытия более чем в три раза увеличивают жесткость стен, благодаря чему каркасное сооружение приобретает прочность, существенно не увеличивая вес.

Что собой представляют деревянные двутавровые балки перекрытия

Техническая характеристика

Современный материал для перекрытий выпускается в промышленных масштабах на новейшей заводской линии. Для его изготовления применяют клееный деревянный брус, тщательно просушенный в камере, и стружечную плиту (OSB, OSP). По конфигурации балка очень похожа на рельс и имеет такие особенности:

Стандартные размеры балки

  • фанера, из которой собраны боковые стойки, устойчива к влаге, ее толщина может варьироваться в диапазоне 24 – 27 мм. Также в состав балки входит полка из древесины, обработанная антисептическим средством;
  • фанерная стойка интегрируется в полки при помощи технологических пазов;
  • детали между собой соединены водотермостойким клеевым составом;
  • снаружи балка покрыта краской с водоотталкивающей способностью.

Самые востребованные размеры перекрытия:

  • габариты балки – 200х80 мм;
  • толщина фанерной перемычки – 27 мм.

Положительные характеристики

Удачная комбинация «дерево – стружечная плита — дерево» здесь отсутствуют те недостатки, которые встречаются у натуральной древесины. Двутавровое сечение служит своеобразным усилителем, благодаря чему прочность перемычки увеличивается многократно, и изделие по своим техническим характеристикам может смело становиться в один ряд с бетонными и ЖБИ перекрытиями.

Настил наката: особенности

Для создания потолка нижнего этажа необходимо выполнить накат перекрытия. Для этого есть несколько способов, но самый простой рассмотрим ниже.

На установленную балку вдоль боковых сторон прикрепляют черепные бруски (сечение 4х4 или 5х5 см). Таким образом, нижняя часть брусков будет на одном уровне с низом балки. Для наката используют доски (1-2,5 см), которые необходимо уложить на черепные элементы с поперечным направлением относительно балок.

Важно, чтобы между ними не оставалось никаких зазоров. Также для этих целей подойдут фанера или готовые щиты из древесины. Чтобы выровнять потолок снизу, можно использовать ЛГК или ту же самую фанеру толщиной в 0,8 см.

Можно сделать накат, используя горбыль или брус с сечением от 6 см. в этом случае понадобятся те же черепные бруски, что и в предыдущем случае. Против направления балок, поверх брусков, стелется горбыль, но так, чтобы он закругленной стороной смотрел наверх. Далее для соединения используется метод «в четверть», для чего в брусе проделываются пазы. Подбирая горбыль, необходимо знать, что его толщина должна помогать создать один уровень между низом балки и материалом, при этом способствовать надежному соединению с черепными элементами. В таком случае горбыль будет выполнять роль не только наката, но и подшивки.

Формирование межбалочного пространства

Схема монтажа деревянных балок перекрытий.

Кроме несущих элементов, в структуру перекрытия входит накат, изоляционный слой, пол верхнего помещения и потолочная отделка нижнего. Чтобы настелить накат, к балкам крепят черепные бруски (5х5 см), на которые укладываются доски или панели. Можно использовать горбыль.

Для некоторых видов отделки потолка требуется ровная его поверхность. В этих случаях вдоль торцов досок наката, ложащихся на черепные бруски, производится выборка четверти (фальц). Накат покрывается рубероидом, может быть выполнена замазка глинопесчаным раствором до середины высоты проема.

Проемы заполняются различными шумо- гидро- и теплоизолирующими материалами.

В качестве теплоизолятора чаще используется минеральная вата, иногда — пенопласт, пенополистирол и т. д. Может быть произведена засыпка сыпучими материалами (шлак, опилки и пр.) на ¾ высоты проема.

Толщина теплоизоляционного слоя может составлять от 5 до 25 см и зависит от назначения перекрытия (чердачное, цокольное) и климатических условий. Многие специалисты не рекомендуют производить утепление шлаком или керамзитом. При современных нормах теплоизоляции насыпное покрытие будет иметь слишком большой вес.

Чтобы влага не проникала в утеплитель, перед подшивкой потолка цокольного этажа и при обустройстве пола чердака крепится гидроизоляционная пленка.

Изоляционный материал в структуре междуэтажного перекрытия в основном выполняет шумопоглощающие функции. Чтобы при передвижениях по верхнему этажу уменьшить проникновение звуков в нижний этаж, его потолок крепят к дополнительным балкам, не связанным напрямую с основными несущими.

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие

Суммарное весовое усилие, которое должны выдержать балки, складывается из собственного веса конструкции перекрытия (включая вес заполнителя, утеплителя), эксплуатационной нагрузки – веса предметов обстановки, людей. Упрощенный расчет нагрузок выполняется на основании требований СНиП

Согласно нормативным данным:

  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м чердачного облегченного перекрытия составляет 90 кг;
  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м межэтажного перекрытия, предназначенного для хранения вещей, составляет 100 кг;
  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м перекрытия первого этажа, на котором размещается мебель и домашнее оборудование, составляет 350 кг.

В соответствии со значениями того же СНиПа, переменная эксплуатационная нагрузка на 1 кв. м перекрытий всех типов составляет 50 кг. Значит, предельная суммарная нагрузка на 1 кв. м перекрытия во видам составит:

  • чердачное – 130 кг;
  • межэтажное – 150 кг;
  • первого этажа – 400 кг.
Расчет нагрузки, действующей на перекрытие

Ниже приведены ориентировочные варианты подбора популярных ширин и высот балок для настилания над различными пролетами.

С частотой укладки – 0,6 метра:

  • 75 мм х 100 мм – 2-метровый пролет;
  • 75 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
  • 75 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
  • 100 мм х 200 мм – 4-метровый пролет;
  • 100 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
  • 125 мм х 200 мм – 5-метровый пролет;
  • 150 мм х225 мм – 6-метровый пролет.

С частотой укладки – 1,0 метра:

  • 75 мм х 150 мм – 2-метровый пролет;
  • 100 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
  • 100 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
  • 125 мм х 200 мм -4-метровый пролет;
  • 150 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
  • 150 мм х 225 мм – 5-метровый пролет;
  • 175 мм х 250 мм – 6-метровый пролет.

Зная алгоритм расчетов, представленный в СНиПе , можно составить калькулятор, который будет точно определять оптимальное соотношение шага укладки каркаса перекрытия, сечения балок и длины пролета.

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.
Читайте также:  Как утеплить межэтажное перекрытие – по полу и потолку

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.

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.

Производители

Изготовление бруса, пригодного для применения в качестве основных элементов перекрытия, осуществляется на многих деревообрабатывающих заводах. Основными поставщиками данной продукции являются следующие предприятия.

Детчинский деревообрабатывающий комбинат, расположенный в Калужской области, производит обработку пиловочника, поставляемого из Красноярского края и Иркутской области на современном оборудовании с ЧПУ. В каталоге компании более 10 видов продукции из сибирской лиственницы. Также предприятие оказывает услуги по изготовлению деревянных изделий по индивидуальным размерам.

ООО «Деревообрабатывающий комбинат» (Кировская область, г. Белая Холуница), специализируется на производстве элементов для возведения жилых домов из оцилиндрованного бревна и клееного бруса. В качестве сырья компания использует ель и сосну северных регионов России.

«Заволжский ДОЗ» – ведущее предприятие РФ в области глубокой переработки древесины. Компания специализируется на строительстве коттеджей из бессучкового клееного бруса, изготовлении всех конструктивных элементов на собственных производственных мощностях.

ЗАО «Дмитровский деревообрабатывающий завод» работает с такими породами, как берёза, ель и сосна. Из этой древесины на мощностях предприятия изготавливаются оконные блоки, обрезной и необрезной пиломатериал камерной сушки, брус различного сечения естественной влажности.

ООО «Златоустовский деревообрабатывающий комбинат» специализируется на изготовлении пиломатериала и изделий по европейским стандартам. Среди продукции компании евробрус клееный, евровагонка, окна и двери из массива сосны, другие изделия.