Деревянные перекрытия. Расчет деревянных балок перекрытия

Устройство перекрытия в доме из бруса – важная тема, в которой должен разбираться любой строитель. Сечение, материал и размер бруса для перекрытия следует подбирать на основе расчетов и практических знаний, а теоретические основы мы рассмотрим в рамках статьи. Кроме того, вы узнаете ряд полезной информации по работе своими руками.

Деревянные балки и требования к ним

В принципе, балочные перекрытия тоже могут быть разными: железобетонными, металлическими, либо деревянными. Первые два варианта не уступают по техническим характеристикам плитным перекрытиям, но они достаточно сложны для исполнения,  и поэтому в частном строительстве практически не используются. А вот деревянные балки — совсем другое дело!

Итак:

Деревянные балки и требования к ним
  • Несмотря на кажущуюся простоту, здесь тоже есть масса нюансов, которые необходимо соблюсти. Прежде всего, следует правильно выбирать пиломатериал. Чаще всего для этой цели используют твёрдую древесину хвойных пород: лиственницу, сосну, ель, кедр. Цена здесь не имеет никакого значения – просто балки из хвойных пород лучше всего работают на изгиб.

Сосновый брус для балочного перекрытия

  • Есть, конечно, поборники лиственной древесины, которые утверждают, что и осина с берёзой прекрасно справляются с такой задачей. Только вот строительные нормы рекомендуют вообще все несущие деревянные конструкции — а не только балки перекрытия, изготавливать из хвойного пиломатериала. Твёрдые породы лиственной древесины, годятся лишь для соединительных деталей (нагелей, шкантов, и т.д.).
  • Брус для перекрытия можно, и даже предпочтительно, использовать строганый, а не клееный. Он должен быть хорошо просушен и обработан перед монтажом огнебиозащитным составом. В отапливаемых зданиях, цельные балки должны монтироваться без пересечения со стенами и перегородками, а конструкция перекрытия, как таковая, должна гарантировать им хорошую вентиляцию.

Схема междуэтажного перекрытия

Деревянные балки и требования к ним
  • Глухая (монолитная) заделка балок в стены не допускается – их укладывают в гнёзда, и обязательно на амортизирующие прокладки из лиственной древесины. Концы балок, монтируемых с помощью металлического крепежа, должны быть защищены влагонепроницаемым слоем, так как при образовании конденсата, коррозия металла может повлечь за собой и коррозию древесины.

Но прежде, чем приступить к монтажным работам, несущие элементы перекрытия нужно рассчитать. Поэтому далее вашему вниманию будет предложена инструкция по подбору сечения балок и определению шага их установки.

Как построить деревянный дом. Все документы

Фундамент деревянного дома

Гидроизоляция дома современными материалами Гидроизоляция фундамента дома из бревна «дедовским» способом Цоколь, забирка, отмостка Устройство подвала в доме из бревна Материалы и растворы для фундаментов и цоколей Свайные и плитные фундаменты Ленточные фундаменты под дом из бревна Фундаменты столбчатые: деревянные (стулья) и каменные Фундаменты столбчатые из ж/б столбов; технология ТИСЭ Подготовка участка под фундамент Расчет фундаментов деревянного дома

Стены деревянного дома

Общее представление о возведении стен из бревна Принцип рубки стен Рубка углов стен «в обло» или «в чашу» Рубка в «лапу» Стены из бруса Узлы соединений стен из бруса Брус профилированный и клееный Другие варианты угловых врубок Рубка оконных венцов Сруб из оцилиндрованных бревен Стены с вертикальными брусьями; из деревянных кирпичей Конопатные работы Укрепление длинных стен Постановка сруба на место Ремонт стен бревенчатых и брусчатых домов Перегородки в деревянном доме

Окна, двери, лестницы

Клееные конструкции окон Изготовление, установка оконных коробок Изготовление оконных переплетов Сборка окон на винтовых стяжках Изготовление простых щитовых дверей Изготовление филенчатых дверей Дверная коробка, обналичка дверей Крыльцо деревянного дома Терраса деревянного дома Веранда, балкон деревянного дома Основные требования по возведению лестниц Приемы сборки деревянных лестниц Сборка деревянной лестницы

Крыша, кровля

Расчет уклона крыши дома Варианты стропил Соединение стропил Расчет стропил; деревянные карнизы Требования к обрешетке Глиносоломенная (глинокамышовая) кровля Кровля из щепы Кровля из теса в деревянном доме Кровля из шифера (волнистых асбестоцементных листов) Требования к дымоходам

Инструменты, приемы работ

Основной плотницкий инструмент и подготовка его к работе Крепление, перерубка и отеска бревен; врубка в полдерева Разметка бруса; выборка четверти, пазов в бревнах Приемы наращивания, сращивания и соединения бревен Пиление, строгание, сверление Верстак; склеивание древесины

Ещё

Заготовка, хранение и антисептирование лесоматериалов Фанера, разные древесные плиты Обрезные пиломатериалы из 1м3 бревен; как распилить бревно Выбор бревна; как определить объем одного бревна Свойства древесины – что стоит учесть О древесине и ее породах в строительстве деревянного дома Как устроить теплоизоляцию деревянного дома Особенности участка: грунт и уровень грунтовых вод Какой дом комфортнее: большой или маленький Влияние климатической зоны и поры года на строительство дома Чем руководствоваться при планировке дома

Монтаж балок

Первоначально производят все необходимые расчеты. Когда размеры, сечение и шаг укладки брусьев известен, можно приступать к монтажным работам. Здесь следует сказать, что огромное значение имеет влажность материала.

Желательно, чтобы доска была высушена до 10 – 12 %. Брусья, влажность которых превышает 20 %, в строительстве использовать нельзя, иначе их сильно покрутит вдоль продольной оси.

Чаще всего в стенах делают специальные врубки или ниши, чтобы торцы брусьев ложились на стену на глубину 100 – 150 мм. Если стены кирпичные, бетонные или блочные, тогда торцы обрабатывают битумной мастикой или рубероидом для предотвращения гниения от впитанной влаги.

Читайте также:  4.Ремонт и усиление деревянных стоек, перекрытий и покрытий.

Ширину ниш в каменных стенах подбирают так, чтобы доска была забетонирована 50 – 100 мм слоем цементно-песчаной смеси. Также практикуется крепление с помощью стальных корзин, пластин, кронштейнов и прочих подобных деталей.

В таком случае сами кронштейны крепят анкерными болтами или дюбелями к стенам, а балки вставляют в посадочную чашу и фиксируют саморезами.

В каркасных домах при расчете шага стараются учесть расположение стеновых стоек перегородок, этот принцип позволяет создать более надежный и прочный каркас.

Важно! Деревянные перекрытия хорошо проводят звуковые вибрации, поэтому желательно независимо от температурных условий укладывать между балками минеральную вату и использовать звукопоглощающие прокладки.

Выбор балок для перекрытия

Существует несколько видов деревянных балок:

  1. из цельного бруса;

Цельный брус

  1. сбитые из досок;

Возможный вариант

  1. из круглого леса.

Весь дом из кругляка

Балки из бруса

Этот строительный материал применяется чаще всего, основным плюсом является его доступная цена и экологичность. Основной минус – это тот факт, что чаще всего брус изготавливается из сердцевины дерева, которая уступает по плотности внешним слоям. Из-за этого возможен прогиб бруса, что крайне нежелательно.

Схема по прогибу бруса

Отдельная разновидность бруса – клееный брус. По своей нагрузочной способности он значительно превосходит цельный. Изготовление такого бруса возможно по индивидуальным размерам, что позволяет значительно сэкономить время на его подгонку и монтаж.

Клееный брус будет лучше

Сбитые из досок балки

Данная конструкция также превосходит цельный брус по своим характеристикам. Правильным вариантом получения такого бруса необходимого размера является склеивание досок клеем «Клейберит» или его аналогом. Затем производится закрепление досок деревянными стержнями на этом же клею (Узнайте здесь, что такое пенодиатомитовый кирпич).

Перемычки из сбитых досок

Можно делать вот так

Балки из круглого леса

Практически все специалисты рекомендуют использовать для балок круглый лес. Связано это с его хорошими характеристиками. Балки из круглого леса способны выдерживать большую нагрузку.

Можно из кругляка делать

Обратите внимание! Качественное деревянное перекрытие должно быть из сухой древесины хвойных пород. Только в этом случае вы получите полную уверенность в том, что перекрытие не будет подвержено гниению при правильном монтаже и эксплуатации.

Сухой брус

Узнать сечение балки и необходимое межосевое расстояние можно  по таблице:

Размеры балки, мм

Длина пролета

3,5м

4,5м

5,5м

Балки для цокольных и межэтажных перекрытий

Брусья                                                              Расстояние между центрами балок
140*180

1550 мм

1200 мм

1000 мм

800 мм

700 мм

150*200

1650 мм

1300 мм

1000 мм

900 мм

160*220

2000 мм

1700 мм

1400 мм

1100 мм

Доски                                                              Расстояние между центрами балок
50*160

800 мм

600 мм

450 мм

50*200

1250 мм

900 мм

700 мм

550 мм

450 мм

80*180

1550 мм

1200 мм

900 мм

700 мм

550 мм

450 мм

Балки для чердачных перекрытий

Брусья                                                        Расстояние между центрами балок
140*180

1800 мм

1400 мм

1200 мм

1050 мм

150*200

2400 мм

2000 мм

1650 мм

1400 мм

160*220

2500 мм

2000 мм

1750 мм

Доски                                                         Расстояние между центрами балок
50*160

1200 мм

900 мм

650 мм

500 мм

420 мм

50*200

1850 мм

1350 мм

1050 мм

800 мм

650 мм

550 мм

450 мм

80*180

2400 мм

1750 мм

1350 мм

1050 мм

850 мм

700 мм

600 мм

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Основной несущий элемент любых деревянных перекрытий – это брус, толстая обрезная доска, поставленная на ребро, или двутавровая балка. Будем называть его просто балкой. Она принимает на себя основную нагрузку и передает её на стены.

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Определение сечения балки

Проектируя перекрытие дома из газобетона, в первую очередь следует рассчитать сечение балок в соответствии с планируемой нагрузкой как от самой конструкции, так и от веса мебели, предметов обстановки и людей.

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

При крупномасштабном строительстве специалисты выполняют расчеты, учитывая прочность и жесткость материала. В частном же домостроении допускается приблизительный подбор по следующей таблице. В ней приведены рекомендуемые размеры балок при шаге между ними 0,6 метра.

Таблица подбора сечения для балок перекрытия

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Обратите внимание! Длина пролета не должна превышать 6 метров, а максимально допустимый шаг укладки балок – 1,2 метра. При увеличении шага сечение балок должно пропорционально увеличиваться.

Сращивание балок по длине допускается производить только на несущих стенах

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Технология монтажа

Строя дом из газобетона, перекрытия нужно планировать заранее. Это связано с хрупкостью блоков, с их недостаточной прочностью на сжатие. Они могут не выдержать точечной нагрузки и раскрошиться под концами несущих балок.

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Проект укладки балок перекрытия

Поэтому, на уровне будущих перекрытий устраивается монолитный армирующий железобетонный пояс. Именно на него и будут опираться балки, для крепления которых в армопояс при заливке закладываются металлические пластины или анкера.

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Устройство армированного бетонного пояса

Совет. Если это не было сделано, балки можно фиксировать к железобетонному основанию стальными уголками с помощью дюбелей. В любом случае весь металлический крепеж должен быть с антикоррозионным покрытием.

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Схематично технология монтажа балок перекрытия в газобетонном доме выглядит так:

  • Балки нарезаются по длине с учетом того, что глубина их опирания на стены должна быть не менее 12-15 см. То есть, при длине пролета 200 см длина балки составит 225-230 см.
  • Торцы балок срезают под углом 60-70 градусов, чтобы обеспечить к ним свободный доступ воздуха.
Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Схема монтажа балки

  • Готовые элементы обрабатываются антисептическими и антипиреновыми составами для защиты от гниения и возгорания.
Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Это важно! При использовании пропиток на масляной основе ими нельзя покрывать торцы, так как они закроют поры в древесине и не позволят ей «дышать».

  • Несущие элементы укладываются на стены на слой гидроизоляции, в качестве которой могут выступать рубероид, толь, линокром. Или обмазочные материалы – битум, гидроизол.
Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме
  • Между опорной частью балки и стенками ниши, в которую она укладывается, должен оставаться зазор в 2-3 см с каждой стороны.
  • Между торцом и наружной частью стены обязательно прокладывается слой утеплителя.
Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Начинают монтировать деревянное перекрытие в газобетонном доме с двух крайних балок, которые укладываются с отступом 2-3 см от продольных стен. Впоследствии этот зазор заполняется утеплителем.

Читайте также:  Пароизоляция для пола в деревянном доме: порядок укладки

Монтаж крайнего элемента

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

После проверки горизонтального уровня крайних элементов между ними с заданным шагом укладываются по уровню промежуточные балки.

Несущие балки монтируются одновременно с возведением стен

Особенности монтажа деревянных балок перекрытий в газобетонном доме

Структура перекрытия

Устройство деревянных перекрытий зависит от их функционального назначения, но все они имеют очень похожую структуру. Их главной составляющей, которая служит основой для других элементов, являются деревянные балки, закрепляемые к несущим конструкциям дома, то есть к стенам. Вся будущая нагрузка во время эксплуатации дома будет ложиться именно на них. Поэтому расчет деревянных балок перекрытия занимает важное место на подготовительном этапе.

Для изготовления балок используется деревянный брус из хвойных пород деревьев, почти не прогибающихся с течением времени, в отличие от лиственных.

На установленные балки закрепляется черновой или вспомогательный пол. Для этого используется фанера, листы ОСП или ДСП, поверх которых после завершения работ крепится финишное покрытие, напольное или потолочное. Образованное между черновым полом и потолком пространство заполняется разными изоляторами в зависимости от параметров помещения.

Сращивание балок и некоторые характеристики

Итак, от теории – к практике. Если в наличии есть тонкий брус или короткий брус, а денег на покупку нового прочного бруса нет, то нужно рассмотреть всевозможные варианты сращения существующих деревянных брусков для последующего использования их в организации межэтажного, цокольного или чердачного перекрытия. Как правило, соединение деревянных пиломатериалов приходится осуществлять чаще всего по длине (так называемое сращивание), ширине (так называемое сплачивание) или под углом (так называемая вязка). Если есть короткий брус, то при строительстве их чаще всего соединяют по длине. При этом используют специальные металлические скобы, хомуты и крепления. Однако при желании можно обойтись и без этих приспособлений. В этом случае получившийся брус будет непрочным, что категорически не подходит для организации перекрытия любого вида. Основными видами сращивания балок, бревен и брусков являются:

  • сращивание внакладку;
  • сращивание вилкой;
  • сращивание шипом;
  • сращивание в замок.
  1. Первый способ – внакладку – заодно является и самым простым в исполнении. Для него потребуется ножовка или стамеска. При использовании этого способа два конца балки прорезаются ножовкой посередине на некоторое расстояние. Потом делается одинаковый скол с применением стамески – прямой или же диагональный. При таком соединении необходимо использовать скобы или хомуты, чтобы можно было использовать сращенную балку для монтажа перекрытия.
  2. Второй способ – вилкой – является более прочным. Однако он подходит, если в наличии имеются толстые балки. Для этого один из концов балки нужно разделить на три части и аккуратно , с помощью ножовки, выпилить середину. А в торце другой балки нужно оставить только середину, и спилить краевые части. Потом балки соединяются в стык – серединная часть на торце одной из балок должна прочно поместиться между двумя краевыми частями в торце другой балки. Кроме того, балки в местах соединения должны обязательно крепиться с помощью металлических скоб или зажимов.
  3. Третий способ – шипом – тоже считается более прочным, чем первый. При этом виде сращивания шипом используются шипы разной формы: круглые или плоские. В редких случаях используются фигурные шипы. Их можно как непосредственно вырезать из дерева, так и создать специальную «шпильку», которая будет вставлена и закреплена в торце одной из балок. Кроме того, шипов может быть больше, чем один: например, два, три или пять. И, конечно же, в месте соединения балки должны быть надежно скреплены и металлическими скобами.
  4. Четвертый способ – замком – он является наиболее трудоемким. Но и более прочным. Разновидностей замковых соединений много, но основные используемые – это сращивание замком угловое и сращивание замком с использованием шипа.

Как выбрать сечение и шаг между балками?

Измерив длину балок и ширину пролета, можно выполнять расчет шага укладки и сечения. Поскольку обозначенные величины связаны друг с другом, расчеты производятся при помощи одинаковых математических действий. Форма сечения может быть как прямоугольной, так и круглой. Оптимальной принято считать прямоугольную форму. Соотношение сторон прямоугольника должно быть следующим: 1:4:1, при этом высота должна быть больших размеров, чем ширина. Высота в большинстве случаев определяется толщиной применяемого утеплителя. Размеры балок по высоте могут находиться в пределах 10-30 см, по ширине — 4-20 см. Если перекрытия монтируются из круглого бревна, то его диаметр должен быть 11-30 см.

Что касается расстояния между балками, то 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.

Итак, расчет балок для перекрытия (деревянных) является важным и ответственным этапом, от правильности которого будет зависеть надежность конструкции. Расчеты должны проводиться с учетом существующих и утвержденных норм.

Читайте также:  Как правильно положить балки перекрытия?

Если возникают сомнения в точности полученных значений, то их следует округлить в большую сторону. Таким образом удастся избежать аварийных ситуаций при эксплуатации строения. Если есть сомнения в полученных значениях при самостоятельных расчетах, рекомендуется обратиться к специалистам, которые сделают работу правильно и с учетом всех нюансов.

Виды перекрытий и их технологические особенности

В зависимости от используемого материала перекрытия делятся на:

  • Деревянные
  • Железобетонные

Вышеперечисленные виды перекрытий могут использоваться в зависимости от их назначений и конструктивных особенностей зданий.

Деревянные перекрытия

Установка балок Балочные или деревянные перекрытия часто используются при строительстве деревянных или традиционных частных домов. При этом балки перекрытия должны быть выполнены из лиственных или хвойных пород древесины.

Суть деревянных перекрытий проста. Берутся деревянные балки или клееная древесина со следующими размерами:

  • высотой 150-300 мм;
  • шириной 100-250 мм,

срезают концы под углом — 60-80 о, обрабатывают антисептиком и просмаливают. После этого концы балок оборачивают рубероидом и укладывают в ниши глубиной от 150 мм, оставляя зазор в 30-50 мм между стеной и балкой. Образовавшийся зазор заполняют минеральной ватой.

Следует помнить, что балки устанавливаются на несущие стены конструкции на расстоянии от 600 мм и до 1,5 м друг от друга.

При монтаже, балки устанавливают, начиная с крайних, предварительно отступив минимум 50 мм от стен конструкции. Затем в оставшееся пространство равномерно устанавливаются промежуточные балки.

После распределения всех балок по поверхности, необходимо проверить их на горизонтальность расположения. Для выравнивания обычно применяют просмоленные доски необходимых толщин. Необходимо помнить при выравнивании, что все балки в горизонтальной плоскости должны быть на одном уровне.

Для создания дополнительной жесткости будущего перекрытия, балки можно укрепить с помощью специальных стальных анкеров, гвоздей и стальных пластин. Подобное в кирпичных домах делается крайне редко, поэтому не будем заострять на этом внимание. А вот в деревянных домах крепление балок происходит с помощью специальных соединительных скоб.

После подготовки основания перекрытия, можно переходить к его покрытию.

Монтаж деревянных перекрытий В качестве настила для деревянных перекрытий обычно выступают строганные доски (25-45 мм толщиной), ОSB-панели или толстая фанера.

Монтаж происходит следующим образом. Сначала на балки приделывают черепные бруски с сечением 50х50 мм на которые настилают черновой пол*. Поверх чернового пола стелют последовательно слои паро и теплоизоляции, а уже после чистовой пол*. Такой метод используют когда монтируют цокольное перекрытие.

Монтаж междуэтажных перекрытий происходит несколько иначе. Крепятся черепные бруски, к которым снизу прикрепляют слой пароизоляции, а затем материал потолка для нижнего этажа. Далее, с внутренней стороны черепных брусков, между балками, укладывается шумо и теплоизоляционный материал. В роли такого материала может выступать минвата или керамзит.

После этого, поверх балок, укладывается еще один слой пароизоляции, а поверх него либо оструганные доски, либо плиты OSB или толстой фанеры.

В редких случаях, когда расстояние между балками большое, то прежде чем укладывать доски или плиты, перпендикулярно балкам сначала кладут лаги, располагая их ближе друг от друга, чем балки.

Монтаж мансардных и чердачных перекрытий примерно такой же, как и монтаж междуэтажных перекрытий. Во всех трех случаях толщина балки должна быть не менее 1/24 длины самой балки.

Поверхность пола, образовавшуюся в результате монтажа деревянного перекрытия, в зависимости от настилочного материала, покрывают финишным покрытием*. Если в качестве материала использовали оструганные доски, то оптимальным вариантом будет покрыть их лакокрасочными составами, а не укладывать поверх них что-либо.

Достоинства Плюсами деревянного перекрытия являются:

  • Значительно небольшой вес деревянного перекрытия по сравнению с железобетонным, что снижает нагрузку на стены и фундамент конструкции здания.
  • Сравнительная простота и быстрота монтажа.
  • Монтаж деревянного перекрытия можно сделать своими силами.
  • Низкая стоимость такого перекрытия по сравнению с монолитным или железобетонным.

Недостатки Существуют минусы деревянного перекрытия. К ним относятся:

  • Легкая воспламеняемость материала.
  • Регулярная обработка дерева перекрытия огнезащитными пропитками и лакокрасочными составами.
  • Зыбкость деревянных перекрытий.
  • Дерево нуждается в циркуляции воздуха.
  • Недолговечность.
  • Делайте деревянные перекрытия там, где это необходимо, а не там, где Вам хочется.
  • Все деревянные элементы перекрытия должны располагаться от дымовых вентиляционных каналов на расстоянии минимум 250 мм.
  • Все дерево перекрытия необходимо обработать огне и биозащитными средствами.
  • Балки в местах соприкосновения с кирпичом или бетоном необходимо обработать защитными составами и обернуть рубероидом.
  • Не делайте расстояние между балками более 1000 мм.
  • Не превышайте ширину между опорами балки более чем 6 м.

Модный и стильный потолок с балками

Потолки с балками в частном доме помогают украсить интерьер четкими линиями. Такой вариант обшивки можно осуществить с помощью балок из натурального дерева или декоративных балок, или как их еще называют, фальш-бруса. Оба варианта обладают рядом преимуществ – это простота монтажа, натуральное происхождение, привлекательный вид.

Намек на кантри

На начальном этапе монтажа растягивается трассирующий шнур, с помощью которого проверяют степень горизонтальности потолка и каркаса. От этого зависит качество сборки готового потолка.

Что касается самого монтажа, то в случае с балками из дерева все довольно просто: их прибивают гвоздями или прикручивают длинными саморезами к уже готовому основанию.

Сочетание балок с вагонкой

С фальш-брусом немного сложнее. Сначала изготавливают каркас. Для этого можно использовать металлический профиль или деревянный брус. Второй вариант немного упрощает крепление фальш-бруса. К готовому каркасу уже можно крепить декоративные балки.

К металлическим профилям их прикручивают саморезами, а к деревянным брусам – прибивают финишными гвоздями. Если брус неплотно пристает к потолку, под него можно подложить клинья, а крепление производить более длинными саморезами.

Потолок с фальш-брусом