Деревянные балки на перекрытия для большого пролета

Работа с балками – довольно сложный и очень важный шаг для сооружения надежного прочного здания.

Как рассчитать вес кровельного пирога?

Схема кровельного пирога

Прежде всего, нужно подсчитать, сколько будет весить сама кровля дома.

Это необходимый расчет – стропила должны выдерживать эту постоянную нагрузку в течение длительного времени.

Произвести расчет несложно, нужно подсчитать массу одного метра квадратного каждого из слоев «пирога» кровли. Затем вес каждого слоя суммируется, а полученный результат умножается на поправочный коэффициент 1,1.

Пример расчета. Возьмем для примера кровлю, покрытую ондулином. Крыша состоит из следующих слоев:

  • Обрешетка крыши, собранная из дощечек толщиной 2,5 см. Вес метра квадратного этого слоя составляет 15 кг.
  • Утеплитель (вата минеральная) толщиной10 см, вес квадратного метра утеплителя10 кг.
  • Гидроизоляция – полимерно-битумный материал. Вес гидроизоляционного слоя –5 кг.
  • Ондулин. Вес квадратного метра этого кровельного материала составляет3 кг.
Как рассчитать вес кровельного пирога?

Складываем полученные значения – 15+10+5+3 =33 кг.

Умножаем на поправочный коэффициент 33×1.1=34,1 кг. Это значение является весом пирога кровли.

В большинстве случаев, при строительстве жилых домов, нагрузка не достигает значения50 кгна метр квадратный.

Совет! Опытные строители рекомендуют опираться именно на эту цифру, хотя она является явно завышенной для большинства кровельных покрытий. Но зато, если через несколько десятилетий хозяева дома захотят поменять кровлю, то им не придется менять все стропила – расчет был произведен с солидным запасом.

Таким образом, нагрузка от веса кровельного «пирога» составляет 50×1,1 = 55 кг/кв. метр

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.

Сечение и шаг балок деревянного перекрытия

В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м. Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка . Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.

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.
Читайте также:  Пробивка отверстий в пустотных плитах перекрытия

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение  прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

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

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

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.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм.

Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Как правильно выбрать балки для перекрытия?

Качественными и пригодными для использования в строительстве считаются балки, которые сушились на воздухе не менее трех лет. Выбирать этот материал нужно очень тщательно, ведь его качество окажет влияние на надежность и прочность всего здания. Больше всего профессиональным строителям нравится использовать для создания перекрытий круглый лес. Это очень прочный и надежный в эксплуатации материал, который не прогибается и не деформируется даже во время сильных нагрузок и сложных погодных условий.

Читайте также:  Балки перекрытия - виды, особенности, устройство

Иногда установка балок перекрытия происходит с использованием бруса. Этот материал тоже неплохо справляется с функцией перекрытия, но его нельзя назвать надежным на все сто процентов. Это связано с тем, что брус изготавливают из сердцевинок деревьев, которые являются самой молодой, а, следовательно, и самой мягкой их частью. По твердости такой материал уступает другим вариантам, поэтому хорошо подумайте, прежде чем закупать его для перекрытия в своем доме.

Установка балок перекрытия всегда должна выполнять такие основные требования:

  • Хорошая теплоизоляция в тех случаях, если это перекрытие создается для отделения жилого помещения от подсобного. Если момент теплоизоляции не будет хорошо продуман и выполнен, в жилой комнате будет постоянно холодно, поскольку неотапливаемое помещение будет через перекрытие вытягивать из нее тепло.
  • Высокий уровень прочности. Перекрытие постоянно будет выдерживать большую нагрузку – мебель, жильцы и гости дома, осадки и т.д. Чтобы это все не разрушило здание в скором времени, установка балок перекрытия должна происходить в точном соответствии с технологией и обеспечивать конструкции хорошую прочность.
  • Звукоизоляция. Этот момент важен не столько для целостности и безопасности дома, как для комфортного проживания его жильцов и гостей. Особенно важным моментом является уровень звукоизоляции для междуэтажных перекрытий. Чтобы еще больше повысить этот уровень, стоит хорошо заделать места стыков материалов.
  • Вентиляция. Она особенно важна для перекрытия, расположенного над подвалом или цокольным этажом дома.

Древесина является не только надежным и качественным, но и экологически чистым материалом. Она точно не навредит здоровью человека, да и устанавливать ее намного проще, чем другие материалы. Поэтому установка балок перекрытия в деревянном доме и других типах зданий чаще всего производится именно с помощью деревянных балок. Если установка балок перекрытия будет сделана по всем правилам, то служить оно будет долго и эффективно.

Как поднимать стропилы наверх

В комментах подсказали отличный способ:

Полиспаст. Дешевле и быстрее. Ставим стойку 100*100мм. 6М вертикально. Крепим временно к наружной стене. Фермы складываем под этой стеной снаружи.

По одной поднимаем полиспастом. Потом оборачиваем вокруг этой стойки-крана и стравливая полиспаст опускаем на стены. И так все фермы. Потом их просто растаскиваем, двигаем по стенам по всему дому.

Главное стропила нужной стороной (зеркально) цеплять.

Полиспаст ещё называется блок ролик двойной. Продаётся в магазинах альпинисткого снаряжения. Таких надо два. И три карабина. Верёвки 30 метров. Весь комплект около 3 000 рублей выходит. Постоянно им пользуемся для поднятия стен, ферм и балок. До 400 кг можно поднять.

Пошаговая инструкция по выполнению работ

Последовательность этапов возведения крыши выглядит следующим образом:

  1. выполнение замеров коробки здания (размеры могут немного не соответствовать проектным);
  2. подготовка материалов и инструментов, обработка древесины антисептиком;
  3. крепление мауэрлата к стене;
  4. установка конькового ригеля, если он нужен (для наслонных стропил);
  5. монтаж каркаса;
  6. усиление кровли с помощью стоек, подкосов и затяжек;
  7. гидроизоляция;
  8. обрешетка;
  9. обеспечение вентиляции;
  10. установка капельников;
  11. монтаж покрытия.

Закрепление мауэрлата

Пошаговая инструкция по выполнению работ

Чтобы крыша была надежно закреплена, нужно позаботиться о ее надежном соединении со стеной здания. Если возводится деревянный дом, то мауэрлат не потребуется – в качестве этого элемента выступает верхний венец из бруса или бревна. В этом случае крепление к стене выполняют при помощи специальных “плавающих” крепежей. Они продаются уже готовыми, чаще всего их называют салазками. Такой вариант устройства крыши позволяет всей конструкции слегка смещаться при усадке стен без разрушений и деформаций.

“Скользящее” крепление в деревянном доме

Похожая ситуация возникает и с каркасным домом. В этом случае мауэрлатом будет верхняя обвязка стен. Она крепится к стойкам каркаса с запилом при помощи уголков, скоб или гвоздей.

Пошаговая инструкция по выполнению работ

Способы крепления стропил к обвязке в каркасном доме

Конструкция крыши из кирпича, бетонных блоков или бетона подразумевает крепление через мауэрлат. В этом случае есть несколько способов.

Поставить мауэрлат на стену можно четырьмя способами:

  • на скобы;
  • на шпильки;
  • на анкерные болты.

Мауэрлат можно закрепить на скобы. В этом случае в кладку с внутренней стороны закладывают деревянные бруски. Они должны располагаться на расстоянии 4 рядов от обреза. Одна сторона скобы крепится к мауэрлату, а вторая к тому самому бруску в кладке. Способ тоже можно отнести к простым. Он не рекомендован для больших зданий с высокими нагрузками.

Пошаговая инструкция по выполнению работ

Крепление мауэрлата на скобы. В кладке стены предусматриваются антисептированные деревянные бруски с шагом 1-1,5 м

Крепление при монтаже крыши своими руками может осуществляться через шпильки или анкерные болты диаметром 10—12 мм. Крепеж закладывают в кладку. На обрез временно укладывают мауэрлат, по нему нужно легонько стукнуть молотком. После этого на брусе остаются углубления в местах крепежа. По ним нужно сделать отверстия под шпильки. После этого брус надевают на крепеж и закручивают гайки. Метод идеально подходит для стен из легких бетонов при наличии монолитного армопояса.

Вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия

Сделать вальмовую 4х скатную крышу сложнее обычной классической двускатной, однако и смотрится такая крыша гораздо интересней не только на доме, но и на любой постройке, беседке.

К тому же защита от осадков и ветров у такой конструкции крыши выше обычного.

Читайте также:  Утепление плитного фундамента: руководство

Так что если у Вас есть хоть небольшой опыт сооружения стропильных систем, то вы легко разберетесь как делается вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия, а мы в этом поможем нашими советами.

Для вальмовой крыши существует 2 основных варианта сооружения стропильной системы. Это с опиранием стропил на мауэрлат и на балку. Очень много споров идет по каждому из методов. Сразу скажем, что рекомендуемый нашим порталом «Строительство и ремонт» способ с опиранием на балку проще и легче. Почему именно он более популярен, и имеет больше преимуществ, разберем ниже.

Особенности крепления стропил на балки

Стропильные системы бывают 2х базовых видов: наслонная и висячая. Подробнее о каждой из них обзор Виды стропильных систем для двускатной крыши. Для вальмовых крыш стропильные системы аналогичны, хоть и имеют дополнительные элементы.

Крепление стропил к балкам чаще всего применяется для возведения легких крыш мансардного типа.

Сделать каркас кровли с опиранием на балки – это самый легкий способ возведения крыши. Чаще всего он применяется в деревянных домах из бруса/бревна или при наличии вверху стены монолитной балки из бетона, поскольку такие стены будут равномерно распределять нагрузку от крыши за счет материала.

В домах кирпичных и т.п. вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия будет давать неравномерную точечную нагрузку на стены, и очень быстро стены начнут разрушаться, трескаться и крошиться.

Но выйти из этой ситуации легко: необходимо произвести укладку мауэрлата, а сверху на него крепить балки перекрытия. Стены разрушаться не будут, поскольку мауэрлат распределит давление крыши.

Кроме того нерационально врезать стропила в мауэрлат, поскольку это снизит его прочность.

Вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия

Способы крепления стропил к балкам

Крепить стропила к балкам можно разными способами. Главное требование, чтобы крепление было прочным, и элементы не соскальзывали.

Способ 1. Пазы с шипами. При этом способе в каждом элементе вырубается соответствующие пазы и шип посередине, который не дает стропилам сдвигаться в стороны.

Способ 2. Металлическое крепление. Это может быть болт и гайка. С нижней стороны балки делается треугольный вырез под местом крепления стропил. Просверливается стропила с балкой так, чтобы отверстие вышло в сделанный вырез. И через него продевается болт с фиксацией гайкой.

Следует отметить, что чаще всего используют первый способ, поскольку металлическое крепление снижает устойчивость стропильной системы. Поэтому предпочтение отдается соединениям с шипом/зубом/упором.

Вальмовая крыша с опиранием стропил на балки перекрытия будет устойчивее, если использовать крепления  не с 1 зубом, а с двумя.

Особенно необходимы такие крепления, если крыша имеет пологий угол скатов, подвержена повышенным климатическим нагрузкам.

Такой вид крепежа улучшает сцепление элементов, повышает площадь соприкосновения, а также прочность всего узла. Для крутых кровель достаточно крепления с 1 шипом.

Совет: все пазы и гнезда чтобы балку не ослаблять должны вырезаться на 1/3-1/4 глубины балки. А чтобы не было скола врезка делается на 25 и более сантиметров от края.

Но не стоит думать, что пазы сами по себе удержат стропила, всё равно потребуется дополнительные металлические крепежи. Это могут быть гвозди, хомуты, накладки.

Другие виды крыш можете изучить в нашем обзоре Какие бывают крыши по конструктивному решению.

Устройство крыши

Чтобы процесс расчетов, которые предстоит сделать, был максимально простым, следует первостепенно ознакомиться с устройством крыши вальмового типа. Это позволит понять, какие именно элементы нуждаются в расчетах.

Конструкция состоит из:

Конек. Он редставлен брусом, который располагается на самой верхней точки конструкции в горизонтальной плоскости.

Устройство крыши

Служит опорой для большей части стропила. Элементы стропильной конструкции, которые располагаются во всю длину и высоту скатов и стропила. Создают вальмы, прикрепляясь с одной стороны к коньку, а со второй к угловым стропила.

Как и конек, этот элемент относят к основной несущей части крыши. Расположение брусьев наклонное, которое заканчивается на краю дома или на небольшом расстоянии от него. Начальная точка прикрепления – это коньковый брус.

Чертеж стропильной системы

Некоторые особенности стропильных систем

Подбирая тип изготовления крыши, необходимо сразу на первоначальном этапе определиться с вариантами стропильных систем. В настоящее время различают следующие основные виды стропил:

Висячие стропила (фермы) используются для сооружения легких крыш, которые имеют небольшую площадь. Опорными элементами для таких ферм будут служить капитальные стены здания и другие его несущие части. Наслонные стропила имеют более сложную конструкцию и применяются для больших площадей, поэтому они снабжаются дополнительными опорными элементами.

Виды висячих стропильных систем.

При обустройстве кровельной части здания система стропил может располагаться на мауэрлате. Мауэрлат – это деревянные балки, которые монтируются по длине несущих стен здания. Чаще всего подобный способ крепления осуществляется при строительстве каменных домов (кирпич, пеноблоки и т.д.). В другом варианте исполнения основная опора крыши приходится на монолитные бетонные балки, которые будут в поперечном направлении перекрывать корпус дома.

Использование балок перекрытия – это более простой способ строительства крыш. В ходе его выполнения необходимо правильно подобрать толщину применяемых балок. Кроме того, нужно знать нагрузки, которые будут приходиться на стропильные ноги. Это поможет максимально равномерно распределить нагрузки, действующие на верхнюю часть здания. Такой распределяющий способ сделает безопасной эксплуатацию здания.

Во время проектирования кровли обязательно надо учитывать то, что балка должна выходить за стену на 400-450 мм. Такое же расстояние должно быть и с противоположной стороны. Крепление балок делается на специальных пазах, которые должны быть предварительно подготовлены.