Сечение деревянных балок в зависимости от пролета – Рассчет деревянной балки: методология и формулы расчета деревянных балок перекрытия на прочность и прогиб

Деревянная балка перекрытия пролет: виды, размеры и расчет

Применение деревянных балок и ферм для перекрытий пролетов

Применение деревянных балок и ферм для перекрытий

 

Монтаж деревянных балок в перекрытиях домов не является редкостью. Их главное предназначение — это равномерное распределение нагрузки на стены и фундамент здания. Чтобы балочная конструкция выполняла свои функции, необходимо правильно подобрать материал для нее, провести расчеты длины и сечения.

Разновидности балочных перекрытий из дерева

Все балочные перекрытия из дерева делятся между собой по назначению и виду материала, из которого они изготовлены. По назначению они могут быть: межэтажными, чердачными, подвальными и цокольными. По виду материала балки могут быть изготовлены из цельной древесины или клееной.

Деревянная балка перекрытия пролет

Деревянные перекрытия

 

Межэтажный пролет должен быть прочным и надежным. Во внутренний объем между потолком и полом укладываются звуко- и пароизоляционные наполнители. Потолочная часть зашивается необходимым материалом, сверху укладывается пол.

Деревянные балки перекрытия

Межэтажный пролет

 

Чердачное перекрытие может устанавливаться как элемент крыши, являясь частью ее стропильной конструкции. Может быть установлено, как отдельный независимый элемент. С целью сохранения тепла, обязательно оборудуется паро- и теплоизоляцией.

Деревянные балки перекрытия

Чердачное перекрытие

 

Перекрытие подвала и цокольного этажа должно быть большой прочности и выдерживать высокую нагрузку. Эти пролеты оборудуются тепло и пароизоляцией, чтобы не допустить проникновение холода из подвала.

Деревянные перекрытия

Деревянные перекрытия цокольного этажа

 

Балки отличаются между собой по видам, которые имеют свои преимущества и недостатки. Для изготовления цельных балок применяется древесина твердых пород. Существенным недостатком цельномассивных деревянных балок является ограничение по длине, которое не может превышать 5 метров.

Деревянные балки

Цельные деревянные балки

 

Балки из клееной древесины объединяют высокую прочность и эстетику. Их применение существенно увеличивает предельную длину, которая может составлять до 20 метров. Учитывая то, что клееные перекрытия выглядят красиво, их зачастую не закрывают потолком и они служат элементом дизайна.

Клееные балки

Клееные балки

 

Они имеют еще несколько существенных преимуществ, к которым относятся:

  • способность перекрыть большие пролеты;
  • простота их установки;
  • небольшая масса;
  • большой период эксплуатации;
  • высокий уровень пожарной безопасности;
  • не поддаются деформации.

Деревянные части балок перекрытия могут иметь прямоугольное сечение, что характерно для бруса или доски, или же круглое, изготовленное из бревна.

Перекрытие из цельных бревен

Перекрытие из цельных бревен

 

Требования к деревянным балкам перекрытий

Монтаж деревянных балочных перекрытий влечет за собой ряд требований, которые необходимо учесть. Они состоят в следующем:

  1. Балочные изделия должны быть изготовлены их хвойных пород дерева, которые обладают высоким запасом прочности. При этом, влажность древесины должна быть не более 14 процентов, иначе лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
  2. Запрещается для изготовления балок применять древесину, подверженную грибковым заболеваниям или испорченную насекомыми.
  3. Перед монтажом балочные элементы необходимо обработать антисептиком.
  4. Чтобы потолок или пол не прогибался даже при нагрузке, необходимо выполнить строительный подъем. Потолок нижнего этажа получит в центре незначительный подъем, который при нагрузке станет ровным.
  5. Если брусья планируется укладывать с большой частотой, то вместо них можно применить доски, которые необходимо устанавливать на ребра.
Деревянные перекрытия

Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

 

Порядок расчета деревянных балок

Перед тем, как проводить монтаж деревянного перекрытия, необходимо провести расчеты, в которых определить количество и размеры балок. Для этого необходимо:

  • определить длину пролета, на которые они будут устанавливаться;
  • рассчитать возможную нагрузку, которую они будут нести после монтажа;
  • имея указанные данные, провести расчет сечения балок и шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого используются специальные таблицы и программы.
Деревянные перекрытия

Удлинение деревянных балок перекрытия

 

Длина балок складывается из длины пролета, который необходимо перекрыть, и запаса балки, который будет вмонтирован в стену. Пролет можно узнать при помощи любого измерительного приспособления. Запас балок, который будет монтироваться в стену, зависит от материала, из которого стена изготовлена.

Важно!

Если здание построено из кирпича, то запас для балок из доски должен составлять не меньше 10 см и не меньше 15 см для балок, изготовленных из бруса. В деревянных строениях выполняются специальные пазы, глубиной от 7 см и больше, для укладывания балок. Если балки служат основой для стропил крыши, то их изготавливают на 4-6 см длиннее пролета.

Наиболее используемый пролет, который перекрывается балками составляет от 2.5 до 4 метров. Наибольшая длина балок, изготовленных из бруса или доски, не может превышать 6 метров. Если длина пролета превышает этот размер, то рекомендуется монтаж балок из клееного бруса. Помимо этого, для перекрытия пролетов, который больше 6 метров, можно установить деревянную ферму.

Деревянные перекрытия

Стропильные фермы кровли

 

Нагрузка, которую несет деревянная балка, состоит из массы деталей пролета (балок, внутреннего наполнения, обшивки потолка и пола) и массы временных элементов (мебель, бытовая техника, присутствующие в помещении люди).

Двутавровые балки перекрытия

Двутавровые балки перекрытия

 

Точные расчеты несущей способности балок обычно выполняются специализированными организациями. При самостоятельном выполнении расчета применяется следующая система:

  • чердачное перекрытие с подшивкой, в котором утеплителем является минеральная вата, несет постоянную собственную нагрузку 50 кг на квадратный метр. При такой нагрузке, согласно стандартам СНиП, нормативная нагрузка будет составлять 70 кг на квадратный метр при коэффициенте запаса прочности 1,3. Узнать общую нагрузку не составляет труда: 1,3х70+50=130 килограмм на квадратный метр;
  • если в качестве утеплителя используется более тяжелый материал, чем вата, или в качестве подшивки применялись толстые доски, то нормативная нагрузка будет составлять 150 кг на квадратный метр. И общая нагрузка будет иметь другое значение: 150х1,3+50=245 кг на квадратный метр;
  • если расчет проводится для мансардного помещения, то учитывается вес материала, из которого положен пол, и предметов, находящихся в мансарде. Нагрузка в этом случае будет составлять 350 кг на квадратный метр;
  • в случае, когда балки выполняют функцию межэтажных пролетов, величина расчетной нагрузки составляет 400 кг на квадратный метр.

Расчет деревянных балок перекрытий

Определение сечения и шага деревянных балок

Рассчитав нагрузку и длину балок, можно определить их шаг и размеры сечения или диаметр. Эти показатели взаимосвязаны и рассчитываются по установленным правилам:

  1. Ширина и высота балок должна быть в пропорции 1:1.,4. При этом, ширина балок должна находиться в диапазоне от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см, с учетом толщины утеплительного материала. Бревна для перекрытий должны иметь диаметр в диапазоне от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки должен находиться в пределах от 30 до 120 см, с учетом утеплительного и подшивочного материалов, которое будет в межбалочном пространстве. Если строение каркасное, то шаг должен соответствовать дистанции между каркасами.
  3. Определение сечения балок из дерева проводится по разработанным таблицам или с применением определенных программ. Проводя расчет сечений необходимо учитывать, что максимальный изгиб чердачных балок не должен превышать 1/200, а межэтажных 1/350.
Расчет деревянного перекрытия

Расчет деревянного перекрытия

 

Применение деревянных ферм, достоинства и недостатки

Фермы перекрытий, выполненные из дерева, выглядят, как два параллельно находящиеся друг над другом бревна или бруска, которые соединены между собой опорами, находящимися по отношению к этим бревнам или брускам под углом или вертикально. Основная задача, которую решают фермы — это перекрытие длинных пролетов, если монтаж дополнительных опорных стоек невозможен.

Деревянные фермы перекрытий

Деревянные фермы перекрытий

 

Для изготовления ферм применяются разработанные таблицы и программы, где учитываются тип соединений, шаг монтажа, сечение деталей конструкции и ее общие габариты. Зачастую, фермы изготавливаются промышленным способом с применением высокоточного оборудования. Наряду с этим, можно изготовить ферму своими руками.

Деревянные фермы

Деревянные стропильные фермы

 

Сравнивая деревянные балки и фермы перекрытий можно определить достоинства и недостатки, которыми обладают фермы. К преимуществам можно отнести:

  • способность накрыть пролет значительного размера без дополнительных опорных стоек;
  • незначительную массу, что влечет за собой небольшую нагрузку на несущие элементы здания;
  • высокая прочность и неподатливость к прогибам, что влечет за собой длительную эксплуатацию подшивочного и напольного материалов;
  • простота монтажа на любые несущие элементы здания, независимо от материала, из которого они изготовлены;
  • возможность изменять ширину шага укладки фермы;
  • возможность монтажа внутренних коммуникационных линий;
  • прекрасная звуковая изоляция;
  • красиво выполненные фермы можно не зашивать и использовать как элемент декора.
Деревянные фермы

Деревянные фермы могут послужить оригинальным декоративным элементом

 

Кроме достоинств, фермы обладают некоторыми недостатками, к которым можно отнести следующие:

  • за счет конструктивных особенностей, значительно увеличивается толщина межэтажных перекрытий;
  • значительные трудозатраты при изготовлении фермы своими руками, необходимость наличия специального оборудования;
  • высокая цена на готовую конструкцию.

Проектирование деревянной ферм

 

Калькулятор балок – основные расчеты для перекрытий и стропил + видео

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок.

На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать перекрытие, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Калькулятор балок

Укажите размеры балок перекрытий и шаг.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе: https://remoskop.ru/kolichestvo-dosok-v-kube.html

Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: fнор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м2, расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле Мmax = (q · L2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: Wz = b · h2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу утеплителя, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и монтаж | Статьи | Знания

Деревянные балки – основной элемент перекрытий и других конструкционных элементов. Деревянные перекрытия применяются при возведении зданий малой этажности, при этом строения могут быть из древесины, лёгкого бетона или другого строительного материала. Основное назначение перекрытий – принятие и равномерное распределение нагрузки по конструктивным элементам, её передача на несущие конструкции (стены или фундамент). Наибольшее применение деревянные перекрытия нашли в частном строительстве одно и двухэтажных коттеджей.

Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Основными преимуществами обустройства перекрытий из пиломатериала считаются следующие факторы:

  • Незначительный вес конструкций.
  • Лёгкость и высокая скорость монтажа, не требующая задействования подъёмной техники.
  • Простота отделки различными материалами.
  • По сравнению с бетонными плитами – более высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики, даже без применения дополнительных материалов.
  • Особенности конструкции деревянного перекрытия позволяют использовать различные звуко- и теплоизоляционные материалы на этапе их сборки.
  • Ремонтопригодность: в некоторых случаях есть возможность заменить подгнившие балки без демонтажа всего перекрытия.

К минусам деревянных конструкций относят следующие аспекты:

  • Горючесть древесины. По правилам пожарной безопасности деревянные элементы, используемые при строительстве, обрабатываются антипиренами.
  • Подверженность биологическому воздействию. Необходимость обработки пиломатериалов антисептиками.
  • Нестабильность геометрических параметров: усадки при усыхании и набухание при намокании. Поэтому для долговечности деревянных элементов важно поддерживать стабильную влажность и температуру.
  • Деревянные перекрытия проигрывают бетонным и металлическим конструкциям в прочности и несущей способности.

Технические стандарты

Технические условия изготовления и эксплуатации, а также другие аспекты регламентируются следующими нормативными документами:

Основные требования, которым должны соответствовать перекрытия

Конструкции из древесины должны отвечать следующим требованиям:

  1. Прочность. Конструкция должна выдерживать постоянные (от собственного веса) и переменные нагрузки (люди, оборудование, мебель и другие предметы).
  2. Жёсткость: перекрытие не должно прогибаться под расчётными нагрузками.
  3. Огнестойкость, которая повышается многоразовой пропиткой древесины антипиренами.
  4. Тепло- и шумоизоляция: использование современных материалов, которые закладываются в межбалочное пространство.

Типы и виды деревянных перекрытий

Применяемые для возведения перекрытий балки из древесины классифицируются на виды и типы по нескольким параметрам.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытия бывают следующих типов:

  1. Подвальное/цокольное. Основное требование к такому перекрытию – прочность. Для решения этой задачи используются балки мощного сечения, а надёжная теплоизоляция обеспечивается современными утеплителями. Кроме этого, в теплоизоляционном пироге используются отражающие материалы с фольгированным покрытием, паробарьеры и гидроизоляционная подложка.
  2. Межэтажное – более простое по своей конструкции перекрытие. Основное требование – обеспечение хорошей звукоизоляции, что достигается укладкой между лагами волокнистого материала. Такая же конструкция используется в случае, когда на чердаке оборудуется отапливаемая мансарда.
  3. Чердачное. Оборудуется, если чердак остаётся неотапливаемым. Особых нагрузок конструкция не испытывает, поэтому особое внимание уделяется теплоизоляции. Чтобы влага не конденсировалась в толще утеплителя, используется пароизоляционная плёнка (мембрана).

По виду

По внешнему виду деревянные балки, применяемые для возведения перекрытий, делятся на два типа:

  1. Цельные. Изготавливаются из древесины хвойных или лиственных пород. Наиболее распространённый вариант для небольших перекрытий, так как в соответствии с действующими стандартами такие балки имеют ограничение по ширине пролёта – не более 5 метров. Основные преимущества цельного материала: экологичность, низкая цена.

  1. Клееные. Изготавливаются методом склеивания нескольких брусков из массива древесины. Это значительно повышает прочностные показатели, поэтому балки могут использоваться при организации перекрытий шириной до 20 метров. Технология производства клееных брусьев позволяет изготавливать не только прямые балки, но и гнутого, а также переменного сечения. Гнутоклееные изделия используются при обустройстве двускатной кровли.

Клееные балки имеют ряд преимуществ перед изделиями из массива: не деформируются при намокании или высыхании, увеличенный срок эксплуатации. Минус клееного материала – использование клея на формальдегидной основе. Это сказывается на экологической безопасности: при нагревании в воздух могут выделяться опасные вещества.

По сечению

Сечение балок перекрытия может быть следующих типов:

  1. Прямоугольное сечение используется чаще всего, так как подходит для любых перекрытий. В этом случае используется брус (цельный или клееный) различного сечения, от значения которого зависят прочностные показатели. Прямоугольная балка ставится на ребро, чтобы увеличить жёсткость на изгиб.

  1. Круглое или овальное сечение – ошкуренные, оцилиндрованные или профилированные брёвна различного диаметра. Такой материал применяется для обустройства чердачных или мансардных перекрытий в коттеджах. При этом потолок нижнего этажа не подшивается, так как бревно выполняет декоративные функции.

Двутавровые деревянные балки

Двутавровые балки чаще всего представляют собой клееную конструкцию, которая состоит из двух поясов древесины и поперечины. В качестве поперечины допускается использование фанеры или ДСП, ОСП.

Преимуществами деревянных двутавров считаются следующие факторы:

  • Незначительный вес.
  • Прочность и жёсткость в 3 раза выше, чем цельного бруса.
  • Возможность использования в пролётах до 12 метров.
  • Отсутствие усадки и деформации в процессе эксплуатации.
  • Изготовление под точные размеры, что снижает отходы при строительстве.
  • Возможность производства практически любой высоты поперечины и ширины полки, в том числе, несимметричной.

К недостаткам деревянных двутавров относят сложность их производства и высокую стоимость, что негативно повлияло на популярность их применения в частном строительстве.

Расчёт деревянного перекрытия

Расчёт сечения балок перекрытия производится на этапе проектирования. Правильно выполненные расчёты позволяют оптимизировать расходы на строительстве, обеспечив необходимую жёсткость и запас прочности конструкций. Для расчёта сечения необходимы следующие данные: длина балок, расстояние между ними, нагрузки, которые будут воздействовать на конструкцию.

Длина

Линейные размеры будущего перекрытия определяются достаточно просто. Измеряется пролёт, который необходимо перекрыть. Если строение прямоугольное, балки рекомендуется устанавливать по короткой стороне. К полученному значению прибавляется напуск (запас), необходимый для заделки в стены (с обеих сторон):

  • По 150 мм: если несущие стены выполнены из кирпича или любого вида строительных блоков.
  • Если строение деревянное (брус или бревно), то глубина заделки должна составлять не менее 70 мм.

Количество и расстояние между балками

Количество балок напрямую зависит от шага их укладки. Оптимальное значение расстояния между соседними балками составляет от 40 до 110 см. Часто на шаг укладки подгоняют под размеры утеплителя: балки располагают таким образом, чтобы теплоизоляционный материал входил между лагами без подрезания. Однако следует помнить, что увеличение расстояния между балками приводит к росту их расчётного сечения.

Нагрузки

Действующие на перекрытие нагрузки делятся на два типа:

  1. Постоянные: собственный вес конструкции.
  2. Временные: вес людей и предметов, находящихся в помещении.

Расчёт точных параметров нагрузок выполняется проектировщиками на этапе составления проекта. В частном строительстве берутся усреднённые значения по типу перекрытий:

  • Для неэксплуатируемых чердачных помещений из лёгкого заполнителя показатель нагрузки берётся 150–200 кг/м².
  • Если чердак планируется использовать для хранения вещей или подшивка и утепление производится тяжёлыми материалами, значение нагрузки увеличивается до 250 кг/м².
  • Для межэтажных, подвальных и мансардных перекрытий значение действующей нагрузки приравнивается к 350–400 кг/м².

Прогиб деревянных перекрытий от расчётных нагрузок не должен превышать соотношения к длине балки 1:350 для межэтажных и подвальных перекрытий, для чердачных и мансардных – 1:250.

Расчёт сечения

Зная расчётную нагрузку и расстояние между балками, сечение подбирается при помощи специальных таблиц, облегчающих расчёты. Пример такой таблицы для небольших пролётов представлен ниже. Следует помнить, что при промежуточных данных, округлять следует в большую сторону, чтобы несущие конструкции имели запас прочности.

Технология монтажа

Рассмотрим общую технологию обустройства деревянного перекрытия, которая состоит из следующих этапов.

Монтаж балок (лаг)

Способ крепления лаг перекрытия к стене зависит от её материала:

  • В кирпичных и блочных домах глубина паза, в который заводят балки, составляет 15 см с каждой стороны. Концы лаг, соприкасающиеся со стеной, обрабатывают жидкой битумной мастикой и оборачивают рулонной гидроизоляцией. Чтобы обеспечить тепловое и влажностное расширение древесины, торец бруса обрезается под углом 60°. Балка должна опираться на обработанную антисептиком и гидроизоляционной мастикой доску толщиной 3–4 см. После заведения бруса в паз, оставшееся пространство заделывается паклей. Каждую 4 или 5 балку к стене дополнительно фиксируют при помощи металлического анкера.

  • В деревянных строениях несущие лаги перекрытия заглубляются в паз не менее чем на 7 см с обеих сторон. Конец балки оборачивается рулонной гидроизоляцией, которая предотвращает скрип. Также практикуется пазовое соединение балки со стеной при помощи «ласточкиного хвоста».
  • Опоры из оцинкованной стали позволяют произвести крепление балок без оборудования посадочных гнёзд, что ускоряет процесс строительства. При помощи пластин различной конфигурации монтаж можно произвести как к деревянным, так и к каменным стенам. Использование такого вида креплений используется на этапе, когда несущие стены уже возведены. Однако такой метод крепления способен выдержать меньшую нагрузку, чем при заведении концов балок в стеновые пазы.

Накат и утепление

Следующий этап – настил наката, утепление и звукоизоляция перекрытия. Работы заключаются в следующем:

  • К нижнему краю балок прибиваются черепные бруски, выполняющие функцию опоры для наката (чернового пола).
  • В качестве материала для чернового пола используют доску, фанеру, или листы влагостойкой OSB.
  • После укладки наката, его накрывают гидроизоляцией в случае обустройства подвального перекрытия или пароизоляцией, если конструкция межэтажная или чердачная.
  • Между брусьями укладывается утеплитель, одновременно выполняющий функцию звукоизоляции. Для этих целей чаще всего используют маты или плиты минеральной ваты.
  • Сверху утеплитель также накрывают гидроизоляцией, после чего набивают шпунтованную доску, выполняющую функцию чистового пола. Также можно использовать листовой материал: фанеру, ОСП, ЦСП и так далее.

Межэтажное и чердачное перекрытие снизу подшивается фанерой, ДВП, гипсокартоном, блок-хаусом, ПВХ вагонкой или другими отделочными материалами.

Производители

Изготовление бруса, пригодного для применения в качестве основных элементов перекрытия, осуществляется на многих деревообрабатывающих заводах. Основными поставщиками данной продукции являются следующие предприятия.

Детчинский деревообрабатывающий комбинат, расположенный в Калужской области, производит обработку пиловочника, поставляемого из Красноярского края и Иркутской области на современном оборудовании с ЧПУ. В каталоге компании более 10 видов продукции из сибирской лиственницы. Также предприятие оказывает услуги по изготовлению деревянных изделий по индивидуальным размерам.

ООО "Деревообрабатывающий комбинат" (Кировская область, г. Белая Холуница), специализируется на производстве элементов для возведения жилых домов из оцилиндрованного бревна и клееного бруса. В качестве сырья компания использует ель и сосну северных регионов России.

«Заволжский ДОЗ» – ведущее предприятие РФ в области глубокой переработки древесины. Компания специализируется на строительстве коттеджей из бессучкового клееного бруса, изготовлении всех конструктивных элементов на собственных производственных мощностях.

ЗАО «Дмитровский деревообрабатывающий завод» работает с такими породами, как берёза, ель и сосна. Из этой древесины на мощностях предприятия изготавливаются оконные блоки, обрезной и необрезной пиломатериал камерной сушки, брус различного сечения естественной влажности.

ООО «Златоустовский деревообрабатывающий комбинат» специализируется на изготовлении пиломатериала и изделий по европейским стандартам. Среди продукции компании евробрус клееный, евровагонка, окна и двери из массива сосны, другие изделия.

Расчет деревянной балки перекрытия на прогиб, пример, таблица

Применяется и такое конструктивное решение, когда несущие элементы перекрытия являются частью стропильных конструкций. В этом случае балка является конструкцией для формирования свеса, то она  опирается на мауэрлат  и имеет выпуск за внешнюю грань каждой стены примерно на 500 мм. Это конструктивное решение может увеличить её длину примерно на 1 метр.

Производя подбор и расчет деревянных балок необходимо помнить, что самым оптимальным расстоянием, которое можно перекрывать, применяя эти конструктивные элементы, является 6 метровый пролет.

При необходимости перекрывать большие расстояния рекомендуется  использование деревянных конструкций прямоугольного или двутаврового сечения изготовленных из клееного бруса или применять промежуточные конструкции, такие как стойки, колонны, декоративные арки и т.п.

Сбор нагрузок воздействующих на балки

Диапазон различного вида нагрузок действующих на несущие конструкции достаточно велик. Он различается исходя из целевого применения балки, то есть ответа на вопрос эта балка располагается в междуэтажном или чердачном перекрытии. Конструкции междуэтажных перекрытий несут нагрузку в основном только от веса самого перекрытия, от  процесса жизнедеятельности людей которые там находятся и того производственного процесса который там проходит.

Так расчетная нагрузка на междуэтажное перекрытие  в жилых зданиях равна 150кг/м2  х 1,3 = 195 кг/м2.

Коэффициент 1,3 обеспечивает надежность работы конструкции. Вес междуэтажного перекрытия включает вес балок, полов, конструкций потолка, утеплителя. При производстве расчетов вес междуэтажного перекрытия лучше всего рассчитывать в каждом случае индивидуально.

Нагрузка на чердачное перекрытие, эксплуатация которого не предусматривает 70 кг/м2 х 1,3 = 91 кг/м².

Вес самого чердачного перекрытия включает в себя вес балок, утеплителя, материала зашивки и составляет 50 кг/м2.  В случае, если балка является не только чердачным перекрытием, но и входит в конструкцию стропильной системы здания, то её расчет производится в составе стропильных конструкций.

В случае, когда величина прогиба превышает указанные величины, это может нанести существенные деформационные изменения в геометрии потолочных конструкций.  Так при длине балки перекрытия 6 метров величина допустимого прогиба будет составлять 17 мм. Если предположить, что потолок в помещении будет из гипсокартонных плит, то образование трещин неминуемо. Поэтому производя расчет, следует сразу же учитывать материал,  из которого будет выполняться конструкция потолка. Если заказчик для оформления потолка будет использовать подвесные конструкции типа «Армстронг», то беспокоиться не о чем, а если для отделки будут применяться материалы на основе гипса, минеральных вяжущих, то возможно стоит увеличить надежность перекрытия и увеличить сечение балок, чтобы полностью исключить возможность прогиба.

Перекрытие большого пролета деревянными балками: Инструкция +Фото и Видео

Деревянные балки перекрытия для большого пролетаДеревянные балки перекрытия для большого пролета. Установка деревянных балок для перекрытия между этажами не является большой редкостью. Главным предназначением является равномерное распределение будущей нагрузки на фундамент и стены здания.

Для того чтобы конструкция могла выполнять свои функции, следует правильно подбирать материалы, проводить расчеты сечения и длины.

Общие сведения

Разновидности перекрытий

Все деревянные перекрытия можно разделить на несколько видов по назначению и разновидности материала, из которого они сделаны. По назначению они бывают чердачными, межэтажными, цокольными и подвальными. По разновидности материала балки бывают из клееной и цельной древесины. Пролет между этажами обязательно должен быть надежным и прочным, поэтому между полом и потолков во внутренний объем укладывают пароизоляционные и звукоизоляционные наполнители. Потолочная часть должна быть зашита требуемыми материалами, а сверху производится укладка пола.

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крыши, и тогда оно будет являться частью стропильной системы. Оно может быть установлено в качество независимого элемента. Для сохранения тепла следует обязательно использовать слои с теплоизоляцией и пароизоляцией. Перекрытие цокольного этажа и подвала должно быть очень прочным и способным выдерживать большие нагрузки. Такие пролеты тоже утепляют и прокладывают слои материала для пароизоляции, чтобы холод ни в коем случае не проник из подвала в дом.

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крышиМежду собой балки отличаются по видам, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сделать цельные балки, используют древесину твердых пород. Большим недостатком являются цельномассивные деревянные балки, так как у них есть ограничение по длине – не более 5 метров. Балки из клееной древесины отлично сочетают в себе эстетику и высокую прочность. Их использование помогает существенно увеличивать предельную длину, которая может быть до 20 метро и идеально подойдет для перекрытия больших пролетов. Учитывая то, что этот материал выглядит очень красиво, его зачастую не перекрывают потолком, и он является элементом дизайна.

Преимущества

Есть несколько весомых преимущества, к которым можно отнести:

  • Простоту установки.
  • Способность к перекрытию больших пролетов.
  • Небольшой вес.
  • Большой срок эксплуатации.
  • Высокий уровень безопасности от пожаров.
  • Материал не поддается деформации.

Перекрытия балками между этажами делается материалом с прямоугольным сечением, что характерно для доски или бруса, или же используется круглое, которое изготовлено из бревна.

Требования к балкам перекрытия

Установка перекрытий из деревянных балок способно повлечь за собой ряд особых требований, которые следует учитывать.

Состоят они в следующем:

  1. влажность древесины должна быть не больше 14%Балочные изделия обязательно должны быть сделаны из хвойных пород дерева,  так как именно они имеют высокий запас прочности. При этом влажность древесины должна быть не больше 14%, так как в противном случае лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
  2. Запрещено для создания балок перекрытия использовать древесину, которая подверглась заболеваниям, грибку или она была испорчена насекомыми.
  3. Перед началом монтажа элементы для создания балок следует обрабатывать антисептиками.
  4. Для того чтобы в будущем пол или потолок не прогибался из-за нагрузки, следует сделать строительный подъем. Чтобы это выполнить, потолок нижнего этажа должен иметь незначительный подъем – это не будет вам мешать, наоборот, при нагрузке все выровняется и будет в нужном положении.
  5. Если вы планируете укладывать брусья с большой частотой, то вместо них можно использовать доски, которые нужно обязательно устанавливать на ребра.

Порядок расчета

Перед началом установки деревянного перекрытия балками следует выполнить некоторые расчеты, благодаря которым вы узнаете размеры и количество балок.

Для этого вам потребуется:

  • Определить, какова будет длина пролета, на которой и будет производиться установка.
  • Сделать расчеты на предполагаемую нагрузку, которая будет после установки.
  • С указанными данными можно выполнить расчеты на сечение балок и шага установки. Для этого используйте специальные калькуляторы онлайн или таблицы.

Длина балок будет сложены из таких данных, как длина пролета, который следует перекрыть и запаса балки, который будет установлен в самой стене. Узнать пролет можно при помощи любых измерительных приборов, а запас балок, который будет установлен в стене, напрямую зависит от материала, из которого выполнена стена.

Важно! Если здание кирпичное, то запас балок должен быть не менее 10 см для балок из досок и не менее 15 см для балок из брусьев. В деревянных строениях должны быть специальные пазы, глубина которых обязательно должна быть не меньше 7 см и даже больше для укладывания балок. Если балки будут играть роль основы для  крыши, то их делают на 5 см длиннее пролета.

Самый популярный вариант пролета, который перекрывают балками, равен от 250 до 400 см. Но учтите, что самая большая допустимая длина балок, сделанных из доски или бруса, не может быть более 600 см. В случае, если длина пролета больше допустимого размера, советуем сделать балки из клееного  бруса. Кроме этого, для перекрытия пролета, который более 600 см, можно поставить специальную деревянную ферму. Нагрузка, которая идет на деревянную балку, в целом состоит из веса деталей пролета (внутреннего наполнения, балок, обшивка пола и потолка) и веса элементов временного назначения (бытовая техника, предметы мебели, люди, присутствующие в помещении).

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

  • Точные расчеты для несущей способности балокЧердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
  • Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
  • Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

  1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
  3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

  • Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
  • Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
  • Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
  • Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
  • Есть возможность изменить ширину шага укладки.
  • Можно установить внутренние коммуникационные линии.
  • Отличная звукоизоляция.
  • Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

  • Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
  • Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
  • Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Расчет сечения деревянной балки перекрытия

Расчет деревянных несущих однопролетных
опорных балок

     Расчет деревянных однопролетных опорных балок перекрытия выполняется на прочность, от воздействия расчетных нагрузок и деформацию (прогиб) от воздействия нормативных нагрузок.
     Для расчета необходимо определиться с шагом балок (расстояние между осями балок) и уйти от так называемого явления "зыбкости" перекрытия. Шаг балок в разных источниках колеблется от 600 до 1040 мм (Линович Л.Е. Расчет и конструирование частей гражданских зданий, 1972 г.; Осипов Л.Г., Сербинович П.П., Красенский В.Е. Гражданские и промышленные здания, часть 1, 1957 г.), но рекомендуемым является шаг - не более 750 мм.

I. Расчет деревянной балки на прочность


     Есть на пример междуэтажное деревянное перекрытие жилого дома. Расстояние между несущими стенами (пролет балки) - 5,0 м, расстояние между осями балок - 0,7 м.
     Чертеж 1

     Расчет:

     1. Определить зону с которой будут собираться нагрузки на балку перекрытия. Она составляет половину расстояния между осями балок с одной и другой стороны от оси рассчитываемой балки. В нашем случае зона сбора нагрузки на балку составит:

     0,35 + 0,35 = 0,7 м (см. Чертеж 1)

     2. Определить нагрузку от перекрытия передающуюся на балку. Она состоит из собственного веса перекрытия и временной нагрузки на него.

     Чертеж 2



     Нужно найти вес 1 м2 каждого слоя (см. Чертеж 2):

     - половая доска, толщ. - 0,05 м;
     - звукоизоляция, толщ. - 0,1 м;
     - вагонка доска, толщ. - 0,02 м.

     Вес 1 м3 древесины для пород: сосна, ель, кедр, пихта (берем с запасом для класса условий эксплуатации 3 (влажный) из таблицы Г.1, свода правил "Деревянные конструкции") - 600 кг.
     Вес 1 м3 звукоизоляции (в зависимости от плотности утеплителя, берем на пример URSA GEO M-15 с плотностью от 14 до 15 кг/м3) - 15 кг.

     (600 х 0,05) + (15 х 0,1) + (600 х 0,02) = 43,5 кг/ м2

     3. Определить вес 1 погонного метра балки. Для этого берем предполагаемое сечение несущей балки, на пример 0,15 х 0,2 (h) м, в таком случае вес 1 погонного метра балки составит:

     600 х 0,15 х 0,2 = 18 кг/м.п.

     4. Найти нормативную и расчетную нагрузки от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия.

     Нормативная нагрузка

     Из свода правил "Нагрузки и воздействия":

     - временная нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие в жилых зданиях составляет - 1,5 кПа или 150 кг/м2;
     - нормативная нагрузка от веса перегородок составляет - 0,75 кПа или 75 кг/м2 ;
     - нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа или - 50 кг/м2). Лучше учесть вес предполагаемых к установке перегородок - 75 кг/м2.

     Нормативная нагрузка от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия составит:

     43,5 + 150 + 75 = 268,5 кг/м2


     Расчетная нагрузка

     Из свода правил "Нагрузки и воздействия":

     - коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций для: бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные - 1,1 (применяем для перекрытия);
     - временная нормативная нагрузка на междуэтажное перекрытие в жилых зданиях составляет - 1,5 кПа или 150 кг/м2;
     - нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий (в нашем случае деревянное перекрытие) от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. 1,3 - при полном нормативном значении менее 2,0 кПа; если нагрузка на перекрытие 2,0 кПа и более, то 1,2 - при полном нормативном значении нагрузки;
     - нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа или - 50 кг/м2). Также лучше учесть вес предполагаемых к установке перегородок - 75 кг/м2;
     - нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа. 1,3 - при полном нормативном значении менее 2,0 кПа; если нагрузка на перекрытие 2,0 кПа и более, то 1,2 - при полном нормативном значении нагрузки.

     Расчетная нагрузка от 1 м2 перекрытия без учета балок перекрытия составит:

     (43,5 х 1,1) + (150 х 1,3) + (75 х 1,3) = 340,35 кг/м2

     5. Найти нормативную и расчетную нагрузки от 1 м2 перекрытия с учетом балок перекрытия при ширине сбора нагрузки = 0,7 м.

     Нормативная нагрузка

     268,5 х 0,7 + 18 = 205,95 кг/п.м.


     Расчетная нагрузка

     Из свода правил "Нагрузки и воздействия":

     - коэффициент надежности по нагрузке для веса строительных конструкций для: бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные - 1,1 (применяем для балки перекрытия);

     (340,35 х 0,7) + (18 х 1,1) = 258,05 кг/п.м.

     6. Определить изгибающий момент балки:


     где,

     M - изгибающий момент балки, в кгм;
     q - расчетная нагрузка на 1 п.м. балки;
     l - пролет балки.

     (258,05 х 25) / 8 = 806,4 кгм

     7. Определить сечение балки (расчет на прочность по расчетным нагрузкам)

     Из свода правил "Деревянные конструкции":

     - расчетное сопротивление древесины на изгиб - 130 кгс/м2

     Найти момент сопротивления деревянной балки в см3, для этого переводим 806,4 кгм (изгибающий момент балки) в кгсм.

     806,4 х 100 = 80640 кгсм

     Далее находим сам момент сопротивления - W

     80640 / 130 = 620,3 см3

     Далее по таблицам 1 (Моменты сопротивления (W) и инерции (J) досок и брусьев) или 2 (Моменты сопротивления (W) и инерции (J) бревен) исходя из полученного расчетом момента сопротивления 620,3 см3 подобрать сечение балки исходя из принятой до начала расчета высоты балки - 20 см.


     Из таблицы 1 для досок и брусьев подходит балка 10 х 20 с моментом сопротивления 667, но лучше взять с запасом следующего с сечения 12 х 20 с моментом сопротивления 800, что меньше предполагаемой для применения балки сечением 15 х 20. Из таблицы 2 для бревен подходит балка диаметром 20 см с моментом сопротивления 785.

     Таблица 1. Моменты сопротивления (W) и инерции (J) досок и брусьев

     Таблица 2. Моменты сопротивления (W) и инерции (J) бревен


     Применять подобранные балки после расчета на прочность нельзя, т.к. их необходимо проверить еще и на прогиб.

II. Расчет деревянной балки на прогиб

     Расчет деформации при изгибе выполняется по нормативным нагрузкам.

     1. Перевести полученную ранее нормативную нагрузку на 1 п.м. балки при ширине сбора нагрузки 0,7 м - 205,95 кг/п.м в кгс/см

     205,95 / 100 = 2,059 кгс/см

     и пролет балки - 5 м в см

     5 х 100 = 500 см

     2. Вычислить прогиб балки

     где

     f - прогиб балки, в см;
     q - нормативная нагрузка на 1 п.м. балки;
     l - пролет балки;
     E - модуль упругости древесины вдоль волокон - 100000;
     J - момент инерции балки из таблицы 1 (в нашем случае берем значение 8000 для подобранной балки 12 х 20 (h)).

     (5 / 384) х ((2,059 х 5004) / (100000 х 8000)) = 2,09 см

     3. Найти предельный прогиб для нашей балки пролетом 500 см

     Из старого свода правил "Деревянные конструкции" (не действующий) см. табл. 3:

     - предельный прогиб в долях пролета для балок междуэтажных перекрытий - 1/250.


     Таблица 3. Предельные прогибы в долях пролета

     Сейчас есть эстетическо-психологические требования к прогибам деревянных балок в своде правил "Нагрузки ивоздействия", но они менее требовательны, так что лучше пользоваться данной таблицей.

     500 / 250 = 2 см (предельный прогиб для нашей балки)

     4. Сравнить полученный предельный прогиб балки с предельным расчетным прогибом.

     У нас прогиб получился больше 2 см, а именно - 2,09 см, значит увеличиваем сечение балки до 15 х 20.

     Снова находим момент инерции, только в формулу уже подставляем из таблицы момент инерции для балки, сечением 15 х 20 (h) - 10000

     (5 / 384) х ((2, 059 х 5004) / (100000 х 10000)) = 1,68 см

     Это меньше допустимого прогиба - 2,0, значит берем балку длиной 5 м, сечением 15 х 20, которую и предполагали применить до начала расчетов.

     Таким образом, после выполненных расчетов деревянной балки на прочность и на прогиб от воздействия нагрузок, применяем в конструкции перекрытия деревянные балки длиной 5 м, сечением 15 х 20 (h), с шагом между осями балок 0,7 м.

     Более сложные расчеты можно заказать в лицензированной организации.

Расчет деревянных балок перекрытий | Строительные конструкции

Расчет деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытий

Деревянные балки перекрытий дома часто являются наиболее экономичным вариантом. Деревянные балки легки в изготовлении и монтаже, имеют низкую теплопроводность по сравнению со стальными или железобетонными балками. Недостатки деревянных конструкций — более низкая механическая прочность, требующая больших сечений, низкая пожаростойкость и устойчивость к поражению микроорганизмами и термитами (если они водятся в вашей местности). Поэтому, дерево перекрытий требуется тщательно обрабатывать антисептиками и антипиренами, например ХМ-11 или ХМББ производства фирмы Антисептик (С-Петербург). Современные варианты деревянных балок перекрытий — это балки из клееного бруса (как с вертикальным расположением ламелей, так и с горизонтальным), двутавровые деревянные клееные балки (как полностью деревянные,так и комбинация OSB и дерева), дерево-металлические балки перекрытий(комбинация дерева и пространственных силовых элементов из металла) и пространственные деревянные балки, элементы которых скреплены металлозубчатыми пластинами.

Балки межэтажных перекрытий могут служить опорными балками для выступающих деревянных балконов.

Как рассчитать необходимое сечение традиционной деревянной балки перекрытий?

Оптимальный пролет для деревянных конструкций — 2,5- 4 метра. Лучшее сечение для дерева: прямоугольное с соотношением высоты к ширине 1,4:1. В стену балки заводят не менее чем на 12 см и гидроизолируют по кругу, кроме торца. Желательно закрепить балку анкером, заделанным в стену.

При выборе расчета сечения учитывают нагрузку собственного веса, которая для балок междуэтажных перекрытий, как правило, составляет 190-220 кг/м2, и нагрузку временную (эксплуатационную), её значение принимают равной 200 кг/м2. Балки перекрытия укладывают по короткому сечению пролёта. Шаг монтажа деревянных балок рекомендуется выбирать равным шагу установки стоек каркаса.

Ниже приведены несколько таблиц, со значениями минимальных сечений деревянных балок для различных нагрузок и длин пролетов:

Таблица сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400кг/м2. — рекомендуется рассчитывать именно на эту нагрузку

Таблица. Сечения деревянных балок перекрытия

Если вы не используете утеплитель или не планируете нагружать перекрытия (например, перекрытие необитаемого чердака), то можно использовать таблицу для меньших значений нагрузок деревянных балок перекрытий:

Таблица. Минимальные сечения деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и нагрузки, при нагрузках от 150 до 350 кг/м2.

Если вы используете вместо балок прямоугольного сечения круглые бревна, можно пользоваться следующей таблицей:

Таблица. Минимальный допустимый диаметр круглых бревен, используемых в качестве балок междуэтажных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м2

Таблица. Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи

Таблица. Максимальные пролеты балок чердачного перекрытия.  Неэксплуатируемый чердак.

Таблица. Максимальные пролеты балок перекрытий. Особые случаи

Стальные (металлические) двутавровые балки перекрытий

Двутавровая металлическая балка перекрытий обладает рядом неоспоримых преимуществ, только при одном недостатке — высокой стоимости. Металлической двутавровой балкой можно перекрыть большие пролеты со значительной нагрузкой, металлическая стальная балка негорюча и устойчива к биологическим воздействиям. Однако, металлическая балка может корродировать при отсутствии защитного покрытия и наличия в помещении агрессивных сред. При пожаре металлические балки «текут» и прогибаются — поэтому их необходимо закрывать теплоизоляционными еегорючими базальтовыми плитами.

Вес одного метра двутавровой балки можно посмотреть в 

таблице веса двутавровых балок

В большинстве случаев в самодеятельном строительстве при расчетах в вышеуказанной программе или других ей подобных, следует считать, что металлическая балка имеет шарнирные опоры (то есть концы не фиксированы жестко — например, так как в каркасной стальной конструкции). Нагрузку на перекрытие со стальными двутавровыми металлическими балками с учетом собственного веса следует расчитвать как 350(без стяжки) -500 (со стяжкой) кг/м 2

Шаг между двутавровыми металлическими балками рекомендуется делать равным 1 метру. В случае экономии возможно увеличение шага между металлическими балками до 1200 мм.

Таблица для выбора номера двутавровой металлической балки при различном шаге и длине прогонов

Железобетонные балки перекрытий

При устройстве железобетонных балок нужно использовать следующие правила (по Владимиру Романову):
1. Высота железобетонной балки должна быть не менее 1/20 длины проема. Делим длину проема на 20 и получаем минимальную высоту балки. Например при проеме в 4 м высота балки должна быть не менее 0,2 м.

2. Ширину балки расчитывают исходя из соотношения 5 к 7 (5 — ширина, 7 — высота).

3. Армировать балку следует минимум 4 прутками арматуры d12-14 (снизу можно толще) — по два сверху и снизу. Таблицы соотношения длины и массы арматуры различного сечения.

4. Бетонировать за один раз, без перерывов, чтобы ранее уложенная порция раствора не успела схватиться до укладки новой порции. С бетономешалкой бетонировать балки сподручнее, чем заказывать миксер. Миксер хорош для быстрой заливки больших объемов.

Таблица. Рекомендуемые размеры прямоугольных поперечных сечений балок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

https://verrsus.wordpress.com

http://verrsus-35rus.livejournal.com/

http://steel-c.livejournal.com/

http://verrsus.tk

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Похожее

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *