Основные аспекты расчета деревянных балок и перекрытий

Таблица Б-1 — Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи

Какой длины нужны балки?

Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется несколькими моментами. Балки должны перекрывать пролет и иметь некоторый запас, чтобы можно было заделать их в стены. Если стены сделаны из кирпича или бетонных блоков, то углубление балок выполняется на 10 — 15 см. Нижняя граница для досок, верхняя для бруса. В стенах из дерева углубление делают на семь сантиметров.

В некоторых вариантах балки крепятся уголки, хомуты и другие приспособления. В таком случае длина деревянных балок перекрытия равна расстоянию от одной стены до другой. Иногда балки выводят на 30-50 см наружу и они участвуют в создании ската крыши.

Оптимальны балки из дерева для перекрытия расстояний от двух с половиной метров до четырех. Максимальная длина, которую может перекрыть такой элемент из дерева — 6 м. Далее прочность оказывается недостаточной. Для более длинных пролетов используют варианты из клееного бруса или ставят дополнительные опоры, например, колонны.

Виды полов

В зависимости от особенностей проекта здания существует два вида полов второго этажа по деревянным балкам.

Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов

СНиП от г. Полы. Толщина, покрытия полов, прослойка, стяжка и подстилающие слои полов (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

СНиП

Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов

Таблица. Виды полов второго этажа по деревянным балкам.

Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Тип пола Описание технических и эксплуатационных особенностей

Холодный

Такие полы в настоящее время почти не используются, а напрасно. Ниже мы рассмотрим варианты, когда ставить неутепленные полы целесообразно. По стоимости они самые дешевые, настилать их не составляет большого труда даже новичкам.

Утепленный

Сложная с инженерной точки зрения конструкция, состоит из нескольких слоев, каждый из которых оказывает заметное влияние на общие эксплуатационные показатели. По стоимости намного превосходит холодные, но позволяет существенно уменьшать тепловые потери. За счет этого дорогостоящая конструкция быстро окупается и начинает приносить прямую прибыль. Но это возможно лишь при одном условии – теплые полы настилаются в строгом соответствии с существующими строительными нормами и правилами. В противном случае они быстро теряют свои первоначальные свойства и требуют сложного и дорогостоящего ремонта.
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов

Схема межэтажного перекрытия в деревянном доме

Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов
Виды полов

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

При возведении частного дома, когда сооружается межэтажное перекрытие по деревянным балкам своими руками, успех дела во многом зависит от правильности выбора строительного материала. Брусы, являющиеся опорой всей конструкции, не только воспринимают собственный вес – на них давит масса настила, воздействуют эксплуатационные нагрузки.

Перекрытие в доме

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Что учитывать при выборе пиломатериала ↑

Для таких целей рекомендуется выбирать древесину хвойных пород или лиственницы, так как такой материал обладает лучшей прочностью относительно древесины лиственных пород. Бруски, доски либо бревна должны быть сухими – допускается влажность, не превышающая 14%. Обычно такую влажность пиломатериал приобретает за год при создании правильных условий хранения.

Замер влажности древесины

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

У балок не должно быть большое количество сучков, желательно отбраковывать лес, имеющий ярко выраженные косослой либо свилеватость – волокна должны располагаться вдоль бруса или доски. Хорошо, если была проведена обработка пиломатериала антисептиком и составом, повышающим огнестойкость древесины.

Косослой

Свилеватость

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Подбор брусков или бревен по размерам ↑

В зависимости от того, где используются деревянные перекрытия, необходимо делать выбор брусков или досок по размерам сечения, от которого зависит надежность конструкции. Если строится межэтажная площадка, то к сечению предъявляются одни требования, а когда выполняется постройка чердака, толщина балок может быть меньше. Подбирая материал, можно руководствоваться таблицами, дающими возможность рассчитать сечение используемых досок, бревен или бруса.

Расчет сечения бруса в зависимости от длины пролета при ориентировочной нагрузке 350-400 кг/м²

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Расчет диаметра бревна в зависимости от длины пролета при нагрузке в 400 кг/м²

Хотя можно не брать повышенное значение нагрузки на полы, если в помещении не планируется размещать большое количество мебели или других предметов интерьера. В этом случае поможет другая таблица, помогающая подбирать сечение балок, учитывая загруженность напольного покрытия в помещении.

Выбор сечения бруса в зависимости от нагрузки и ширины пролета

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Подготовка брусков или досок к укладке ↑

Грамотно выбрав материал, приступают к монтажу межэтажного настила. Правильно сделанное деревянное перекрытие в доме обеспечивает крепость всего каркаса строения, а для этого необходимо точно отмерить длину балок и выверено их расположить.

Из подобранного по сечению материала подготавливаются брусы с точным размером, включающим расстояние «запаса», который будет играть роль опоры конструкции на несущие стены. Для опоры необходимо использовать не менее 10 см бруска, а в качестве опорной площадки обычно используют не менее 2/3 толщины стены.

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Длина пролета, в котором укладывается перекрытие, для безопасности не должна составлять более 6 м. Идеальное перекрываемое расстояние должно соответствовать 4-5 м. Когда готовится проект дома, проектировщик старается расположить несущие конструкции из древесины таким образом, чтобы брусы располагались параллельно меньшей стороне помещения либо строения.

Рассчитывая шаг, с которым укладываются подготовленные бруски или доски, необходимо использовать данные, отраженные в СНиП Согласно этому документу, нужно руководствоваться следующими значениями допустимой суммарной нагрузки:

  • для межэтажных перекрытий, включая цокольные 350-400 кг/м²;
  • для не нагружаемого чердачного помещения 130-150 кг/м²;
  • для используемого чердачного помещения до 250 кг/м².
Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Расчет шага распределения брусков или досок

Чтобы правильно распределить слеги, можно использовать таблицу расчета шага, позволяющего сделать перекрытие второго этажа по деревянным балкам достаточно прочным.

Распределение балок под перекрытие

Выбор материалов по виду древесины и размерам ↑

Какой брус используется для перекрытия?

  • Необходимо только хорошо просушенное дерево – уровень влажности не более 20%. При высыхании дерево изменяется в объеме, порой даже коробится, что приведет к деформации потолка.
  • Порода дерева, если речь идет о деревянном строении, должна совпадать с породой остальной древесины. Степень усадки и реакция на температурные изменения у разного материала заметно отличается.
  • Бруски необходимо тщательно и со всех сторон, не забывая торцы, обработать антисептиками, так как дерево, обычно, подвержено гниению и составляет лакомый кусочек для насекомых.
  • Рекомендуется обработать материал также антипиренами – составы увеличивают огнестойкость.
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?

При сооружении балочной системы выполняется еще ряд требований, которые влияют на выбор материала – его размеры и способ изготовления. Так, над помещениями с высокой влажностью балочная система дополнительно гидроизолируется. А если балки разделяют этажи с разным температурным режимом – например, жилой этаж и неотапливаемый чердак, то теплоизоляция должна быть усилена и выполняться по тем же требованиям, что и теплоизоляции стен. В этом случае утеплитель составляет ощутимую дополнительную нагрузку, и брус придется подбирать больших размеров.

Какой брус используется для перекрытия?

Особенности и размеры железобетонных балок перекрытия

Балки перекрытия изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 20372-2015 из тяжелого или легкого конструкционного бетона армированного горячекатаной или термомеханически упрочненной арматурой класса А600-А1000.

При этом стандартные размеры железобетонных балок перекрытия гост 20372-2015 должны соответствовать размерам указанным в Табл.1

Параметр Числовое значение, м
Длина 5,96-20,96
Высота поперечного сечения До 1,0-1,640
Ширина пояса До 0,25 и более
Толщина стенки балки До 0,12 и более
Особенности и размеры железобетонных балок перекрытия

Нормативным документом ГОСТ 20372-2015 регламентированы следующие виды несущих изделий в зависимости от длины перекрытия:

  • Балки перекрытия железобетонные серии БСП6-БСП9 перекрывающие пролеты длиной 5960-8960 мм.
  • Изделия под маркировкой 1БСП 12-2БСП12 перекрывающие пролеты протяженностью 11960 мм.
  • Стропильные балки 1БСД18 допускаемые строительство пролета 17960 мм.
  • Балки серии 1БСД15 для строительства пролетов 14960 мм.
  • Балки серии 1БСД21 используемые для возведения перекрытий длиной 20960 мм.

Выше использованы следующие обозначения типа изделия: БСП – балка стропильная с параллельными поясами, БСД – двускатная балка стропильная с параллельными поясами.

Как сделать межэтажные деревянные перекрытия в домах из кирпича и дерева

Перекрытия – это один из элементов возводимого дома, сильно влияющий на крепость постройки. В зависимости от материала они бывают деревянными и железобетонными (монолитными, сборными, сборно-монолитными). Для изготовления конструкционного элемента в частном малоэтажном строительстве часто выбирают деревянные бруски, доски или бревна, так как сооружение перекрытий из дерева отличается меньшей трудоемкостью при монтаже и его можно выполнять без специальных навыков.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

  1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

Разновидности перекрытий: какие бывают?
  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

  • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
  • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Настил наката перекрытия по деревянным балкам

Накат перекрытия образует потолок нижнего этажа. Настил наката можно выполнить своими руками разными способами. Опишем несколько способов устройства деревянного наката.

Обычно к балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Черепные бруски прибивают вдоль боковых сторон балки так, чтобы низ обоих брусков был на уровне низа балки. На черепные бруски поперек балок укладывают деревянный накат – ровные доски толщиной 10-25 мм.

Доски должны плотно прилегать друг к другу, лучше, чтобы они соединялись в четверть. В качестве наката можно использовать готовые деревянные щиты, листы фанеры. Для устройства ровного потолка нижнего этажа снизу к балкам прибивают подшивку, например, гиспокартонные листы или листы фанеры толщиной от 8 мм и длиной по размеру пролета между балками.

Другой способ устройства наката увеличивает высоту потолка нижнего этажа. К деревянной балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм. На черепные бруски укладывают деревянный накат в направлении поперек балок. Затем вдоль балок между черепными брусками к накату прибивают подшивку – доски толщиной 40 мм, как и черепные бруски. Лучше, чтобы доски были соединены в четверть или в шпунт.

Есть способ устроить накат перекрытия по деревянным балкам из толстого горбыля или бруса толщиной от 60 мм. К балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Поперек балок на черепные бруски укладывают горбыль скругленной стороной вверх или брус.

Черепные бруски и брус (или горбыль) соединяют в четверть, вырезая паз в брусе. Толщину бруса (или горбыля) выбирают таким образом, чтобы низ балки и бруса были на одном уровне и чтобы было крепким соединение бруса с черепным бруском (вырезать паз в брусе можно на 2/3 высоты бруса). Этот брус будет служить одновременно накатом и подшивкой. Обычно такой способ устройства перекрытия называют перекрытием без наката с подшивкой.

Также можно вместо черепных брусков вырезать крепежный паз в балке, но тогда нужно заранее принимать это в расчет при выборе размеров балок.

Иногда для эстетики нижнюю часть балок оставляют открытой, тогда накат укладывают несколько выше, крепя для этого черепные бруски в середине балок, а не на уровне низа балок.

Расчет деревянного перекрытия

Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

Во-первых, предполагаемыми нагрузками.

Расчет деревянного перекрытия

Нагрузка, в свою очередь может быть постоянной – вес перекрытия, вес перегородок между комнатами или вес стропильной системы.

А также переменной – она принимается равной 150 кг/ (Согласно СНиП «Нагрузки и воздействия»). К переменным нагрузкам относят вес мебели, оборудования, находящихся в доме людей.

Совет. Поскольку учесть все возможные нагрузки затруднительно, следует проектировать перекрытие с запасом прочности. Профессионалы рекомендуют добавлять 30-40 %.

Во-вторых, жесткостью или нормативной величиной прогиба.

Расчет деревянного перекрытия

Для каждого вида материала ГОСТом устанавливаются свои пределы жесткости. Но формула для расчета одинакова – отношение абсолютной величины прогиба к длине балки. Значение жесткости для чердачных перекрытий не должно превышать 1/200, для междуэтажных 1/250.

На величину прогиба оказывает влияние и порода древесины, из которой изготовлена балка.

Расчет перекрытия по деревянным балкам

Предположим, что расстояние между деревянными балками составляет 1 м.п. Общая длина балки 4 м.п. А предполагаемая нагрузка составит 400 кг/

Расчет деревянного перекрытия

Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 400х4 в кв./8 = 800

Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

Расчет деревянного перекрытия

R — сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.

В таблице приведено сопротивление лиственницы.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — таблица сопротивления древесины

Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП )).

Расчет деревянного перекрытия

Расчет перекрытия по деревянным балкам — переходящий коэффициент

Если учесть предполагаемый срок службы строения, то полученное значение нужно скорректировать и на него.

Расчет перекрытия по деревянным балкам — срок службы дома

Пример расчета балки показал, что сопротивление балки на прогиб может уменьшиться вдвое. Следовательно, нужно изменить ее сечение.

Расчет деревянного перекрытия

Расчёт деревянных балок перекрытия можно выполнить с применением выше приведенной формулы. Но можно использовать специально разработанный калькулятор расчета деревянных балок перекрытия. Он позволит учесть все моменты, не утруждая себя поиском данных и расчетом.

В-третьих, параметрами балки.

Длина деревянных балок перекрытия цельных может составлять не более 5 метров для междуэтажных перекрытий. Для чердачных перекрытий длина пролета может составлять 6 м.п.

Таблица деревянных балок перекрытия содержит данные для расчета подходящей высоты балок.

Расчет деревянного перекрытия

Таблица деревянных балок перекрытия для расчета высоты балок

Толщина деревянных балок перекрытия рассчитывается исходя из предпосылки, что толщина балки должно быть не меньше 1/25 ее длины.

Например, балка длиной 5 м.п. должна иметь ширину 20 см. Если выдержать такой размер сложно, можно достичь нужной ширины путем набора более узких балок.

Следует знать: Если балки сложить рядом они выдержат нагрузку в два раза больше, а если сложить друг на друга — выдержат нагрузку в четыре раза больше.

Расчет деревянного перекрытия

Используя график, представленный на рисунке можно определить возможные параметры балки и нагрузку, которую она в силах вынести. Учтите, что данные графика пригодны для расчета однопролетной балки. Т.е. для того случая, когда балка лежит на двух опорах. Измеряя один из параметров можно получить желаемый результат. Обычно в качестве изменяемого параметра выступает шаг балок деревянного перекрытия.

Таблица для подбора сечения деревянных балок перекрытия

Итогом наших расчетов станет составление чертежа, который будет служить наглядным пособием при работе.

Чтобы качественно и надежно осуществить своими руками перекрытие по деревянным балкам, чертеж должен содержать все расчетные данные.

Основные требования к балкам перекрытия

К главным требованиям можно отнести следующие:

  1. Параметры детали: длина, ширина, высота, сечение.
  2. Уровень жесткости материала.
  3. Какая нагрузка ляжет на деталь.
  4. Горючестойкость.
  5. Влагостойкость, шумоизоляция.

Пример расчета деревянной балки

Для того, чтобы рассчитать как будет зависеть нагрузка на балку от размера детали и шага, при установке можно воспользоваться следующими формулами:

  1. Стандартные пролет для балки: 2,5 – 4 метра при прямоугольном сечении и отношении высоты к ширине 1,4:1.
  2. Нужно учесть, что в стену балка входит минимум на 12 см.
  3. При расчете необходимо учесть и собственный вес балки от 190 до 220 кг на метр квадратный.

Чтобы просчитать величину прогиба при нагрузке необходимо воспользоваться формулой:

Мmax = (q х l в кв.) / 8 = 220х4 в кв./8 = 400 .

Далее, переходим к расчету момента сопротивления древесины на прогиб по формуле:

Wтреб = Мmax / R. Для сосны этот показатель составит 800 / 142,71 = 0,56057 куб. м

R – сопротивление дерева, взято из СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции», введенные в эксплуатацию в 2011 г.

Читайте также:  Как крыть крышу шифером правильно: рекомендации специалистов