Двутавровые балки перекрытия – все про «Н»-образный прокат

Крепление стропил к балкам перекрытия осуществляется при возведении мансардных крыш с незначительным весом. Узлы крепления получаются максимально надежными, если правильно выбрать вариант монтажа и следовать технологии.

Подробный обзор

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Первое знакомство с двутавром

Что собой представляет двутавр? Это профиль, сечение которого по форме напоминает букву «Н». Такое решение самым благоприятным образом отразилось на характеристиках изделия. Например, если сравнивать двутавр со стандартными конструкциями квадратного сечения, то его жесткость и прочность выше в 30 и 7 раз соответственно. Наиболее распространенными считаются металлические изделия, однако такие конструкции также изготавливают и из дерева.

Профиль с сечением по форме буквы «Н»

Первое знакомство с двутавром

Этот профиль очень часто используется при монтаже перекрытия и возведении мостовых сооружений. Кроме того, встретить двутавровые балки можно в автомобильной промышленности, вагоностроении, еще они незаменимы, если речь идет об армировании шахтных стволов. Основными характеристиками этого вида металлопроката считают высоту самого двутавра, ширину, среднюю толщину, а также радиус закругления полок. Еще учитывается и радиус внутреннего закругления. Все эти показатели и определяют дальнейшее применение элемента. Например, для поверхностных путей используют балки серии М с уклоном внутренних граней полок равным 12°. Если речь идет о прокате серии С, применяемом для армирования шахтных стволов, то этот параметр увеличивается и составляет 16°.

Читайте также:  Звукоизоляция межэтажного перекрытия по деревянным балкам

Принцип работы

Согласно ГОСТ 26519-85 «Конструкции железобетонные заглублённых помещений с перекрытием балочного типа. Технические условия» формула расчёта полезной нагрузки железобетонных балок перекрытия складывается из следующих характеристик:

  • Нормативно-эксплуатационная нагрузка на балки перекрытия с определённым коэффициентным запасом. Для жилых зданий данный показатель нагрузки составляет 151 кг на м2, а коэффициентный запас равен 1,3. Получаемая нагрузка – 151*1,3=196,3 кг/м2;
  • Нагрузка от общей массы блоков, которыми закладываются промежутки между балками. Блоки из лёгких материалов, к примеру из пенобетона или газобетона, показатель плотности которых D-500, а толщина 20 см будут нести нагрузку – 500*0,2=100 кг/м2;
  • Испытываемая нагрузка от массы армированного каркаса и последующей стяжки. Вес стяжки с толщиной слоя 5 см и показателем плотности 2000 кг на м3 будет образовывать следующую нагрузку – 2000*0,05=100 кг/м2 (масса армировки добавлена в плотность бетонной смеси).

Показатель полезной нагрузки железобетонной балки перекрытия составляется из суммы всех трёх перечисленных показателей – 196,3+100+100=396,3 кг/м2.

Конструкция перекрытия

Основа деревянного перекрытия – это балки, которые удерживаются на несущих стенах и служат своеобразным «фундаментом» для остальных элементов конструкции. Так как балки при эксплуатации перекрытия будут нести на себе всю нагрузку, особенно внимание следует уделить их грамотному расчету.

Для балок обычно используют массивный или клееный брус, бревна, иногда — доски (единичные или скрепленные по толщине гвоздями или скобами). Для перекрытий желательно использовать брусья из хвойных пород (сосны, лиственницы), которые отличаются высокой прочностью на изгиб. Брусья из лиственных пород работают на изгиб намного хуже и могут деформироваться под нагрузкой.

На балки перекрытия с обеих сторон закрепляют черновые доски (OSB, фанеру), поверх которых нашивают лицевое покрытие. Иногда пол второго этажа настилают на лаги, которые закрепляют на балках.

Конструкция перекрытия

Стоит помнить, что деревянное перекрытие со стороны первого этажа будет являться потолком, а со стороны второго этажа (мансарды, чердака) – полом. Поэтому верхнюю часть перекрытия обшивают напольными материалами: шпунтованной доской, ламинатом, линолеумом, ковролином и т.п. Нижнюю часть (потолок) – вагонкой, гипсокартоном, пластиковыми панелями и т.п.

Благодаря наличию балок, между черновыми досками образуется пространство. Его используют для придания перекрытию дополнительных свойств. В зависимости от назначения второго этажа, между балками перекрытия закладывают теплоизоляционны е или звукоизоляционны е материалы, защищенные от влаги гидроизоляцией или пароизоляцией.

В том случае, если второй этаж – это нежилой чердак, который не будет отапливаться, в конструкцию перекрытия обязательно закладывают теплоизоляцию. К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт и т.п. Под теплоизоляционны й слой (со стороны первого отапливаемого этажа) укладывают пароизоляционную пленку (пергамин, полиэтиленовые и полипропиленовые пленки).

Если в качестве теплоизоляции был использован ЭППС, не поглощающий водяных паров, пароизоляционную пленку из «пирога» можно исключить. Поверх теплоизоляционны х или звукоизоляционны х материалов, впитывающих и способных портиться от влаги, укладывают слой гидроизоляционно й пленки. В том случае, если при отделке были исключены возможности попадания атмосферной влаги на чердак, утеплитель можно не защищать гидроизоляцией.

Если второй этаж планируется, как отапливаемое и жилое помещение, то «пирог» пола не нуждается в дополнительной теплоизоляции. Однако, чтобы уменьшить воздействие шума, который будет возникать при передвижении людей по перекрытию, между балок укладывают звукоизоляционны й слой (обычно используют привычные теплоизоляционны е материалы).

Конструкция перекрытия

К примеру, базальтовую вату (Rockwool, Parock), стекловату (Isover, Ursa), пенопласт, звукопоглощающие панели ЗИПС, звукоизоляционны е мембраны (Tecsound) и т.п. При использовании материалов, способных впитывать водяные пары (базальтовая вата, стекловата), между первым этажом и звукоизолятором укладывается пароизоляционная пленка, а поверх звукоизолятора – гидроизоляция.

Рекомендации для выбора перекрытия

Чаще всего специалисты советуют останавливать свой выбор на хвойных видах дерева, так как они обладают наилучшим показателем прочности

Для укладки перекрытий между этажами чаще всего используют сухой тип дерева. Стоит отметить, что для получения такого материала, бревна сушатся 1 – 2 года.

Внимание! Самый лучший результат получается при сушке периодом 3 года.

Рекомендации для выбора перекрытия

Чаще всего специалисты советуют останавливать свой выбор на хвойных видах дерева, так как они обладают наилучшим показателем прочности. Кстати, сосновые бревна лучше всего противостоят негативным факторам окружающей среды. Пролет и количество материала рассчитывается с учетом определенных строительных хитрых умений. Далее мы рассмотрим основные способы увеличить способность выдержать нагрузку:

  • Если балки укладывать рядом, то сумма нагрузочной способности, рядом лежащих элементов, объединяются. Так, если одно бревно выдерживает 6 сотен килограмм, то две смогут перенести давление в 1200.
  • Усиление прочности деталей конструкции в четыре раза выполняется укладкой балок одна на другую.
  • Балки рассчитывают по такой технологии: величина сечения обычно составляет больше 4 части длины. Таким образом, если толщина равна 6 метрам, то длина должна составлять 24 см.

Учтите, что оптимально выбранные балки помогут продлить эксплуатационный срок конструкции, а также повысить ее устойчивость.

Балки перекрытия, увеличение несущей способности

В случае необходимости несущую способность балок перекрытия можно повысить. Одним из наиболее распространенных способов решения данной задачи является увеличение поперечного сечения балок посредством крепления на них накладок из толстых досок. При этом концы досок, как и у балок, должны располагаться на опорах.

Читайте также:  Как укладывать плиты перекрытия на кирпичную стену?

Также в данных целях можно использовать стальные швеллеры, обладающих П-образным профилем. Швеллеры крепят сбоку к балке на болтах.

Преимуществом этого способа является то, что балки перекрытия при этом достаточно «оголить» (раскрыть) лишь с одной стороны.

Однако, наверное, наиболее технологически простым, и тем не менее, требующим значительных трудозатрат способом является усиление балок посредством укладки дополнительных балок (меж уже имеющихся), перекрывающих пролет от одной опоры до другой. В большинстве старых домов сечение балок перекрытий достаточное (даже с запасом). Кроме того, уложены они с малым шагом, что говорит о добротности строительства.

В любом случае состояние балок и перекрытий необходимо проверять. Те балки, которые повреждены влагой и вредителями (т.е. ослабленные), требуется укрепить. В результате длительного воздействия влаги вследствие протечек в области свесов могут повреждаться оголовки балок на опорах.

В таком случае поврежденный участок балки лучше вовсе удалить до здоровой древесины. Оставшуюся же часть балки надо усилить и удлинить посредством накладок из довольно толстых досок, способных обеспечить требуемый уровень прочности.

Чистый пол, а также подшивка являются элементами межэтажных перекрытий, однако их относят к разряду отделочных работ. Посему разговор о них будет вестись в следующих статьях.

Статьи о перекрытиях в загородном доме

  • Устройство перекрытия каменного дома
  • Выбор перекрытия для дома
  • назад в раздел «Строительство дома своими руками»

(function(w, n) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { ({ blockId: «R-A-86981-2», renderTo: «yandex_rtb_R-A-86981-2″, async: false }); }); (»); })(this, «yandexContextSyncCallbacks»);

Виды деревянных перекрытий

Существует несколько видов деревянных перекрытий по их основному назначению:

  • Цокольные. Предназначены для настила полов на первом этаже и разделения нежилого подвального помещения от жилых комнат. Поэтому основное требование, которое к ним предъявляется — это обеспечение качественной тепло- и звукоизоляции.
  • Межэтажные. Используются для разделения жилых помещений между этажами в коттеджах и таунхаусах. Поэтому требования к теплоизоляции минимальны, а вот к звукоизоляции, наоборот, повышенные, так как внутри здания способны распространяться звуковые волны не только по воздуху, а и по цельному материалу.
  • Чердачные. Выполняют практически те же функции, что и цокольные. Однако из-за нахождения холодного помещения над тёплым, дополнительно требуется уделять внимание установке пароизоляции, чтобы избежать образования в перекрытиях конденсата.

Укладка перекрытий

Установку перекрытия по деревянным балкам начинают с выкладки каркаса. По торцам стен из досок выкладывают накат. Балки с заданным шагом размещают между длинными стенами помещения. После предварительной установки с помощью строительного шнура проверяют отклонение каждой балки относительно всех остальных. Затем с помощью ватерпаса определяют угол отклонения всей конструкции от горизонтали. При необходимости отдельные элементы настила выравнивают.

Проверяют длины опорных площадок: если балка цельная, выполнена из бруса или кругляка, она должна входить в стену на 150 мм; сборные дощатые балки заглубляются на 100 мм.

Каждую балку закрепляют в специальном кармане, сделанном предварительно в стене. Концы балок, соприкасающиеся со стеной, промазывают водоотталкивающем битумным составом и оборачивают несмачиваемой пленкой. Перед фиксацией торцы балок стесывают под углом 60о. Зазор между элементами перекрытия и вертикальной поверхностью стены утепляют.

Укладка перекрытий

В кирпичном доме треть балок, выбранных через равные промежутки, закрепляют анкерами. Крепление балок к деревянным стенам осуществляется в пазы, выдолбленные в продольном брусе. Концы балок обматывают рубероидом – для устранения скрипа перекрытий. Каждую балку закрепляют с помощью скоб или других жестких стальных элементов.

Межбалочное пространство обычно заполняют керамзитобетоном, саманом, базальтовым утеплителем. Для этого снизу делается накат: у нижних ребер балок набиваются черепные рейки, к которым крепятся дощатые накаты. Выполняют обшивку из двух слоев доски, скрепленной под углом друг к другу. Если перекрытие отделяет жилые помещения, межбалочное пространство заполняют звукоизолирующими составами. После монтажа необходимых наполнителей открытую часть перекрытия зашивают доской. Верхняя облицовка межэтажных перекрытий служит обычно полом для обитателей более высоких этажей.

Чердачное перекрытие конструктивно может быть выполнено как элемент стропильной системы. В этом случае особое внимание уделяют заполнению пустот теплоизоляционными материалами. Цокольное перекрытие является границей и барьером между теплом и холодом. По этой причине большое значение придают его гидроизоляции снизу.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Основные типы и методы усиления деревянных перекрытий приведены в порядке увеличения трудозатрат и длительности на выполнение работ.

Тип усиления без изменения условий работы

Усиление деревянными накладками

Способ применяется в том случае, когда дерево повреждено. Накладки устанавливаются с двух сторон от балки из бруса (по бокам или сверху и снизу), максимально плотно к ней и скрепляются (затягиваются) насквозь болтом. При этом важно обработать поврежденный участок и накладки противогрибковым раствором. В критическом случае, если участок поврежден сильно – его лучше удалить. Чтобы усилить балку нужно крепить накладку по всей ее длине.

Усиление пролетов металлическими накладками (пластинами) или прутковыми протезами

Стальные пластины используются вместо деревянных, описанных выше. Металл также нужно обработать антикоррозионным раствором. Схема устройства показана на рисунке.

Усиление пролетов балок металлическими накладками и прутковыми протезами

Усиление перекрытия углеволокном (углепластиком)

Современная технология усиления (армирование углеродным волокном). Углеволокно (ленты, листы, пластины, нити, ткань) наклеивается в несколько слоев, пока не будут достигнуты требуемые показатели жесткости балки. Удобство работы и легкость материала приводят к тому, что углепластик приобретает популярность как эффективное средство для восстановления балок и строительных конструкций.

Читайте также:  Монолитное перекрытие — как сделать плиту своими руками

Ниже приведена схема армирования (усиления) балок перекрытия углеволокном.

Усиление балок углеволокном Усиление балок углеволокном – схема Усиленные балки углеродным волокном

Усиление на торцах деревянными или металлическими протезами

Технология позволяет усилить балку в местах стыка с несущей стеной. Это именно то место, где, за счет перепадов температур повреждение древесины происходит быстрее.

На схеме ниже показана технология усиление протезами из швеллера, прокатного профиля

Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля Усиление протезами из швеллера, прокатного профиля – 2

Монтаж пруткового протеза

Прутковый протез системы Дайдбекова выполняется из двух спаренных ферм, которые изготавливаются из обрезков арматурной стали сечением (диаметром) 10-25 мм. Длина протеза должна быть на 10% больше двойной длины сгнившего конца балки, но не более 1,2 м.

Устройство пруткового протеза

  1. Установить временные опоры под перекрытие на расстоянии 1-1,5 м от несущей стены, состоящие из стоек и прогона.
  2. Разобрать перекрытие снизу на ширину 75 см и сверху – 1,5 м от стены.
  3. Отрезать поврежденный участок балки (0,5м)
  4. Завести заготовку протеза вертикально в междуэтажное перекрытие и повернуть в горизонтальное положение, сначала надвигая на балку, затем, в обратную сторону задвигая в нишу стены.
  5. Сместить и прибить гвоздями сдвижную планку.

Установка пруткового протеза

Усиление балок шпренгельными затяжками

Усиление перекрытий – установка шпренгелей

Тип усиления с изменением условий работы

Усиление деревянных перекрытий такими способами предусматривает существенную перестройку несущей конструкции балочных пролетов.

Изменение условий работы конструкций

Изменение схемы работы

Если нет возможности усилить деревянные балки перекрытия, можно попытаться их разгрузить, т.е., распределить нагрузку с существующих балок на дополнительно установленные элементы.

Усиление перекрытий путем установки опор под несущие балки

Опоры, подпирающие балки снизу, являются хорошим способом перераспределить нагрузку с балки на опору.

Усиление перекрытий – установка опор

Усиление перекрытий путем установки дополнительных балок

Если существующие лаги находятся в целости и сохранности, увеличить их несущую способность можно посредством увеличения их количества. Установка дополнительных деревянных балок позволит увеличить нагрузку на конструкцию. Устанавливая новые лаги нужно обязательно защитить их торцы рубероидом, чтобы избежать повреждения.

Усиление перекрытий – установка дополнительных балок

Надеемся, что из приведенных способов усиления деревянных балок перекрытия вы подберете именно тот, который решит вашу проблему наилучшим образом и с минимальными затратами.

Принципы крепления стропил к балкам

Существуют различные способы крепления стропил к балкам перекрытия. Важно исключить соскальзывание стропила с опоры. Для этого применяются соединения с пазами и шипами, вырубаемыми в обоих элементах, либо используется металлический крепеж.

Болтовое соединение подразумевает использование комплекта, состоящего из болта, гайки и шайбы. На выступающем конце балки перекрытия с тыльной стороны делается треугольный вырез таким образом, чтобы его гипотенуза располагалась под углом, соответствующим углу наклона стропила. Под тем же углом запиливается нижняя часть стропильной ноги. Установив стропило срезом на балку, его следует зафиксировать гвоздями, а затем перпендикулярно плоскости стропильной ноги высверлить сквозное отверстие для болта таким образом, чтобы его можно было пропустить снизу через вырез, выполненный в балке. На болт надевается шайба и узел фиксируется гайкой.

Соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы, поэтому чаще применяются соединения с зубом, упором, шипом.

Рассматривая варианты, как крепить стропила к балкам, следует отметить, что конфигурация крепления зависит от угла наклона скатов кровли. Для крыш с крутыми скатами, испытывающими пониженную снеговую нагрузку, достаточно применять крепления с одинарным зубом. Двойной зуб используется при монтаже крыш с углом наклона скатов менее 35 градусов . Данный вид крепления дает возможность не только увеличить площадь опоры, но и добиться высокой прочности узла.

Врубка с использованием метода одинарного зуба чаще всего выполняется с дополнительным вырезом шипа, препятствующего боковым сдвигам стропила под нагрузками. В этом случае под шип следует предусмотреть соответствующее гнездо в балке. Чтобы не ослабить балку, глубина гнезда должна составлять 1/3-1/4 от толщины балки . Вырез выполняется не менее чем за 25 см от края балки перекрытия, чтобы избежать сколов.

Двойной зуб обычно дополняется двумя шипами, упором с шипом или без него, замочным соединением. Чаще всего у обоих зубов глубина врезки одинакова, но при необходимости применяется и врезка на разную глубину. К примеру, дополненный шипом первый зуб врубается на треть толщины опорной балки, а второй – на половину.

Сами по себе пазы не могут удержать стропильные ноги, находящиеся под нагрузкой. Помимо врубки соединительный узел укрепляют металлическим крепежом. Для неподвижных соединений гвозди вбиваются под углом. Могут использоваться металлические накладки, хомутовые соединения. Соединение стропила с балкой (при любой технологии его выполнения) дополнительно следует зафиксировать кованой проволокой, которая закрепляется на анкере, вмонтированном в стену.

Соединение стропил с балкой будет надежным, если :

  • применяется качественный крепеж (металлические элементы из прочного материала с антикоррозийной обработкой);
  • аккуратно выполняются запилы и врубки (использование вкладышей и прокладок снижают прочность узла, со временем они могу вылететь или деформироваться);
  • запилы и врубки выполняются по шаблонам;
  • применяется специальный стропильный крепеж.