Балка перекрытия клееная


Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и особенности выбора

Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.

Деревянные балки перекрытия

Деревянные балки перекрытия

Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.

Балка - это ключевой фрагмент перекрытия, назначение которого – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

Балки перекрытия для монтажа пола в доме

Преимущества балок из древесины:

  • низкая трудоёмкость при монтаже в сравнении с металлическими или железобетонными аналогами;

  • доступность цен на материалы из древесины;

  • быстрый монтаж без применения дорогостоящих механизмов и инструментов;

  • эстетичный внешний вид;

  • малый вес;

  • ремонтопригодность.

Недостатки балок из древесины:

  • без специальной защитной пропитки горючи;

  • низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;

  • подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;

  • могут деформироваться от перепадов температур.

Образцы деревянных балок для межэтажных перекрытий

Виды деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.

Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену — обычно добавляют 200—250 мм с каждой стороны..

По сечению деревянные балки делят на следующие типы:

  • квадратные;

  • прямоугольные;

  • двутавровые;

  • круглые или овальные.

Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Для справки! Эпюры усилий - графическое отображение изменение внутренних усилий по всей длине бруса. Применяются при расчетах допустимых нагрузок.

Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.

Балки перекрытия прямоугольного сечения

Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.

Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.

Двутавровые балки перекрытия

Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.

По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:

  • из цельного бруса или доски;

  • из клееного бруса.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу проектирования домов. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции

Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.

Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.

Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.

Цельный брус

Клееный брус

Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Клееный брус

Древесина для изготовления балок перекрытия

Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.

Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.

В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.

Брус из хвойных пород древесины Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про кровлю для крыши.

О качестве и прочности деревянных балок перекрытия

Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.

Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки - это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.

Несущие двутавровые балки перекрытий

Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.

Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.

Балки перекрытия

Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:

  • большая влажность;

  • безответственное хранение;

  • скрытые дефекты;

  • пересортица;

  • плохие линейные геометрические параметры;

  • заранее обусловленные болезни древесины.

Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить - это доверить работу профессионалу.

Установка балок перекрытия

Основные исходные положения для расчёта размеров

Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.

Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.

Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.

Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.

Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про стропильную систему двухскатной крыши.

Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа

  • Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.

  • Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.

  • Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.

  • Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.

  • Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.

Установка балки перекрытия
  • Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.

  • Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.

  • Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.

  • В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.

  • Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.

Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию

Как рассчитать

Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:

  • длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);

  • расстояние между балками (их шаг);

  • нагрузку на конструкцию.

Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.

Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:

Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.

Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.

Расчет деревянной балки производят по таким формулам:

  • Mmax = (q*l2)/8;

  • Wтреб = Мmax/130.

q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.

l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h3/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.

Схема монтажа балок перекрытий

Балки металлические: традиционная надёжность

Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

  • с металлом тяжело работать на высоте;

  • необходимы специальные механизмы для монтажа;

  • сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;

  • высокая стоимость материала;

  • балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

Есть у металлических балок и положительные моменты:

  • они не горят;

  • долговечнее;

  • металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;

  • виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

Металлические балки перекрытия Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про плоскую крышу в частном доме.

Заключение

Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.

m-strana.ru

Клеёные балки от ведущего российского производителя РусБрус

   Завод РусБрус производит деревянные клееные балки в соответствии с ГОСТ 20850-2014. Но стандарты завода по ряду параметров значительно превосходят Российские ГОСТы. Поэтому мы не только уверены в высоком качестве нашей продукции, но и знаем, что подобный уровень производства есть всего у нескольких заводов в России, при этом мы предлагаем нашу продукцию по наилучшим ценам. Поставляем клееные балки в любую точку России и за рубеж.

  Ниже представлен калькулятор, с помощью которого Вы можете самостоятельно произвести предварительный расчет стоимости клееных балок с отгрузкой в городе Кострома.

КАЛЬКУЛЯТОР РАСЧЁТА КЛЕЁНЫХ БАЛОК*

   Размеры:

   Клееные балки нестандартных размеров имеют более высокую цену. Например балки шириной 170 и 190 мм на 10% дороже чем балки шириной 180 мм. Возможно высококачественное изготовление цельносклееной балки размерами до 400-1200 мм и даже до 1800 мм при длине до 13500 мм. Породы древесины: сосна, ель, сибирский кедр, сибирская лиственница.

   Качество балок:

   ПК - промышленное качество согласно ГОСТ 20850-2014 - конструкционные балки, к которым не предъявляются особые требования по качеству поверхности, например, балки под зашивку.    ВК - видовое качество согласно ГОСТ 20850-2014 - конструкционные балки, с высоким качеством обработки поверхности, например, видимые балки жилого дома.    ВК + - качество, превосходящее ГОСТ 20850-2014 - конструкционные балки, с высоким качеством обработки поверхности, например, видимые балки жилого дома, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности (мебельное качество)     Скачать Технические требования на изготовление конструкционного бруса с подробным описанием сортировок.

    Минимальный объем заказа одного сечения - 5 куб. м.

   *Цена на сайте дана для ориентира и ни в коем случае не может рассматриваться как окончательная. Окончательная цена будет предоставлена в коммерческом предложении по запросу. Пожалуйста, присылайте запросы на электронную почту или звоните по телефону.

Преимущества клееных балок от РусБрус

   При сохранении всех положительных свойств балок из массивной древесины, клееные балки обладают рядом важных преимуществ, обеспечиваемых за счет многоступенчатой технологии изготовления путем склейки деревянных ламелей (досок), прошедших камерную сушку и удаления пороков древесины.

   Основные отличия клееных балок от обычных:

  1. Имеют более высокую прочность благодаря тому, что все дефектные участки ламелей были вырезаны до склейки, а именно по ним и происходит разрушение нагруженных элементов.

  2. Более пригодны для высокотехнологичного строительства, когда здание собирается из изготовленных и обработанных защитными составами в заводских условиях деталей. Обработанные на высокоточном оборудовании, обычные деревянные балки во время путешествия с завода на стройплощадку, трескаются и теряют форму, что существенно затрудняет процесс сборки. Клееные балки сохраняют свои размеры не только при перевозке, но и в течении всего срока их эксплуатации.

  3. Огнестойкость выше, чем у обычной древесины, что немаловажно для ответственных деталей. Также, мы предлагаем пропитку наших балок составом по I группе огнезащитной эффективности древесины (обеспечивает получение трудносгораемой древесины) с проведением испытаний и выдачей их результатов, лицензиями и сертификатами.

  4. Внешний вид близок к мебельному, что позволяет использовать её не только как несущий элемент, но и как важную деталь интерьера.

Что контролирует РусБрус?

   Клееные балки стоят дороже обычного клееного бруса, хотя иногда эти материалы достаточно близки. Отличие в цене определяется различиями в технологии производства и в предъявляемых технических требованиях. Мы производим клееные балки полностью соответствующие требованиям, предъявляемым к несущим элементам клееных деревянных конструкций (КДК). Гарантированно высокого и стабильного качества продукции компании «РусБрус» удается достичь благодаря неукоснительному соблюдениею технологии изготовления, обеспечением постоянного контроля на всех этапах. Начиная от приемки пиломатериала естественной влажности и заканчивая упаковкой готовых деталей, результаты контрольных проверок заносятся в соответствующие журналы. Все текущие технологические параметры постоянно контролируются и также заносятся в отчеты. Продукция периодически проходит испытания на прочность в лабораториях. При этом, предприятие обладает отличным парком оборудования от ведущих немецких, итальянских и японских производителей. Площадь только производственных помещений превышает 10.000 м2. В качестве сырья для клееных балок используем отборную древесину сосны, ели, сибирской лиственницы и алтайского кедра, которая проходит у нас камерную сушку в итальянских конвекционных камерах с компьютерным управлением. Используется, одна из лучших в мире, клеевая система шведского производства международного концерна AkzoNobel, соответствующая всем европейским экологическим стандартам. Все клееные балки проходят контроль качества и соответствуют утвержденным Техническим Условиям, ГОСТ-20850-2014 «Конструкции деревянные несущие. Общие технические условия» (балки соответствуют II классу функционального назначения) и СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 2-25-80».

   Наши опытные конструкторы могут провести как комплексное проектирование всего объекта, так и разработать только деревянные конструкции (раздел КД «Конструкции деревянные»), выполнить все необходимые прочностные расчеты, оформить рабочие чертежи (КДД, КМД).

Примеры клееных балок от компании РусБрус.

Клееная конструкционная балка – элемент несущей конструкции (КДК). Изготовлена на пятикоординатном обрабатывающем центре с ЧПУ Covertek Uniteam.

Гнутоклееная балка. Применение гнутоклееных балок расширяет возможности реализации фантазий архитекторов.

Не всегда возможно доставить на строительную площадку балки необходимой длины. В этих случаях производится вклейка закладных металлических элементов с помощью которых увеличивается несущая способность и на месте осуществляется соединение клееных балок в единую конструкцию.

   Стоимость клееных балок зависит от их сечений. Балки стандартных сечений стоят существенно дешевле. Это связано с оптимизацией технологии их изготовления, снижением расхода сырья. 

   В современных проектах часто используются мансардные этажи, открытые взору конструкционные балки и стропила. В этих случаях важнейшую роль играет качество поверхности клееных деталей. Накопленный годами практический опыт, позволяет «РусБрус» изготавливать клееные балки, практически, мебельного качества. А балки из Алтайского кедра на долгие годы создадут в Вашем доме тонкий аромат фитонцидов, оказывающих благотворное влияние на здоровье его обитателей. Недостижимое для многих других отечественных предприятий высокое качество поверхности клееных балок от «РусБрус», позволяет использовать силовую структуру изготавливаемых нами фахверковых домов в качестве основного элемента интерьера. Что придает постройке особую гармоничность.

   Команда РусБрус всегда рада видеть Вас у нас в офисе, на производстве, ответить на Ваши вопросы.

   До скорой встречи!

www.rusbrus.ru

Балки перекрытия из бруса: особенности и способы применения

 Не стоит умалять важность балок перекрытий в деревянном доме, без них никуда. Прежде чем приступить к работе по установке балок, следует досконально изучить возможности и особенности различных материалов, которые специалисты используют в строительстве.

Балки перекрытия – это не только чердачные, цокольные или подвальные конструкции, балки устанавливают и между этажами. Неграмотная их установка и непродуманное решение о выборе материала на межэтажном уровне может привести к различным последствиям, в том числе к ограничениям в использовании второго этажа.

Типы материалов используемых при установке балок перекрытия

Строители используют различные материалы для установки балок перекрытия. В качестве балок перекрытия используется армированный бетон, монолитные железобетонные балки, пенобетонные блоки и деревянный брус. На сегодняшний день люди все чаще склоняются к строительству собственного частного дома и, как правило, выбирают деревянное домостроение. Поэтому разберемся именно с брусовым перекрытием, его особенностями и нюансами выбора сечения бруса.

При установке балок перекрытия в деревянном доме из клееного бруса, следует обратить внимание на один из самых важных аспектов – это выбор сечения бруса. Наиболее грубая ошибка - выбор сечения бруса исходя из экономии. При грамотном подходе к установке балок перекрытия строители должны делать основательные расчеты сечения.

Выбирая сечение бруса, профессионалы опираются на специальные формулы. В данных формулах учитывается сопротивление и влажность древесины, из которой изготовлен брус. Все базовые параметры прописаны в СНИП II-25-80. Каждый строитель обязан знать данные параметры. В СНИПе также можно найти информацию в таблицах, посредством которых возможно определить параметры балок для определенных межэтажных конструкций.

Расчет параметров бруса перекрытия определяется с учетом таких факторов как: ширина пролета, форма сечения бруса и расстояние между балками. Следует также учитывать, что величина прогиба при нагрузке укладываемого брусового перекрытия не должна превышать 1/250 длины пролета для межэтажных перекрытий и 1/200 длины пролета для чердачного перекрытия. Неподготовленному человеку сложно выполнить аналогичные расчеты, поэтому существует множество программ-калькуляторов, в которые вводятся базовые данные: материал балки (бревно/брус), порода древесины, из которых изготовлен брус, ширина балки, высота бруса, длина пролета. Имея эти данные, можно подобрать подходящее сечение для балки перекрытия.

Важно помнить, что таких программ большое множество, и нельзя быть стопроцентно уверенным в правильности их подсчетов, поэтому самым проверенным способом расчета сечения балок остается обращение за расчетом к профессионалу, который имеет опыт вычислений.

Профессионалы помимо перечисленных выше базовых данных учитывают также шаг между поперечинами и нагрузку. Под нагрузкой имеется ввиду не только вес мебели и людей, но и вес материалов. Если это чердачное перекрытие то нагрузка, равняющаяся 200 килограмм на метр, будет достаточна, но совершенно не приемлема для межэтажных конструкций. Поскольку межэтажное перекрытие подразумевает дальнейшее проживание, а значит и размещение на данном покрытии мебели и хождение людей, а помимо веса мебели следует учитывать нагрузку самих материалов таких как: брус перекрытия, теплоизоляционный материал, звукоизоляционный материал, а также черновой и чистовой пол. Поэтому специалистами оптимальной нагрузкой устанавливается 300 килограмм на один метр.

Как правило, предприятия реализуют следующие размеры балок от 100*100 мм до 100*250 мм и от 150*150 мм до 150*250 мм. Таким образом, брус для межэтажных перекрытий должен быть как минимум 100*250 мм, а для чердачного перекрытия –100*200 мм в случае, если шаг между поперечинами равен 60 мм.

Особенности монтажа балок перекрытия

Крайняя балка должна отступать от стены минимум на пять сантиметров, а следующая балка в нашем случае лежит на расстоянии 60 сантиметров от крайней. Каждая балка должна ложиться на всю толщину стены, чтобы обеспечить максимальную устойчивость и опору.

Обратите внимание, шаг в 60 сантиметров приведен в качестве примера. Каждое перекрытие может иметь свой шаг, чем больше ширина пролета, тем меньше шаг между балками. Длина шага также зависит от толщины половой доски. Если планируется настилать пол досками толщиной 28 миллиметров и меньше, то длина шага не может быть больше 50 сантиметров.

Как известно, длины профилированного или обычного цельного бруса может быть не достаточно, потому что все чаще практикуется строительство нестандартных помещений. Поэтому оптимальным вариантом становится клееный брус, поскольку позволяет установить балки перекрытия на длинных пролетах. Балки из клееного бруса обладают высокой прочностью и хорошей сопротивляемостью к нагрузкам.

Почему балки перекрытия из клееного бруса является самым распространенным материалом?

  1. Легкость монтажа: монтажом балок перекрытия могут заниматься всего два человек, а также не требует применения специализированного оборудования.
  2. Приемлемая цена.
  3. Высокая прочность и долговечность: балки перекрытия из клееного бруса служат более 50 лет.
  4. Простота ремонта: при надобности балки легко поддаются демонтажу, достаточно просто разобрать необходимый участок пола и извлечь нужный элемент, заменив на новую балку.

Зачастую, балки перекрытия из клееного бруса являются единственным оптимальным вариантом, тем более для бревенчатых и каркасных домов. Также брусовые балки всегда применяются для конструкций из газобетона или пенобетона. Это обусловлено возможностями несущей конструкции. Для таких конструкций не предусмотрено использование тяжелого материала для балок перекрытия, например, как железобетон.

www.holzbalken.ru

Клееные балки перекрытия своими руками. Расчеты деревянных балок: примеры расчета по формуле

Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.

Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.

Требования к межэтажным перекрытиям

Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.

Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.

Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элементы конструкций Предельные прогибы в долях пролёта, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий 1/250
2. Балки чердачных перекрытий 1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги 1/200
б) балки консольные 1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных) 1/300
г) плиты 1/250
д) обрешётки, настилы 1/150
4. Несущие элементы ендов 1/400
5. Панели и элементы фахверха 1/250
Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта.

2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.

Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

  • межэтажные;
  • чердачные;
  • подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

  • с открытыми и скрытыми балками;
  • с различными типами несущих балок;
  • с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Виды креплений и соединений деревянных балок

В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:

  • в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
  • на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
  • в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
  • к брусу верхней обвязки каркасного дома;
  • к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.

1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт

Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.

а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб

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).

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.

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материала Плотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист 750
Базальтовая вата (минеральная) 50-200 (от степени уплотнения)
Берёза 620-650
Бетон 2400
Битум 1400
Гипсокартон 500-800
Глина 1500
ДСП 1000
Дуб 655-810
Ель 420-450
Железобетон 2500
Керамзит 200-1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон 1800
Кирпич полнотелый 1800
Линолеум 1600
Опилки 70-270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб 22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой 14 кг/м 2
Пенобетон 300-1000
Пенопласт 60
Плитка керамическая 18 кг/м 2
Рубероид 600
Сетка проволочная 1,9-2,35 кг/м 2
Сосна 480-520
Сталь углеродистая 7850
Стекло 2500
Стекловата 350-400
Фанера клееная 600
Шлакоблок 400-600
Штукатурка 350-800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

  • 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
  • 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

  • h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)
  • L — длина балки, L = 330 см;
  • Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);
  • J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .
  • Для нашего примера:

    • h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

    Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

    В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

    Основными несущими конструкциями деревянного перекрытия являются балки. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы.

    Балки (лаги), обычно из сосны, ели, лиственницы, для междуэтажных и чердачных перекрытий должны быть сухими (допустимая влажность не более 14%; при правильном хранении древесина приобретает такую влажность через год). Чем суше балка, тем она прочнее и тем меньше прогибается от нагрузки.

    Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному антисептированию и противопожарной пропитке.

    Если половые балки первого этажа опираются на столбики, поставленные довольно часто, то балки междуэтажных и чердачных перекрытий опираются на стены только своими концами и редко, когда под ними ставят опоры. Чтобы междуэтажные балки не прогибались, их следует тщательно рассчитать и укладывать на расстоянии 1 м друг от друга, а то и ближе.

    Самая прочная на изгиб балка - это брус с соотношением сторон 7:5, т. е. высота балки должна равняться семи каким-то мерам, а ширина - только пяти таким же мерам. Круглое бревно выдерживает бОльшую нагрузку, чем вытесанный из него брус, однако оно менее прочно на изгиб.

    Обычно балки прогибаются от давления на них веса засыпки, пола, мебели, людей и т.д. Прогиб в основном зависит от высоты балки, а не от ее ширины. Если, например, два одинаковых бруса скрепить болтами и шпонками, то такая балка выдержит груз уже в два раза больший, чем оба эти бруса, уложенные рядом. Поэтому выгоднее увеличивать высоту балки, чем ее ширину. Однако и в уменьшении ширины есть свой предел. Если балка будет слишком тонкой, то она может изогнуться в сторону.

    Допустим, что прогиб балок междуэтажных перекрытий считается не более 1/300 длины перекрываемого пролета, чердачных - не более 1/250. Если перекрывается чердак пролетом 9 м (900 см), то прогиб не должен быть более 3,5 см (900:250=3,5 см). Зрительно это почти незаметно, но прогиб все же есть.

    Любое перекрытие, даже под нагрузкой, будет совершенно ровным, если в укладываемых балках предварительно вытесать так называемый строительный подъем. В этом случае нижней стороне каждой балки придают форму плавной кривой с подъемом в середине (рис. 1).

    Рис. 1 Строительный подъем балки (размеры в см)

    Сначала потолок с такими балками будет слегка приподнятым в середине, но постепенно от нагрузки выровнится и станет почти горизонтальным. С той же целью для балок можно применять изогнутые в одну сторону бревна, соответственно подтесывая их.

    Толщина балок для междуэтажных и чердачных перекрытий должна равняться не менее 1/24 ее длины. Например, устанавливается балка длиной 6 м (600 см). Значит, толщина ее должна составлять: 600:24=25 см. Если необходимо вытесать прямоугольный брус с соотношением сторон 7:5, берут уже бревно диаметром 30 см.

    Брус можно заменить двумя досками общим сечением, равным брусу. Такие доски обычно сбивают гвоздями, располагая их в шахматном порядке через 20 см.

    При более частой укладке вместо бревен (брусьев) можно использовать обыкновенные толстые доски, поставленные на ребро.

    Рассмотрим такой пример. Для перекрытия пролета длиной 5 м с нагрузкой в 1259 кг необходимы две балки прямоугольного сечения 200X140 мм, уложенные через 1000 мм. Однако их можно заменить тремя досками сечением 200Х70 мм, расположив их через 500 мм, или же четырьмя досками сечением 200Х50 мм, уложенными через 330 мм (рис. 2).

    Рис. 2 Расположение брусчатых и дощатых балок

    Дело в том, что доска сечением 200X70 мм выдерживает груз 650 кг, сечением 200X50 мм - 420 кг. В сумме же они будут выдерживать предполагаемую нагрузку.

    Для подбора сечения круглых или прямоугольных балок под нагрузку 400 кг на 1м2 перекрытия можно пользоваться данными таблицы или приведенными расчетами.

    Допустимые сечения балок междуэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг

    Ширина пролета (м) Расстояние между балками (м) Диаметр бревен (см) Сечение брусков (высота на ширину, см)
    2 1 13 12x8
    0,6 11 10x7
    2,5 1 15 14x10
    0,6 13 12x8
    3 1 17 16x11
    0,6 14 14x9
    3,5 1 19 18x12
    0,6 16 15x10
    4 1 21 20x12
    0,6 17 16x12
    4,5 1 22 22x14
    0,6 19 18x12
    5 1 24 22x16
    0,6 20 18x14
    5,5 1 25 24x16
    0,6 21 20x14
    6 1 27 25x18
    0,6 23 22x14
    6,5 1 29 25x20
    0,6 25 23x15
    7 1 31 27x20
    0,6 27 26x15
    7,5 1 33 30x27
    0,6 29 28x16

    Концы балок междуэтажных и чердачных перекрытий деревянных зданий врубают сковороднем в верхние венцы на всю толщину стены.

    Для выбора балок можно также воспользоваться таблицей, разработанной И.Стояновым.

    Подбор деревянных балок перекрытия

    Нагрузки, кг/пог.м Сечение балок при длине пролета, м
    3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
    150 5x14 5x16 6x18 8x18 8x20 10x20 10x22
    200 5x16 5x18 7x18 7x20 10x20 12x22 14x22
    250 6x16 6x18 7x20 10x20 12x20 14x22 16x22
    350 7x16 7x18 8x20 10x22 12x22 16x22 20x22

    Нагрузки на перекрытия складываются из их собственной массы и временных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации дома. Собственная масса междуэтажных деревянных перекрытий зависит от конструкции перекрытия, применяемого утеплителя и обычно составляет 220-230 кг/м2, чердачных - в зависимости от массы утеплителя - 250-300 кг/м2. Временные нагрузки на чердачное перекрытие принимаются за 100 кг/м2, на междуэтажное - 200 кг/м2. Для того чтобы определить полную нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия в процессе эксплуатации дома, складывают временную и собственную нагрузки и их сумма является искомой величиной.

    Наиболее экономичными по расходу древесины считаются балки толщиной 5 и высотой 15-18 см при расстоянии между ними 40-60 см и минераловатном утеплителе.

    Стены и перекрытия – основные элементы любого строительства.

    Назначение перекрытия – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

    Можно выделить несколько видов перекрытия: металлическое, железобетонное и деревянное.

    Более подробно остановимся на деревянных перекрытиях, поскольку именно они получили наибольшее распространение в частном строительстве.

    Деревянное балочное перекрытие обладает преимуществами и недостатками

    Плюсы:

    • красивый внешний вид;
    • малый вес дерева;
    • ремонтопригодность;
    • высокая скорость монтажа.

    Минусы:

    • без специальной защитной пропитки горючи;
    • низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
    • подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
    • могут деформироваться от перепадов температур.

    Материал для деревянных балок перекрытия должен обладать определенными свойствами и соответствовать требованиям:

    • прочность. Материал перекрытия должен выдерживать возможные нагрузки. Следует учитывать воздействие как постоянных нагрузок, так и переменных;
    • жесткость. Означает способность материала сопротивляться изгибу;

    Типы и виды деревянных перекрытий - классификация

    1. По назначению

    Основное требование к такому перекрытию – высокая прочность. Поскольку в данном случае, балки будут служить основой для перекрытия пола и соответственно, должны выдерживать значительную нагрузку.

    Совет. Если под первым этажом будет располагаться гараж или большой подвал лучше делать деревянное перекрытие по металлическим балкам. Поскольку деревянные подвержены гниению и не всегда могут выдержать значительную нагрузку. Или же уменьшить расстояние между балками.

    Принцип конструктивного устройства может быть независимым или являться продолжением крыши, т.е. частью стропильной системы. Первый вариант более рационален, т.к. является ремонтопригодным, плюс, обеспечивает лучшую звукоизоляцию.

    Конструктивная особенность заключается в эффекте два в одном – балки перекрытия между этажами с одной стороны являются лагами для пола, а с другой, опорами для потолка. Пространство между ними заполняется тепло- и звукоизоляционными материалами, с обязательным использованием пароизоляции. Пирог снизу обшивается гипсокартоном, а сверху застилается половой доской.

    2. По виду

    Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и каждый вид имеет свои преимущества.

    Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия

    Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

    Межэтажные перекрытия по деревянным балкам, могут быть выполнены цельными только при незначительной длине пролета (до 5 метров).

    Клееные деревянные балки перекрытия

    Снимают ограничение по длине, поскольку данная технология изготовления позволяет реализовать балки перекрытия большой длины.

    За счет повышенной прочности деревянные клееные балки применяются в тех случаях, когда требуется выдержать повышенную нагрузку на перекрытие.

    Преимущества клееных балок:
    • высокая прочность;
    • возможность перекрывать большие пролеты;
    • легкость монтажа;
    • незначительный вес;
    • длительный срок службы;
    • отсутствие деформации;
    • пожарная безопасность.

    Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида достигает 20 метров погонных.

    Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в комнате стильный дизайн интерьера.

    Сечение деревянных балок перекрытия

    Как показывает практика, сечение балок деревянного перекрытия оказывает существенное влияние на способность балки выдерживать несущую нагрузку. Поэтому, необходимо предварительно выполнить расчет сечения деревянных балок перекрытия.

    В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно.

    Как правило используются для устройства чердачных перекрытий. Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).

    Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.

    Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве.

    Преимущества деревянных двутавровых балок:
    • точные размеры;
    • возможность использования на длинных пролетах;
    • исключена возможность деформирования;
    • малый вес;
    • уменьшение мостиков холода;
    • возможность закрепить коммуникации;
    • возможность монтажа своими руками без привлечения специальной техники;
    • широкая сфера применения.
    Недостатки:
    • высокая стоимость;
    • неудобны для утепления плитами.

    Правильный подбор сечения деревянной балки должен быть включен в расчетный план, в противном случае, конструкция перекрытия окажется недостаточно или избыточно жесткой (лишняя статья расходов).

    Материал подготовлен для сайта www.сайт

    Расчет деревянного перекрытия

    Расстояние между деревянными балками перекрытия определяется:

    Во-первых, предполагаемыми нагрузками.

    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/м.кв. (Согласно СНиП 2.01.07-85 «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.

    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/м.кв.

    Значит, наибольшая величина прогиба будет наблюдаться при нагрузке

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

    Рассчитаем момент сопротивления древесины на прогиб по формуле:

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

    R - сопротивление древесины, приведенное в СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) «Деревянные конструкции» введенные в эксплуатацию в 2011 г.

    В таблице приведено сопротивление лиственницы.

    Если используется не сосна, тогда значение следует скорректировать на переходящий коэффициент (приведен в СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011)).

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

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

    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.

    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.

    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.

    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.

    Деревянные балки перекрытия – ГОСТы и СНиПы

    Государственные стандарты регулируют все аспекты использования деревянных балок перекрытия вне зависимости от их вида или места использования.

    Ниже представлена подборка наиболее важных документов по данной тематике.

    Заключение

    В данной статье вы ознакомились с факторами, оказывающими влияние на выбор материала для устройства деревянных балок перекрытия. А также научились определять сечение и выполнять расчёт деревянных балок перекрытия.

    Расчет деревянных балок перекрытия востребован как для жилых мансард, вторых этажей, так и для неэксплуатируемых чердаков. Низкая пожаробезопасность, устойчивость к поражению грибком деревянных конструкций компенсируется демократичной ценой, незначительным весом, ручным монтажом. Начиная расчет сечения, необходимо учесть несколько рекомендованных специалистами параметров:

    • опирание на стену от 12 см;
    • прямоугольное сечение с соотношением 7/5 (высота всегда больше ширины);
    • пролет 4 – 2,5 м (размещение по короткой стороне прямоугольника);
    • допустимый прогиб 1/200 (2 см на рекомендуемую длину).

    Для удобства расчета применяют статическую нагрузку с запасом, равную 200 кг либо 400 кг на единицу площади для чердаков, эксплуатируемых помещений соответственно. Такой метод избавляет от длительных подсчетов эксплуатационных нагрузок – людей, мебели, домашней утвари. Чаще всего полы верхнего уровня опираются на лаги, поэтому фактически присутствуют сосредоточенные нагрузки. На практике количество лаг превышает 5-7, поэтому нагрузку принимают равномерно распределенной.

    Расчеты сводятся к определению рационального сечения пиломатериала, обеспечивающего 20-30% прочностный запас при минимальном бюджете строительства. При большом шаге балок, укладке дощатого пола без лаг дополнительно вычисляется минимально возможное сечение половой доски.

    Пример расчета деревянной балки

    Рисунок 1. Таблица с характеристиками расчетного сопротивления материалов различной влажности.

    Расчет перекрытия начинается с определения изгибающего момента для эксплуатационных условий. Применяется формула:

    M = N x L 2 /8, где L – длина пролета, N – нагрузка на единицу площади.

    Четырехметровое перекрытие над пролетом 4 м для эксплуатируемого этажа/чердака в этом случае испытывает при шаге балок 1 м изгибающий момент:

    М = 400 кг/м 2 х 4 2 м / 8 = 800 кгм (для приведения в единую систему единиц 80 000 кгсм)

    В нормативах СНиП приведены таблицы с характеристиками расчетного сопротивления материалов различной влажности. Рис. 1.

    Параметр обозначается буквой R, составляет для хвойных пород, чаще всего использующихся в несущих конструкциях коттеджей вследствие дешевизны, 14 МПа. При переводе в более удобные единицы это значение составит 142,7 кг/см 2 . Обеспечивая запас прочности, цифра округляется в меньшую сторону до 140 единиц для дальнейшего использования. Таким образом, от каждого элемента перекрытия потребуется момент сопротивления:

    В примере с указанными условиями перекрытие должно обладать значением:

    W = 80 000/140 = 571 см 3

    Для балок перекрытия предпочтительнее брус с прямоугольным сечением. Момент сопротивления элементов такой формы определяется по формуле:

    Рисунок 2. Таблица для вычисления сопротивления различных пород деревьев.

    В этой формуле изначально неизвестны два параметра – высота h, ширина a. Подставляя в нее одно значение (ширину), легко вычисляется вторая сторона сечения (высота), которым обладает балка перекрытия:

    • находим 6W/a;
    • извлекаем корень из этого значения.

    В нашем случае h = 18,5 см при ширине 10 см. Ближайшее стандартное сечение бруса 20 х 10 см полностью удовлетворяет требованиям.

    Зависимость от шага расстановки деревянных балок

    Если расстояние между осями однопролетных деревянных балок изменить в любую сторону, изменятся размеры сечения балки, досок, использующихся в качестве напольного покрытия. Поэтому рекомендуется произвести несколько вычислений с разными параметрами для достижения минимального бюджета строительства.

    В нашем примере получилась деревянная балка 20/10 см, количество пиломатериала для всего помещения 6 х 4 м составит 7 шт. (0,56 куба).

    Расчет деревянных балок для этих же условий с шагом 0,75 м снизит изгибающий момент до 60 000 кгсм, момент сопротивления до 420 см 3 , высоту балки до 15,9 см. В этом случае потребуется 9 балок 17,5 х 10 см (0,63 куба пиломатериала).

    Расчет деревянных балок с шагом 0,5 м позволит снизить указанные характеристики до 40 000 кгсм, 280 см 3 , 12,9 см соответственно. Количество балок увеличится до 13-и, пиломатериала до 0,78 кубов.

    В первом случае для пола потребуется 50-я либо 40-я доска, в последнем варианте достаточно «дюймовки», что существенно снизит бюджет строительства.

    Специфика расчетов деревянных перекрытий

    Рисунок 3. Схема монтажа балок перекрытия.

    В нормативах СНиП присутствуют другие таблицы, необходимые при вычислениях для пород деревьев, отличающихся характеристиками от сосны, ели (Рис. 2). Кроме того, имеются коэффициенты ресурса конструкций:

    • для обеспечения вековой надежности k = 0,8;
    • эксплуатация в пределах 50-90 лет обеспечивается при k = 0,9;
    • если достаточно 50-летней надежности, применяют k = 1.

    На этот коэффициент умножается расчетное сопротивление балки, увеличивается минимально допустимая ширина/высота сечения пиломатериалов.

    Произведенных вычислений недостаточно для проверки выбранной балки. Необходимо рассчитать прогиб конструкции, сравнить его с допустимо возможным. Для работы принимается шарнирное опирание балок, формула выглядит следующим образом:

    F = 5NL 4 /IE, где Е – модуль упругости пиломатериала, I – момент инерции.

    Первая характеристика балки зависит от материала, для всех пород древесины одинакова – 100 000 кг/см 2 . Однако в зависимости от влажности значение варьируется в пределах 110 000 – 70 000 кг/см 2 .

    Момент инерции равен:

    I = a x h 3 /12.

    Что для рассматриваемых в примере условий составит:

    I = 10 x 20 3 /12 = 6 666 см 4 .

    После чего прогиб балок составит:

    F = 5 x 400 кг х 4 4 м/384 х 100 000 = 2 см.

    Нормы СНиП регламентируют прогиб деревянных балок перекрытия в пределах 1,6 см. Поэтому условие не выполняется, берется следующее значение пиломатериала.

    Практика показывает, что при шаге балок 1 м достаточно 4 см половой доски, при снижении шага до 0,75 м можно обойтись 35 мм доской.

    «Дюймовка» (25 мм доска) обычно применяется на не эксплуатируемых чердаках при шаге балок 0,5 м. В остальных случаях рекомендуется производить расчеты, аналогичные рассмотренным для досок напольного покрытия. Длина пролета в этом случае снижается до расстояния от края балки до края соседнего элемента.

    При использовании многослойной фанеры рекомендуется использовать 14 мм листы по балкам с шагом 0,75 м, 18 мм листы при шаге 1 м. Не рекомендуется применение ДСП в качестве чернового пола, материал лучше заменить на ОСБ, обладающее большим эксплуатационным ресурсом. Рис. 3.

    Если между напольным покрытием, балками перекрытия используются лаги, идентичен рассмотренному в примере. На практике сечения 10 х 7 см для этого достаточно.

    Обычно прочностный расчет применяется при стандартных эксплуатационных условиях:

    • облицовка в виде ламината, паркета, линолеума;
    • отсутствие штукатурки.

    Если потолок планируется оштукатуривать, облицовывать деревянное перекрытие кафелем, гораздо важнее расчет на прогиб. В этом случае вместо рекомендуемого СНиП допустимого значения 1/20 длины пролета используется значение 1/350. В противном случае кафель будет отслаиваться при кратковременном увеличении эксплуатационных нагрузок. Черновой пол в этом случае изготавливается из жестких деревосодержащих плит либо многослойной фанеры, а не из досок. В сложных эксплуатационных условиях деревянные балки либо сдвигаются до 0,4-0,5 м, либо заменяются металлопрокатом.

    Расчет нагрузки на балку перекрытия – это важнейший этап в проектировании. Об этом говорит тот факт, что студентов строительных специальностей на протяжении всего периода обучения натаскивают на решение подобных задач. Допущенная ошибка может вылиться в полное обрушение здания, обвал перекрытия и абсолютную непригодность здания к дальнейшей эксплуатации. Именно поэтому расчет деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор выполняет с учетом всех существующих ныне норм.

    Балки перекрытия

    В частном строительстве в качестве лагов перекрытия используют деревянный брус. Дерево как строительный материал имеет больше достоинств, чем недостатков. Единственное, что настораживает при выборе – это горючесть древесины. В корне неверно считать, что бетон не горит. Он начинает трескаться при температуре 250 – 300 градусов, а при температуре 550 градусов перекрытия осыпаются. Дерево, обработанное специальными составами, загорается очень медленно, и даже обугленные брусья могут служить надежной опорой еще многие годы.

    Такая надежность возможна только в том случае, если брус уложен с запасом прочности. При эксплуатации деревянные брусья работают на изгиб и должны выдерживать постоянную нагрузку. К таковым относится все, что лежит над перекрытием: пол, перегородки, мебель, техника люди и так далее. Нормы требуют нагрузки брать с запасом. Расчет деревянных балок перекрытия онлайн калькулятор осуществляет для того, чтобы найти такое сочетание длины и сечения, при которых прочность будет оптимальной.

    Калькулятор расчета деревянных балок перекрытия

    Формулы и элементы расчета

    Калькулятор при расчетах использует следующие исходные данные:

    • длина балки – это параметр, который закладывается проектом и зависит от расстояния между несущими стенами;
    • сечение бруса – его ширина и высота, причем высота всегда должна быть больше для лучшего сопротивления специфическим изгибающим нагрузкам;
    • порода дерева – от нее зависит пластичность и глубина прогиба балки, а соответственно, и максимально возможная нагрузка;
    • предполагаемая нагрузка – берется из стандартов и зависит от типа помещения и количества жильцов.

    Кроме исходных данных в калькуляторе заложена переменная – шаг бруса. Меняя его значение, можно подобрать оптимальный вариант размещения балок. В калькуляторе заложены справочные значения, характерные для каждого из выбранных параметров:

    • разрушающее усилие – это величина постоянной нагрузки на балку, при достижении которой произойдет обрушение, зависит от габаритов бруса;
    • распределенное усилие – зависит от величины предполагаемой нагрузки;
    • прогиб в миллиметрах – максимально допустимая величина деформации, зависит от длины балки, величина приведена для сравнения, она не должна превышать расчетный прогиб;
    • расчетный прогиб в миллиметрах – зависит от породы дерева.

    В итоге после введения всех данных калькулятор сообщает о том, существует ли запас по прогибу и прочности при заданных пользователем параметрам. Если запас есть, балку можно использовать, если нагрузка превышена, следует откорректировать один из параметров. Для справки в калькуляторе приведены такие величины, как крутящий момент и масса самой балки. Первый параметр интересен для общего развития, а вот вес полезно знать, так как от него зависит стоимость доставки леса на стройплощадку.

    Допуски при расчетах

    Расчет несущих деревянных балок перекрытия онлайн-калькулятор производит с целью выявления допусков. Результатом подбора являются такие определения, как запас по прочности и запас по прогибу, который выражается в кратных единицах. Иными словами, чем больше у результата запас прочности, тем лучше. Однако для рационального строительства и недопущения перерасхода следует стремиться к значению коэффициентов от 1,5 до 3.

    tehnolen.ru


    Смотрите также