Проектирование и расчет деревянных конструкций

Газобетонные блоки по праву считаются самым инновационным материалом для строительства коттеджей, дач и домов. Сами блоки весят не много по сравнению с кирпичом, имеют хорошую геометрию, кладутся на клей для ячеистых блоков, ввиду чего возведение несущих конструкций не занимает большого количества времени.

Виды балок, преимущества и недостатки каждого вида

Для строительства перекрытий между этажами здания обычно использую всего три вида балок из дерева:

  1. Цельные.
  2. Клееные.
  3. Двутавровые.

Разберемся, какие из них наиболее подходят конкретно для каждой конструкции, выделим недостатки и преимущества каждого вида.

Из цельного бруса

Внимание!Для больших конструкций специалисты рекомендуют использовать перекрытия из других видов балок.

Из клееного бруса

У балок из клееного бруса имеется одно неоспоримое преимущество — их длина без прогиба может достигать 12 метров. У клееных балок выделяют такие преимущества:

  1. Особая прочность.
  2. Способность покрывать пролеты до 12 метров.
  3. Небольшая масса.
  4. Более долгий срок службы.
  5. Не деформируются с течением времени.
  6. Относительно пожаробезопасны по сравнению с обычным брусом.

Однако, стоит такой материал гораздо дороже.

Деревянные двутавровые балки

Двутавровые балки считают одними из самых прочных и надежных благодаря форме профиля, ведь состоят они из нескольких слоев, каждый из которых защищен различными пропитками. К плюсам двутавров можно отнести:

  1. Высокую прочность, жесткость благодаря своей форме.
  2. Отсутствие прогибов.
  3. Бесшумность в эксплуатации — конструкции не скрипят при оказывании на них давления в отличие от остальных видов перекрытий.
  4. Материал не трескается, не рассыхается с течением времени.
  5. Легкость в монтаже.

Деревянные балки перекрытия — размеры и нагрузки

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

MaxinovaПользователь FORUMHOUSE

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

И подобный случай далеко не единственный.

елена555Пользователь FORUMHOUSE

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

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

Leo060147Пользователь FORUMHOUSE

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

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

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

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

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

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

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

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

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.

  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.

Расчет стоек каркаса

Схема стоек каркаса.

Вертикальные стойки устанавливаются с шагом в 50 см. При общей длине стен 24 м требуется 48 стоек, плюс по две стойки на каждый оконный и дверной проем. В итоге получается 58 штук. При высоте стен дома 2,5 м можно использовать доски 100х50 мм. Для каркаса двухэтажного здания нужны брусья от 100х150 мм до 100х200 мм. Для придания конструкции дополнительной жесткости применяются диагональные укосины из доски 100х50 мм. Длина каждой укосины – 1 м. Получается 58 погонных метров материала. Стоит иметь запас всех материалов около 10% от требуемого количества.

Но это общая схема расчета стоек. Иногда приходится учитывать некоторые характерные моменты, касающиеся промежуточных стоек. Сечение этих элементов конструкции должно соизмеряться с размерами теплоизоляционного и отделочного материала. Например, можно немного изменить расстояние между стойками, чтобы удобнее стыковать листы гипсокартона для внутренней отделки.

Альтернативой стандартной конструкции каркаса может стать двутавр, который недавно появился на рынке строительных материалов. Двутавр выполнен из дерева. Он служит ячейкой для размещения теплоизолятора. Это 2 бруса, они соединены перемычкой из плиты OSB. Она может иметь разные размеры и подбираться в соответствии с толщиной слоя теплоизоляционного материала. При этом значительно улучшается качество конструкции каркасного сооружения.

Схема стропильной системы.

В качестве теплоизоляционного материала используются 2 вида утеплителя – жесткие и мягкие. Жесткие – это пенополистирол и экструдированный полистирол. Мягкие – базальтовая вата и стекловолокно. Каждый утеплитель имеет достоинства и недостатки. Маты из минеральной ваты имеют очень длительный срок службы. Этот материал обладает высокой стойкостью к химическому и биологическому воздействию, он отличается экологической чистотой и устойчивостью к деформациям. Стекловата имеет более низкие показатели. Но не стоит останавливаться на плюсах и минусах.

Читайте также:  Использование плиты перекрытия из газобетона

Как все устроено

Дерево хвойных пород является наиболее востребованным материалом для строительства межэтажных и чердачных перекрытий в частном доме. Основная причина очевидна — невысокая по сравнению с монолитным железобетоном или готовыми плитами цена.

Кроме того: перекрытие по деревянным балкам, в отличие от плитного, может быть смонтировано без услуг погрузочной техники, что тоже обеспечивает существенную экономию. От монолитного оно выгодно отличается тем, что не требует сооружения опалубки.

  1. Обеспечить их достаточную несущую способность при расчетных долговременных нагрузках;
  2. Выполнить эффективную межэтажную шумоизоляцию;
  3. Если речь идет о перекрытии над неотапливаемым подвалом или под неэксплуатируемым чердаком — организовать достаточно эффективную теплоизоляцию, соответствующую требованиям климатической зоны, в которой вы проживаете.

Первая задача решается подбором оптимальных сечения и шага балок. Максимальная длина деревянной балки перекрытия обычно ограничена 6 метрами — длиной поставляемого производителями бруса камерной сушки; при большем пролете сооружаются промежуточные несущие стены или опорные колонны.

Длина бруса ограничена размерами камер сушки.

Для решения второй и третьей задач межбалочное пространство заполняется утеплителем — стекло- или минеральной ватой, пенополистиролом, эковатой и прочими материалами. Их выбор — тема для отдельного исследования; на нем мы не станем заострять свое внимание.

Как все устроено

Типичная конструкция утепленного перекрытия такова:

  • На боковые поверхности балок в их нижней части набиваются черепные бруски сечением от 40х40 мм .

Крепление черепных брусков.

  • По ним без крепления укладываются доски толщиной от 25 мм.
  • По настилу расстилается пароизоляционная пленка . Она перекрывает и доски настила, и балки.
  • Между балками укладывается утеплитель .
  • Сверху он застилается гидроизоляцией (чаще всего в этой роли выступает обычный полиэтилен с проклеенными швами между полотнами).
  • По гидроизоляции настилается черновой пол — непосредственно по балкам (при достаточной толщине половой доски) или по перпендикулярным им лагам. В первом случае между балками и настилом набивается контробрешетка — рейка толщиной 20 мм, оставляющая под настилом просвет для вентиляции.

Структура утепленного перекрытия.

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.

Выводы

Проектирование и расчет деревянных конструкций требуется при строительстве, реконструкции, перепланировках, капитальном и текущем ремонте. В современном строительстве деревянные конструкции обычно применяются при возведении объектов малоэтажной застройки, для обустройства каркасов, кровли, арок, других элементов. Для зданий старой застройки деревянные конструкции могут проектироваться при реконструкции как фундаменты, несущие фермы и перекрытия, лестничные марши.

Заказать проектирование и расчеты деревянных конструкций для любых видов объектов можно в компании Смарт Вэй. Подробнее об условиях сотрудничества можно узнать по телефонам, указанным на сайте.

Читайте также:  Деревянное перекрытие между этажами – разбираем многообразие видов

Получите  расчет стоимости этой услуги с помощью нашего калькулятора цен — здесь

При подготовке статьи использованы следующие материалы:

  • Градостроительный кодекс РФ (скачать);
  • Постановление Правительства РФ № 87 (скачать);
  • СП Деревянные конструкции (скачать);
  • ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований (скачать);
  • СП Несущие и ограждающие конструкции (скачать).

Градирни

В табл. 54 приводятся нормы расхода строительных материалов при устройстве градирен.

Таблица 54. Деревянные конструкции градирен

Перечень работ Расход
Щиты, м2 Детали из брусков, м3 Доски, м3 Болты строи- тельные, кг Поковки оцинко- ванные, кг Гвозди оцинко- ванные, кг Проволока катаная, кг
100 м2 обшивки
Обшивка стальных конструкций деревянными антисептированными щитами

в градирнях при высоте башни до 70 м

4,0 0,17 15,0 30,0 6,1 1,2
Обшивка козырьков воздуховходящих окон в градирнях деревянными антисептированными деталями при высотебашни до 70 м 0,74 2,70 3,6 4,5 1,2
То же, при высоте башни до 110 м 0,54 2,70 1,5 3,6 4,5 1,2
100 м2 площадок
Устройство круговых площадок из деревянных антисептированных деталей

в градирнях высотой башни до 70 м

2,03 6,85 3,5 4,0 5,1 1,3
100 м2 поворотных щитов
Укладка поворотных деревянных антисептированных щитов на воздуховходящих окнах градирен при высотебашни до 110 м 2,1 10,0 20,0 2,3 1,2
100 м2 ветровых перегородок
Устройство ветровых деревянных антисептированных перегородок в градирнях высотой башни до 110 м 2,8 60,0 2,9 2,2 0,6
1 м3 древесины в конструкциях
Устройство деревянных антисептированных мостиков на трубах водораспределения в градирнях высотой башнидо 70 м 0,44 0,60 7,5 16,8 6,3 0,7
То же, при высоте башни до 110 м 0,08 0,96 7,5 16,8 6,3 0,7
Установка деревянных антисептированных стоек для поворотных щитов

в градирнях высотой башни до 70 м

1,04 5,0 102,0 5,6 0,9

Определение сечения и шага деревянных балок перекрытия.

Выше было рассмотрено как определить необходимую длину и рассчитать общую нагрузку. После этого нужно определить необходимое сечение балок перекрытия и шаг укладки, которые связаны между собой. Прямоугольное сечение деревянной балки перекрытия является лучшим, если соотношение высоты и ширины соотносится как 1,4:1. Ширина балки перекрытия в этом случае может быть в пределах от 40 до 200 мм, а высота от 100 до 300 мм. Высота балок выбирается такой же как и толщина утеплителя. Если в качестве балок перекрытия используются бревна, их диаметр должен быть в пределах от 110 до 300 мм.

Шаг деревянного перекрытия напрямую зависит от того, какого вида и сечения используется материал балки перекрытия и может быть от 300 до 1200 мм, чаще же всего шаг деревянного перекрытия выбирается в пределах от 600 до 1000 мм. При выборе расстояния между балками перекрытия можно исходить и из размера плит утеплителя, которые будут уложены в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. В каркасных зданиях нужно стремиться, чтобы шаг укладки соответствовал шагу стоек каркаса. Тогда будет обеспечена наибольшая надежность конструкции из-за ее жесткости.

С помощью справочных таблиц можно достаточно точно сделать расчет размеров деревянных балок перекрытия или провести проверку уже выбранных размеров. При проведении расчетов нужно учитывать, что относительный прогиб чердачных перекрытий не должен превышать 1/200, а междуэтажных перекрытий – 1/350.

Источники

  • -derevyannye-balki-svoimi-rukami
  • -balki/

[свернуть]