Деревянные балки перекрытия. Расчет нагрузок

В строительстве зачастую требуется не столько создать довольно прочную опору для конструкций, сколько скрепить последнюю и сделать ее более жесткой. Для этого нередко применяют балочную конструкцию с сечением в форме буквы «H». Такие изделия выполняются из металла, дерева и железобетона. Деревянная двутавровая балка для перекрытий применяется при сооружении цокольных межэтажных чердачных перекрытий в деревянных и кирпичных домах. Изготовить ее можно своими руками.

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

Как изготовить балку перекрытия из досок длиной метров размером 50хмм, при длине пролета метров от стены до стены.

При проектировании любой постройки требуется проводить расчеты несущей способности балок. В индивидуальном строительстве в подавляющем большинстве случаев используются однопролетные деревянные балки в виде досок, брусьев или бревен различной длины. Оптимальное сечение и шаг балок подбирается в зависимости от длины пролета и предполагаемых нагрузок. Так для балки сечением 150х150 мм при длине пролета 6000 мми шаге установки 500 ммперегрузка по прогибу превышает норму в 2,46 раза, при шаге 400 мм– в 2 раза, а при шаге 300 мм– в 1,5 раза, при этом расчетная нагрузка по площади составляет 300 кг/м 2. а распределенная нагрузка – 90 кг/м 2. Возможный шаг установки балок сечением 150х150 мм, при котором перекрытие выдерживает такую нагрузку, составляет200 мм. Однако надо иметь в виду, что в любом случае величина разрушающей нагрузки –1650 кг. Прочность и надежность перекрытия зависит от сечения балки. Так при высоте балки200 мми ширине150 ммперегрузка будет всего в 1,04 раза, а если, наоборот – в 1,88 раза, при шаге установки500 мми указанной выше нагрузке. Таким образом, балка перекрытия при таком пролете должна быть капитальная, а не составная из досок сечением 50х150 мм. Ведь если будет 2-ой этаж, то она будет нагружена основательно. К тому же длина досок –6000 мм, а это означает, что крепежные элементы в составных элементах балки будут работать на срез. Если установить более основательный крепеж, то это ослабит саму балку.

Обсуждение вопроса на форуме:

Добавлено: 21:08

Поделиться с друзьями:

Другие публикации рубрики «Крыши. кровель»

Строим новый дом 6 на 8 метров с ломаной крышей, но нет размеров крыши. Это высота стоек и примерный угол ската. Подскажите, пожалуйста.

Достоинство дома с мансардой состоит в том, что при сравнительно небольших внешних размерах здания дополнительный этаж позволяет значительно увеличить жилую площадь. Чаще всег.

сскажите про кровельный материал «резинол». Сколько стоит, где можно посмотреть, и приобрести?

«Резинол» – это безосновный листовой композиционный полимерный материал, предназначенный для использования в качестве кровельного покрытия. Выпускается различных цветов –.

Можно ли покрасить крышу из ондулина вишневого цвета в коричневый цвет?

В аннотации на кровельный материал «Ондулин» говорится, что при его изготовлении листы окрашиваются пред пропиткой битумом, что делает их цвет устойчивым к ультрафиолетовому и.

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?

Виды деревянных двутавровых балок

Для изготовления двутавровой балки используется брус, а для перегородки – плиты OSB или фанера. Детали изделия склеивают специальным клеящим раствором для несущих конструкций. В зависимости от характера используемого материала различают следующие виды изделий:

Виды деревянных двутавровых балок
  1. Двутавровые балки из фанеры и цельного бруса – для них в основном применяют древесину хвойных пород, так как она более устойчива к гниению и грибкам. Брус обязательно высушивают, так как влажная древесина со временем сильно деформируется. Доска, как правило, не достигает длины более 4–6 м. Однако прямо на месте строительства можно удлинять элементы, скрепляя двутавры между собой на болты с гайками.
  2. Двутавровые фанеродеревянные клееные балки выполняются из клееного бруса. Преимущество этого материала состоит в полном отсутствии усадки. Такую доску склеивают из фрагментов, уложенных в разном направлении. Это не позволяет изделию отводить влагу, как цельный брус, но зато обеспечивает сохранность формы и точность геометрических размеров. Кроме того, длина готового изделия для перекрытия может достигать 12 м. Сохраняют все свойства древесного материала: балки прекрасно подвергаются резке, распилу, обеспечивают надежное крепление.

Помимо материала, пользовательские характеристики деревянных двутавровых балок обеспечивают и размеры, и конструкция. По этим признакам изделия разделяют на несколько серий:

Виды деревянных двутавровых балок
  • серия БДК – клееные деревянные двутавровые балки, используются при сооружении коротких пролетов;
  • БДКУ – усиленная конструкция для перекрытий, здесь используется более широкая полочка, балка выдерживает более высокие нагрузки и используется на длинных пролетах;
  • БДКШ – это деревянные двутавровые балки перекрытия и стропильной системы с очень длинными пролетами, в изделии ширина полки достигает 89 мм, что обеспечивает способность выдерживать очень высокие нагрузки;
  • СДКУ – усиленная стойка, она используется не для перекрытий, а для сооружения стенового каркаса;
  • СДКШ – стойка с более широкой полкой, двутавровую конструкцию применяют для стеновых панелей.

Все варианты относятся к конструктивным материалам, то есть могут быть использованы для строительства несущих конструкций. Чаще всего они находят применение при сооружении каркасных домов, где важно не увеличивать нагрузку на стены и фундамент.

Виды деревянных двутавровых балок

Как определить нагрузку?

На деревянные балки перекрытия постоянно воздействует нагрузка, складывающаяся из нескольких составляющих. Первым слагаемым является собственный вес всех деталей, составляющих перекрытие. Второе слагаемое – эксплуатационная нагрузка. Она бывает временной или постоянной. Точный расчет достаточно сложный, но вполне возможно применять упрощенный вариант формулы.

Если рассчитывается нагрузка для перекрытия чердака, в котором не будут что-либо хранить, то постоянная нагрузка принимается за 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка в таком варианте будет: 70*1,3=90 кг/м2. 70 – нормативное значение для данного чердака, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка – сумма из двух названных, т.е. 50+90=130 кг/м2. Округляем и получаем 150 кг/м2.

Как определить нагрузку?

Данные расчеты предполагают, что будет использоваться легкий утеплитель. Если же будут применяться материалы с большим весом или чердак будет активно использоваться для разных целей, то нормативная нагрузка, действующая на перекрытие повышается до 150 кг/м2. В этом случае 150*1,3+50=245 кг/м2. Данное значение можно округлить до 250 кг/м2.

При создании мансарды учитывается вес напольного покрытия и основы пола, мебели, людей. В результате нагрузка получается от 350 до 400 кг/м2.

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы. Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета. Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок — 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса — прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1. Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели. Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Усиление железобетонной балки перекрытия

Усиление готовой, находящейся в эксплуатации железобетонной конструкции может потребоваться в следующих системных случаях:

  • Частичное разрушение и оголение арматурного пояса изделия, вследствие вредных атмосферных и других факторов.
  • Надстройка дополнительных этажей или уровней (увеличение нагрузки на балку).
  • Ошибки проектирования, приведшие к появлению предвестников разрушения сооружения: продольные и поперечные трещины, отслаивания и обрушения частей тела конструкции.

Технический смысл и суть усиления балок перекрытия заключается в увеличении сечения изделия или уменьшении величины нагрузки с помощью возведения дополнительных элементов: колонн (стоек), разгружающих кронштейнов и подкосов, портальных рам.

Увеличение сечения изделия производится с помощью:

Усиление железобетонной балки перекрытия
  • Наращивания тела балки бетоном снизу. Технология реализуется с помощью установки опалубки нижней части изделия, дополнительной арматуры и заливки бетонной смесью.
  • Железобетонной обоймы. В этом случае опалубка устанавливается по всему периметру поперечного сечения по всей длине балки. В процессе установки опалубки формируется дополнительный арматурный пояс, связанный со штатным арматурным поясом. В конечном итоге, полученный «пирог» бетонируется тем или иным способом.

Также, строительные и строительно-ремонтные компании используют в своей практике усиления бетонных ЖБИ с помощью обвязки наружной поверхности балки стальным прокатом:

  • листовой арматурой на полимерном растворе и анкерных болтах;
  • тальных уголках приваренных к штатной арматуре;
  • дополнительных арматурных стержнях расположенных в специально прорезанных пазах впоследствии залитых полимербетоном;
  • стальных шпренгельных затяжках и затяжках из арматурной стали.

Стоит заметить, что выбор вида усиления балки перекрытия должен осуществляться по результатам обследования объекта и инженерного расчета.

Таблицы расчета перекрытий

Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»).

На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).

Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е.

в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».

Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.

Примечания:

  • Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
  • Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
  • Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
  • Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
  • Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.

Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия

Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,3 0,4 0,5 0,6
240 Балка GreenLum-240W 4,95 4,50 4,16 3,93
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,35 4,96 4,70
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,75 5,38
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 5,45 4,95 4,55 4,30
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,05 5,50 5,10 4,80
300 Балка GreenLum-300L 6,50 5,90 5,45 5,15
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 7,20 6,55 6,10 5,75
360 Балка GreenLum-360L 7,45 6,75 6,30 5,90
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 8,30 7,50 7,00 6,60
400 Балка GreenLum-400L 8,10 7,35 6,80 6,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 10,00 9,05 8,40 7,90
500 Балка GreenLum-500L 9,60 8,70 8,05 7,60
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 10,60 9,60 8,95 8,40
600 Балка GreenLum-600L 11,00 9,95 9,25 8,70
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 12,00 11,00 10,20 9,60

Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия

Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
240 Балка GreenLum-240W 5,65 5,52 4,95 4,68 4,50
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,80 5,80 5,60 5,35
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 6,20 5,80 5,45 5,15 4,95
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,90 6,45 6,05 5,75 5,50
300 Балка GreenLum-300L 7,40 6,90 6,50 6,15 5,90
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 8,25 7,70 7,20 6,90 6,60
360 Балка GreenLum-360L 8,50 7,90 7,50 7,10 6,80
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 9,45 8,80 8,30 7,90 7,55
400 Балка GreenLum-400L 9,25 8,60 8,10 7,70 7,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 11,40 10,60 10,00 9,50 9,05
500 Балка GreenLum-500L 11,00 10,15 9,55 9,10 8,65
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 12,15 11,30 10,60 10,05 9,65
600 Балка GreenLum-600L 12,50 11,65 11,00 10,40 9,95
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 13,30 12,90 12,15 11,55 11,05

Устройство пола деревянного перекрытия

После настила наката по деревянным балкам перекрытия устраивают звукоизоляцию, гидроизоляцию и теплоизоляцию, а сверху укладывают пол. Вес звуко-, гидро- и теплоизоляции рекомендуем соизмерять с общим весом деревянного перекрытия и учитывать при расчете размеров балок. Если деревянные балки положены редко, то сначала кладут половые лаги, а затем деревянный пол. Как установить лаги и уложить деревянный пол, читайте в статье Устройство деревянного пола на лагах. Обычно пол укладывают на балки или лаги.

Чердачное перекрытие можно делать с открытыми сверху балками, укладывая только черновой пол и делая его ниже верха балок. В месте прохождения печной трубы проем деревянного перекрытия закрывают несгораемыми материалами (например, двумя слоями асбестового картона толщиной по 3 мм или двумя слоями войлока, смоченного в глиняном растворе), а трубу в проеме делают толще, читайте об этом в статье Как построить кирпичную печь своими руками.

Как сделать черновой пол в деревянном доме

Устройство деревянного пола на лагах

Теплоизоляция деревянного пола и чердачного перекрытия

Как сделать звукоизоляцию деревянного пола или перекрытия

Гидроизоляция деревянного пола своими руками

Как правильно уложить ламинат, паркетную доску, штучный паркет

Как выбрать брус и доски

Конструкция висячих и наслонных стропил крыши своими руками

Устройство камина в доме или как построить камин на даче самостоятельно

Что следует знать про нагрузку на балку?

Чтобы правильно выбрать параметры, сечение, и материал, из которого изготавливаются балки перекрытий, нужно предварительно ознакомиться с параметрами, которым должна соответствовать деталь.

Все будет зависеть от того, где балка будет располагаться, какая нагрузка на нее ляжет. Очень важно учесть и уровень деформации дерева. Чем мягче порода, тем выше уровень деформации.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Что следует знать про нагрузку на балку?

При строительстве дома крайне важно учесть шаг и сечение деревянного покрытия. От того, насколько часто расположатся балки, будет зависеть устойчивость дома. Если шаг перекрытий получится значительный, то на каждую балку ляжет достаточно высокая нагрузка и постройка вряд ли будет надежной.

Слишком маленький шаг между балками приведет к повышенной жесткости конструкции и возможной деформации строения в будущем. Оптимальным вариантом считается шаг от 30 см до 1,2 метра. Это обусловлено еще и тем, что получившиеся ячейки будут прекрасно подходить под размер утеплителя.

Что касается сечения детали, то обычно используется деталь прямоугольной формы с сечением 1,4:1, при этом, ширина элемента может быть от 40 до 200 мм, а высота 100 – 300 мм.

Основные правила выбора и монтажа однопролетных балок

К процессу расчета, выбора и укладки несущих элементов следует подходить со всей ответственностью, так как от этого будет зависеть надежность и долговечность всего перекрытия. За многие столетия существования строительной индустрии выработались некоторые правила конструирования кровельной системы, среди которых стоит отметить следующие:

  1. Длина однопролетных брусьев, их габариты и количество определяются после осуществления измерений пролета, который требуется перекрыть. При этом важно учитывать способ их крепления к стенам здания.
  2. В стены, возведенные из блоков или кирпича, несущие элементы должны углубляться не менее чем на 15 см, если они изготовлены из бруса, и не менее чем на 10 см, если используются доски. В стены из сруба балки должны углубляться минимум на 7 см.
  3. Оптимальная ширина пролета, пригодного для перекрытия с помощью балок из дерева, находится в пределах 250-400 см. При этом максимальная длина брусьев составляет 6 м. Если требуется применить более длинные несущие элементы, то в этом случае рекомендуется устанавливать промежуточные опоры.

Ремонт стропильной системы

Во время эксплуатации частного дома нередко возникают ситуации, когда нужно выполнить ремонт стропильной системы. Если этого не сделать вовремя, то последствия могут быть самыми плачевными, вплоть до начала разрушения конструкции крыши.

Если в ходе осмотра было обнаружено загнивание конца стропильной ноги, то предпринимаются следующие меры.

На чердачное перекрытие укладывается бревно, которое удерживается двумя-тремя балками. Под стропильную ногу, нуждающуюся в ремонте, устанавливают подкосы.

При этом очень важно, чтобы расстояние от крайнего подкоса до сгнившего участка было не менее 20 см.

Аккуратно выпиливается поврежденный участок, который заменяется специальным вкладышем.

Если в стропильной ноге появись трещины, то действовать нужно по следующей схеме.

Заготавливаем две крепких доски. Одна будет использоваться в качестве отжимной стойки, а другая станет опорой для нее. Укладка опорной доски должна производиться таким образом, чтобы она расположилась перпендикулярно по отношению к балкам перекрытия чердака.

Необходимо поставить отжимную стойку на опорную доску, а затем аккуратно подвести ее под прогиб ноги стропилы. Забиваем два клина, расположенных друг напротив друга между опорной доской и концом стойки.

Клинья следует забивать до полного устранения прогиба стропильной ноги.

На те места, где образовались трещины, накладываем доски. Их длина должна минимум на 1 м превышать длину поврежденного участка. Для закрепления накладок используются болты.

Как только накладки были надежно закреплены, можно убирать клинья, стойку и опорную доску

Усиление стропильной системы

При проведении ремонта кровли, в некоторых случаях, приходится проводить еще и усиление системы стропил. К примеру, это может понадобиться, если недавно установленный кровельный материал значительно тяжелее того, который применялся ранее.

Для усиления конструкции основное сечение стропил увеличивают. Делается это путем наращивания их досками. Для определения оптимальной величины наращивания проводятся расчеты. Прокладки закрепляются к стропильной ноге с помощью гвоздей. Однако, подобный способ допустим, если нужно увеличить сечение не более чем на 5 см.

При возведении и ремонте стропильной системы очень важно соблюдать технологию выполнения монтажно-строительных работ. Упущение каких-либо моментов в дальнейшем может привести к заметной потере прочности несущей способности конструкции, что негативным образом скажется на прочности всего здания.

Читайте также:  Правила армирования монолитной плиты перекрытия: познаем подробно