Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Содержание

Достоинства деревянных двутавровых балок:

Перед тем как рассказать о преимуществах и области использования двутавровых балок, отметим, что данная конструкция пришла к нам из-за рубежа, где в коттеджном и малоэтажном домостроении уже более 30 лет используют для перекрытий исключительно деревянные двутавровые балки.

Так чем же деревянная двутавровая балка отличается от других видов межэтажных перекрытий и почему строители за рубежом используют именно деревянный двутавр? Компания «Каркас Комплект» выделила ряд преимуществ:

Экономия денежных средств и времени

Благодаря быстрому и легкому монтажу, вы экономите на рабочей силе и снижаете время простоя. Благодаря высокой несущей способности и жесткости балки, вы получаете прочное и надежное перекрытие, с которым вы забудете что такое скрип и зыбкость пола.

Большепролетные перекрытия без использования опор

Двутавровые балки дают возможность перекрыть больший пролет без использования опор. Мы используем ЛВЛ брус, что дает нам возможность делать балки длиной 12 метров включительно.

Возможность прокладки скрытых коммуникаций

Есть возможность прокладывать скрытые коммуникации внутри перекрытия. Такие, как: электрика, воздуховод, водопровод, канализация.

Легкость и быстрота монтажа

Балка проста в монтаже, строителям не требуется обладать специальными навыками, благодаря этому значительно сокращается время строительных работ. Вес перекрытия дома снижается за счет малого веса двутавровой балки. Двутавровая балка длиной 6 метров весит от 20 килограммов.

Расчет, подбор и нарезка балок под ваш проект

Наша компания поможет вам подобрать нужную вам балку и сделает нарезку бесплатно под ваш проект.

Обработка антисептиком у нас на производстве

Так же мы предлагаем обработку антисептиком на производстве по желанию заказчика.

Идеальная геометрия и термостойкость

Наши деревянные двутавровые балки обладают высоким качеством и точной геометрией. Они не меняют свою форму и физических свойств под воздействием перепадов температуры и влажности.

Наши БалкиСК серии Л производятся с применением ЛВЛ бруса, что дает возможность делать балки длиной 12 метров

Подробнее об устройстве балок

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

  • Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
  • Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
  • Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
  • Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.

Инструкция для онлайн калькулятора расчета стропил

Укажите параметры деревянных стропил:

B – ширина стропила, важный параметр определяющий надежность стропильной системы. Искомое сечение стропила (в частности ширины) зависит от: нагрузок (постоянные – вес обрешетки и кровельного пирога, а также временные – снеговые, ветровые), применяемого материала (качества и его вида: доска, брус, клееный брус), длины стропильной ноги, расстояния между стропилами. Определить примерное сечение бруса для стропил можно с помощью данных таблицы (значение ширины – это большее значение из 3 колонки, например, при длине стропилины до 3000 мм и шаге 1200 мм искомое значение ширины 100 мм). При выборе ширины стропила обязательно учитывать рекомендации, наведенные в СП «Деревянные конструкции» и СП «Нагрузки и воздействия».

Длина стропилины, мм Шаг стропил, мм Сечение стропила, мм
До 3000 мм 1200 80х100
До 3000 мм 1800 90х100
До 4000 мм 1000 80х160
До 4000 мм 1400 80х180
До 4000 мм 1800 90х180
До 6000 мм 1000 80х200
До 6000 мм 1400 100х200

Y – высота крыши, расстояние от конька до перекрытия чердака. Влияет на величину угла наклона крыши. Если планируется обустройство нежилого чердака, следует выбирать небольшую высоту (потребуется меньше материала для стропил, гидроизоляции и кровли), но достаточную для проведения ревизии и обслуживания (не менее 1500 мм). При необходимости оборудования жилого помещения под сводом крыши, для определения ее высоты необходимо ориентироваться на рост самого высокого члена семьи плюс 400-500 мм (примерно 1900-2500 мм). В любом случае нужно также учитывать требования СП (актуализированная редакция СНиП *). Следует помнить, что на крыше с небольшим углом наклона (маленькой высотой) могут задерживаться осадки, что негативно влияет на ее герметичность и долговечность. Однако, высокая крыша становится более уязвима к порывам сильного ветра. Оптимальный угол наклона находится в пределах 30-45 градусов.

Читайте также:  Какой швеллер использовать для лестницы?

X – Ширина крыши (без свесов), определяется шириной внешнего периметра Вашего дома.

C – размер свеса, важного конструктивного элемента крыши, защищающего стены и фундамент от осадков, определяется с учетом климатических условий Вашего региона (СП ) и общей архитектурной идеи. Для одно- и двухэтажных домов без организации наружного стока воды не меньше 600 мм. Если устроить систему водоотвода можно уменьшить до 400 мм (СНБ ). Согласно требованиям IRC-2012, пункта R802.7.1.1 (Международного строительного кода для 1-2 квартирных индивидуальных жилых домов) максимальная длина свободного свеса стропил, не требующая обустройства дополнительных опорных подкосов, 610 мм. Оптимальной величиной свеса считается 500 мм.

Z – это расстояние от верхней кромки стропила до выпила. Размер Z связан с шириной стропила простым соотношением – не более 2/3 его ширины (пренебрежение этим правилом значительно уменьшает несущую способность стропилины). Запил необходим для крепления стропила к мауэрлату – опоре, которая воспринимает нагрузки от крыши и перераспределяет на несущие стены.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите приближенный к требованиям ГОСТ чертеж и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать»

Результаты расчета:

Длина до свеса стропила – этот размер нужно использовать для разметки запила стропилины к мауэрлату.

Длина свеса покажет, как далеко необходимо выпустить стропило за пределы периметра дома для получения заданного свеса крыши (С) защищающего от непогоды.

Рассчитав общую длину стропила и свеса не сложно узнать необходимое количество пиломатериалов нужной длины и оценить сколько надо реагентов для обработки древесины от гниения.

Расчет угла и сечения стропил: угол среза – это угол, на который необходимо зарезать концы стропил для соединения между собой. Под таким же углом к грани стропилины следует отмерять начало запила. Для соблюдения одинакового угла запила на всех стропилах желательно использовать шаблон.

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.

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.

Вычисление приблизительной нагрузки на перекрытие

Балки перекрытия, выполняя в конструкции несущую функцию, принимают на себя большую нагрузку, которая включает не только собственный вес, но и веса предметов, которые будут установлены на само перекрытие. Габариты балки перекрытия рассчитываются с помощью специальных калькуляторов, где учитываются все возможные аспекты.

Также рассчитать данные параметры можно и самостоятельно, следуя таким рекомендациям:

  • для чердачных конструкций не предусматривается большая нагрузка, поэтому она может быть рассчитана умножением коэффициента прочности 1,3 на 70, что является потенциальной наибольшей нагрузкой на метр квадратный;
  • при использовании толстых досок или тяжелого межбалочного утеплителя в формуле параметр 70 меняется на 150;
  • при обустройстве мансарды нагрузка увеличивается до 350-ти кг на метр квадратный;
  • если речь идет о межэтажном перекрытии, то нагрузка равна 400 кг на метр квадратный.
Читайте также:  Как сделать шумоизоляцию деревянного перекрытия?

Требования к деревянным брусьям для перекрытий

Помимо бруса, для деревянных балок применяют бревна, обтесанные с трех сторон или сколотые друг с другом доски. Выбирая материал, из которого будет изготавливаться перекрытие, нужно проследить, чтоб на нем отсутствовали сколы, трещины, гниль, следы жизнедеятельности различных паразитов, к примеру, шашеля.

Балки цокольного перекрытия

На качество дерева влияет уровень его просушки, показатель влажности ни в коем случае не должен превышать 14 %, иначе материал будет иметь малую степень прочности, начнет прогибаться под действием нагрузок. Правильно подобранная балка должна иметь толщину не менее 1/24 от ее длины. К примеру, если ее длина 5 м, то ширина должна быть 20 см. Если достичь необходимой толщины сложно, то складывается несколько узких балок в одну.

Для расчета нагрузок, действующих на перекрытие, нужно учесть тяжесть самого перекрытия (брус, утеплитель, настил) и добавить к ним усредненные показатели нагрузок от мебели, людей и так далее. Очень часто нагрузку на цокольное перекрытие, выполненное по деревянным балкам, принимают равным 400 кг/м2. Учесть все возможные нагрузки достаточно сложно, поэтому при проектировании к полученным результатам добавляют 30-40 %, чтоб получить запас прочности.

Каждая деревянная балка характеризуется прогибом, наименьшее значение которого составляет 1/300 от ее длины. Таким образом, необходимо использовать строительные конструкции (подъемы), способные снизить указанный прогиб. Нужно учитывать, что лиственные породы деревьев нежелательно применять, так как они плохо работают на изгиб.

Последовательность монтажа

Так как пирог перекрытия может создаваться на основе разных по конфигурации балок и иметь разную структуру, порядок действий в том или ином случае может несколько отличаться. Предложим для наглядности два варианта.

Вариант 1 – перекрытие из доски

Смотрим, как структурируется деревянное перекрытие, собираемое из установленной на ребро доски:

Примечание: В структуре пола, подвергающегося регулярным нагрузкам, OSB работает не очень хорошо, так как этот материал по своей структуре неоднородный, а полимерная основа не отличается высокими прочностными показателями. Если же это перекрытие под неотапливаемым чердаком, то OSB-плита, наоборот — отличный вариант.

Структура чердачного перекрытия

Вариант 2 – перекрытие из двутавровых балок

Многие производители предлагают вниманию застройщиков системы балочных перекрытий, в комплекте которых идёт полный набор необходимого крепежа. Одним из них является польская компания STEICO, специализирующаяся на изготовлении древесноволокнистых плит, и работающая по немецким и американским технологиям.

В частности, на нашем рынке можно увидеть их двутавровые балки, изготавливаемые по европейскому стандарту CSA O437 (российского ГОСТа на эти изделия нет), с монтажом которых мы и предлагаем ознакомиться:

Последовательность монтажа

Остов перекрытия готов – далее всё делается по тому же принципу, который был описан ранее. Единственно, поддерживающая обрешётка для утеплителя здесь монтируется не на нижнюю поверхность балок, а с опорой на полку.

Последовательность монтажа

Пирог перекрытия из двутавровых балок

Последовательность монтажа

Сверху контробрешётка тоже не требуется, так как вентиляционный зазор обеспечивается толщиной поперечной полочки двутавра.

Последовательность монтажа

Несколько полезных советов по монтажу деревянных двутавров

Последовательность монтажа

При монтаже деревянного перекрытия доводится сталкиваться с самыми разными ситуациями, и несколько полезных советов на эту тему вам точно пригодятся.

Последовательность монтажа
  • Балки укладывают поперёк короткой стороны пролёта, а их положение выравнивают антисептированными обрезками дощечек разной толщины. Неустойчивые и мягкие материалы, а так же металл или камень для этой цели применять нельзя;
  • Для небольшого дома с пролётами менее 6 м, наиболее оптимальная высота балки – 300 мм;
  • При структурировании перекрытия обычно применяется два вида двутавров – тонкие (монтируют по внешнему периметру) и с широкими полками (основные);
  • Шаг подбирается не только в зависимости от ширины утеплителя, во внимание принимают и размеры материала чернового пола. Расчёт должен быть таким, чтобы край фанеры или ГВЛ, не провисал, а опирался на балку. Например, при длине листа 2440 мм расстояние между балками может быть максимум 610 мм;
  • Обеспечить одинаковый шаг балкам поможет изготовленный из доски шаблон;
Последовательность монтажа
Последовательность монтажа

Напоследок отметим, что всё перекрытие должно собираться из балок одного типа. То есть, нельзя сочетать доску из массива с двутаврами, изготовленными из OSB, так как у них разные коэффициенты линейного расширения.

Последовательность монтажа
Последовательность монтажа

Настил наката рекомендации

Для того чтобы сделать потолок первого этажа, необходимо сделать накат. Этот этап работы может быть осуществлен с использованием самых разнообразных материалов.

Схема настила наката.

В самом распространенном варианте вдоль боковой стороны балки прибиваются черепные бруски. Такие бруски должны иметь сечение 40*40 или 50*50 мм. Они не должны выступать ниже основной балки. Именно на них впоследствии будут крепиться ровные доски, толщина которых должна быть в пределах 10-25 мм. Для того чтобы подбить потолок, можно применять листы фанеры. Используя листовой материал, можно получить идеально ровный потолок. Минимальная толщина фанеры в таком случае должна быть не менее 8 мм

Читайте также:  Виды опалубки для армопояса, особенности установки и демонтажа

Очень важно контролировать, чтобы края листов ложились именно на середину балки

Вместо использования черепных брусков можно сделать специальные пазы в балках. Для того чтобы использовать такой метод, сечение балки должно продумываться заранее.

Как вариант настила нижняя часть элементов перекрытия может оставаться открытой, для этого черепные элементы прибиваются не вровень, а немного выше. Таким образом настил осуществляется между балками.

После того как накат будет сделан, можно приступать к укладке пола второго этажа. Если вместо второго этажа располагается чердак, то достаточно выполнение чернового пола. Если же на втором этаже располагается комната, то пол необходимо делать из качественного материала. Деревянные доски будут укладываться непосредственно на лаги.

Настил наката перекрытия по деревянным балкам

Накат перекрытия образует потолок нижнего этажа. Настил наката можно выполнить своими руками разными способами. Опишем несколько способов устройства деревянного наката.

Обычно к балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Черепные бруски прибивают вдоль боковых сторон балки так, чтобы низ обоих брусков был на уровне низа балки. На черепные бруски поперек балок укладывают деревянный накат – ровные доски толщиной 10-25 мм.

Доски должны плотно прилегать друг к другу, лучше, чтобы они соединялись в четверть. В качестве наката можно использовать готовые деревянные щиты, листы фанеры. Для устройства ровного потолка нижнего этажа снизу к балкам прибивают подшивку, например, гиспокартонные листы или листы фанеры толщиной от 8 мм и длиной по размеру пролета между балками.

Другой способ устройства наката увеличивает высоту потолка нижнего этажа. К деревянной балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм. На черепные бруски укладывают деревянный накат в направлении поперек балок. Затем вдоль балок между черепными брусками к накату прибивают подшивку – доски толщиной 40 мм, как и черепные бруски. Лучше, чтобы доски были соединены в четверть или в шпунт.

Есть способ устроить накат перекрытия по деревянным балкам из толстого горбыля или бруса толщиной от 60 мм. К балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Поперек балок на черепные бруски укладывают горбыль скругленной стороной вверх или брус.

Черепные бруски и брус (или горбыль) соединяют в четверть, вырезая паз в брусе. Толщину бруса (или горбыля) выбирают таким образом, чтобы низ балки и бруса были на одном уровне и чтобы было крепким соединение бруса с черепным бруском (вырезать паз в брусе можно на 2/3 высоты бруса). Этот брус будет служить одновременно накатом и подшивкой. Обычно такой способ устройства перекрытия называют перекрытием без наката с подшивкой.

Также можно вместо черепных брусков вырезать крепежный паз в балке, но тогда нужно заранее принимать это в расчет при выборе размеров балок.

Иногда для эстетики нижнюю часть балок оставляют открытой, тогда накат укладывают несколько выше, крепя для этого черепные бруски в середине балок, а не на уровне низа балок.

Превращаем деревянный брус в стропила

Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, так что шаблон позволит вам сэкономить силы и время.

Для разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблон

Соединяем две доски по одному краю гвоздем. В результате вы должны получить конструкцию, напоминающую ножницы.

Изготовление шаблонаСхема шаблона

Ставим свободные края «ножниц» на опоры в точках будущего размещения стропил. Это позволит определить уклон кровельного ската.

Берем дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно зафиксируйте его поперечной перекладиной. Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, перекладину крепите саморезами.

Будьте предельно внимательны при создании шаблона. Даже из-за малейших отклонений вся конструкция может испортиться.

Далее делаем новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5 см. Для укрепления применяйте 2,5-сантиметровую доску. Размеры зарезов подбирайте с учетом сечения используемых стропил.

С помощью готовых шаблонов делаем зарезы и начинаем собирать ферму.

Разметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилПолноразмерный шаблон стропил

Видео — Стропильная система двускатной крыши