Балки перекрытия из дерева: виды, подбор сечения и пример расчета

Перекрытие – очень важный конструктивный элемент любого здания, будь то частный дом или здание большого предприятия. Больше всего вопросов вызывает технология перекрытия. О том, как выполняется монтаж балок перекрытия, какие нюансы стоит при этом учитывать, мы и поговорим в данном материале.

Производство и основные преимущества

Железобетонные балки и прогоны ПРГ имеют ряд преимуществ:

  • прочность;
  • огнестойкость;
  • устойчивость к перепадам температур и атмосферным факторам;
  • можно применять в любых сооружениях, в том числе неотапливаемых;
  • долговечность;
  • экономичность (на прогоны железобетонные цена отличается своей доступностью почти всегда).

Для производства прогонов используются марки бетона М250 и М300. Изготавливаются изделия с помощью специальных форм, в которые укладывается готовый каркас балки из предварительно натянутой арматуры и сварной сетки, после чего заливается бетон. После полного застывания бетона конструкцию отправляют в специальные камеры для пропаривания. На этом процесс производства завершен.

Устройство перекрытия по железобетонным балкам – что это значит?

В современном строительстве для того, чтобы конструкция или сооружение выдерживали большие значения нагрузок на растяжение, а также изгибающих моментов, используются железобетонные балки. Эти изделия применяются при устройстве фундамента и перекрытий. По способу производства ЖБ балки разделяются на две группы: сборные и монолитные. Сборные изготавливаются на заводах, в то время как монолитные – прямо на стройплощадке.

Пособие «Пособие по практическому … Усиление перекрытий в Москве и … Рекомендации «Рекомендации по … Усиление деревянных балок перекрытия …

Целесообразно делать ЖБ балки перекрытия своими руками по причине доступности необходимых строительных материалов и простоты технологии. Изготавливая балки самостоятельно, можно получить изделие нужных размеров, ибо не всегда есть возможность заказать ригель с требуемыми параметрами. Стоимость самодельных балок на порядок ниже заводских.

Область распространения и простейшие конструкции железобетонных балок

Железобетонные балки применяются в составе железобетонных каркасов зданий промышленного и гражданского назначения как элементы кирпичных зданий, при строительстве мостов, эстакад и т.д., могут называться: прогонами, ригелями, перемычками. Как балки работают плиты, ростверки и другие конструкции.

Железобетонные балки изготавливаются сборными и монолитными. Конструкция железобетонных балок зависит от их назначения и действующих на них нагрузок. В сборных железобетонных балках предусматриваются монтажные петли или отверстия для монтажа. Для крепления балок и конструкций, которые на них опираются, в балках могут устанавливаться закладные детали. Крепление балок к опорам осуществляется через закладные детали на сварке, реже — на болтах. Вместе с тем многие (обычно небольшие по размерам) балки укладываются на цементно-песчаный раствор без устройства дополнительного крепления.

Заводами железобетонных конструкций выпускаются разнообразные типовые железобетонные балки, которые дают возможность компоновать простые сборные железобетонные перекрытия (рис. ).

Плиты перекрытия могут опираться сверху на ригели (рис. , б), или с целью уменьшения строительной высоты перекрытия опи- рание плит производят на полки ригеля, расположенные ниже верха ригеля (рис. , в); Формы сечения балок принимаются: прямоугольная, тавровая и др., определяемые конструктивными требованиями ().

Принимаются различные конструкции опирания балок на колонны; балки могут опираться сверху на консоль колонны, а могут опускаться ниже, опираясь на подрезку, скрывающую консоль колонны (рис. ). При опирании на кирпичные стены под балки следует укладывать железобетонную подушку, и только при опирании небольших балок их можно укладывать непосредственно на кирпичную кладку.

Читайте также:  Опалубка перекрытий на телескопических стойках

Балки армируются сварными или вязаными каркасами, а для армирования полок тавровых балок, опорных участков применяют арматурные сетки, которые могут загибаться по форме сечения балки. При пролетах более 4,5 м балки могут выполняться предварительно напрягаемыми (для меньших пролетов применение предварительного напряжения экономически нецелесообразно). Предварительное напряжение арматуры позволяет уменьшить прогибы, повысить тре- щиностойкость и уменьшить металлоемкость балки.

Монолитные железобетонные балки могут являться частью монолитных железобетонных перекрытий или выполняться в виде са-

Рис. Участок плана и разрезы сборных железобетонных перекрытий: а) участок плана железобетонного перекрытия; б) разрез перекрытия с плитами, опирающимися на верх ригелей; в) разрез перекрытия с плитами, опирающимися на нижние полки ригелей

Рис. Сечения железобетонных балок: а) прямоугольное; б) тавровое; в) тавровое с полкой внизу; г) двутавровое

Рис. Вид железобетонных балок в зависимости от опирания на нижележащие конструкции: а); б) на кирпичные стены или консоли колонн сверху; в) на верхний торец (обрез) колонны или верх стены;

г) на консоль колонны — подрезкой, скрывающей консоль мостоятельной конструкции. При армировании монолитных балок часто выполняют вязаные каркасы. Монолитные железобетонные балки применяют при нестандартных пролетах или сечениях, в индивидуальном строительстве, при строительстве в сейсмических районах, на закарстованных территориях и т.п., когда требуется объединить отдельные части здания и тем самым придать им дополнительную жесткость.

Алюминиевые и стальные перекрытия, их плюсы и минусы.

В строительстве также часто используется алюминий, точнее его сплавы, он довольно устойчив к воздействию окружающей среды, но не умеет такой устойчивости при весовой нагрузке. В сравнении со стальными, они легче и тоньше, но чаще всего их приходится утолщать для дополнительной прочности. В возведении конструкций можно использовать оба материала, в зависимости от объемов строительства, так как промышленное производство представляет собой более объемные работы с сильными укреплениями, а вот небольшие постройки можно монтировать из алюминия, он экономичен и прост в использовании. 

Есть одна важная особенность — металл при воздействии высоких температур плавится, буквально тает, создавая однородную массу, которая не подлежит восстановлению, при этом алюминий, когда нагревается, не превращается в растаявшую лужу, а наоборот, при уменьшении температур восстанавливается до обычного вида. Конечно, не на каждом производстве окружающая среда имеет температуру в 80 градусов, поэтому ухудшения при обычном нагреве не будет. Со стороны химических обозначений, более благородные соединения у железа, а алюминий не получил признания у химиков. 

Есть такое понятие, как модуль упругости, оно отвечает за устойчивость материала к регенерации после сильного давления, то есть если действие балки направлено на изгиб, то она не должна прогибаться, поэтому чем больше давление, тем выше должен быть показатель модуля упругости. Алюминиевые сплавы имеют модуль упругости МПа, что в три раза меньше такого же показателя у железа. Именно на основании этого строится план расположения балок, рассчитывается их несущая способность. 

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

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

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

Разновидности перекрытий: какие бывают?
  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.
Читайте также:  Межэтажное перекрытие из бетона своими руками

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.

Как рассчитать допустимую нагрузку

Грамотный и точный расчет нагрузки на деревянные балки перекрытия гарантирует надежность строения и позволяет подобрать материал, максимально точно отвечающий заданным параметрам.

Чтобы вычислить допустимую нагрузку на балку, понадобятся следующие параметры:

  • материал (сорт древесины);
  • длину деревянной балки (либо расстояние между стенами);
  • шаг – расстояние между самими балками;
  • нагрузку на конструкцию.

Последняя складывается из двух величин – постоянной нагрузки (вес самих балок + утепляющие материалы) и временной (вес мебели, людей и всего, что будет находится в помещении).

Допустимая нагрузка на деревянную балку перекрытия – важнейший показатель при возведении малоэтажных строений. Если вы сомневаетесь в своих способностях выполнить точный расчет, рекомендуем делегировать эту задачу профессионалам.

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. Схема деревянного перекрытия с разделенными балками

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Важно ! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно ! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров

. В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным

. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет ! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Разновидности железобетонных балок

Сегодня строительство из железобетонных изделий набирает все большую популярность. Многие уже отказываются от применения не только дерева, но и громоздких металлических конструкций. То есть, с уверенностью можно сказать, что железобетонные балки (ЖББ) на данный момент являются идеальным материалом для возведений зданий. Их используют как для обустройства фундамента, так и сооружения чердачных, цокольных и межэтажных перекрытий. Причем, вы можете приобрести ЖББ в торговой сети, а можете изготовить и своими руками.

Сборно-монолитное перекрытие

В основе конструкции балочный каркас – заводские балки из бетона или оцинкованной стали, на которых собран арматурный каркас треугольной формы. Заполнение между балками из облегченных кладочных или теплоизоляционных материалов – газоблоки, пеноблоки, теплая керамика, керамзитобетонные блоки, вкладыши из плотного пенопласта. Армируется перекрытие готовой сеткой (ячейка 10×10 или 15×15 см) или связанной из арматурного прута (восьмерка, десятка), укладываемой поверх заполнения на специальные подставки. Сборно-монолитное перекрытие зачастую комбинируют с системой теплого пола, фиксируя магистраль на арматурном каркасе. Слой бетона над заполнением от 5 см, при одновременной заливке теплого пола, толщина слоя увеличивается до 8-10 см. Наши умельцы могут дать практические советы по устройству сборно-монолитного перекрытия, на базе собственного опыта.

Сделал такие перекрытия. Выводы:

  1. Ни в коем случае не использовать пустотные блоки! Большой проблемой потом будет к этому потолку снизу что-то прикрепить, дюбели проваливаются в пустоту, все выкрашивается и вываливается. Да и вообще, пустоты в загородном доме – вещь очень сомнительная, малейшая щелочка и там обязательно какая-нибудь биология поселится. Так что только сплошные газобетонные блоки.
  2. Треугольные балки – брать лучше заводские. На них приходится вся нагрузка, я бы поостерегся заливать их на объекте, даже заводским бетоном из миксера. Такую прочность, как на заводе ЖБИ, на объекте не получить никогда.
Сборно-монолитное перекрытие

У меня получилось быстро и относительно недорого. Кстати стальные подпорки брал в аренду – тоже приемлемо. Намного спокойнее, чем игры с краном и ЖБ-плитами, которые потом все равно, сверху заливать бетоном.

Справляться с поставленной задачей и выдерживать предполагаемые нагрузки в течение срока эксплуатации, отделять помещения и быть основой для пола и потолка, способно перекрытие каждого вида. На выбор же конкретной технологии влияет как конструктив дома, так и финансовые возможности и предпочтения владельцев, а также наличие или отсутствие подъезда к пятну застройки. В любом случае, выбор более чем солидный, а ведь возможны еще и вариации на тему, интереснейшие из которых собраны в профильном разделе форума.

Для выравнивания основания или с целью повышения его теплоизолирующих свойств применяются различные материалы и системы, в том числе и сухая стяжка. Современная система, используемая и в качестве чернового пола, и в качестве оригинального финишного покрытия повышенной декоративности – наливной пол. В видео – технология устройства напольной стяжки или как получить ровный пол без арматурной сетки.