Балка в строительстве: виды, сечения, материал и маркировка

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

Необходимая длина балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать и запасом необходимым для заделывания их в стены. Длину пролета несложно замерить с помощью рулетки, а глубина заделывания в стены, во многом, зависит от их материала.

В домах со стенами из кирпича или блоков балки обычно заделываются в «гнезда» на глубину не менее 100 мм (доска) или 150 мм (брус). В деревянных домах их, как правило, укладываютс в специальные зарубки на глубину не меньше чем 70 мм. При использовании специального металлического крепления (хомутов, уголков, кронштейнов) длина балок будет равна пролету — расстоянию между противоположными стенами, на которых они крепятся. Иногда, при монтаже стропильных ног крыши непосредственно на деревянные балки, их выпускают наружу, за пределы стен на 30-50 см, формируя, таким образом, свес крыши.

Оптимальный пролет, которые могут перекрывать деревянные балки 2,5-4 м. Максимальная длина балки из обрезной доски или бруса, то есть пролет, который она может перекрывать — 6 м. При большей длине пролета (6-12 м) необходимо использовать современные деревянные балки из клееного бруса или двутавровые, а также можно опирать их на промежуточные опоры (стены, колонны). Кроме этого для перекрытия пролетов, длиной более 6 м, вместо балок можно использовать деревянные фермы.

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка, действующая на перекрытие по деревянным балкам состоит из нагрузки от собственного веса элементов перекрытия (балок, межбалочного заполнения, зашивки) и постоянной или временной эксплуатационной нагрузки (мебели, различных бытовых устройств, материалов, вес людей). Она, как правило, зависит от вида перекрытия и условий его эксплуатации. Точный расчет таких нагрузок довольно громоздкий и выполняется специалистами при проектировании перекрытия, но при желании выполнить его самостоятельно, можно использовать упрощенный его вариант, приведенный ниже.

Для чердачного деревянного перекрытия, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем (минеральная вата или др.) и подшивкой постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) обычно принимается в пределах 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП ) составит:70х1,3 = 90 кг/м2, где 70 – нормативное значение нагрузки для такого вида чердака, кг/м2, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м2. Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м2.

В случае, если в конструкции чердачного помещения будет использоваться более тяжелый утеплитель, материал для межбалочного заполнения или подшивка, а также если предполагается его использовать для хранения вещей или материалов, то есть оно будет интенсивно эксплуатироваться, то нормативное значение нагрузки следует увеличить до 150 кг/м2.

В этом случае, общая нагрузка на перекрытие составит:50+150х1,3 = 245 кг/м2, округляем до 250 кг/м2.

При использовании чердачного пространства для устройства мансарды, необходимо учесть вес полов, перегородок, мебели. В этом случае общую расчетную нагрузку необходимо увеличить до 300-350 кг/м2.В связи с тем, что междуэтажное деревянное перекрытие, как правило, включает в свою конструкцию полы, а временная эксплуатационная нагрузка включает в себя вес большого количества предметов быта и максимальное присутствие людей, то оно должно быть рассчитано на общую нагрузку 350 — 400 кг/м2.

Требования к деревянному перекрытию

Деревянные балки перекрытия должны соответствовать следующим требованиям:

• соответствие размеров сечения нагрузке, пролету и шагу, для этого нужен расчет балок;
• хорошая прочность и жесткость;
• пожарная безопасность;
• отсутствие серьезных дефектов древесины и повреждений.

Для работы необходимо заготовить качественный материал

Также существуют определенные требования к материалу, из которого изготовлены балки. Рекомендуется выбирать древесину хвойных пород. Она содержит много смолы, поэтому лучше сопротивляется различным микроорганизмам. Лучшим материалом считаются те деревья, которые выросли в суровых условиях. Плотность ствола у них выше. По этой причине закупать стоит сосну или ель, которые выросли в северных регионах страны.

Также нужно обратить внимание на время заготовки. Лучшим считается период в конце зимы. В это время дерево находится в спящем состоянии, в нем меньше соков, поэтому и влажность материала будет меньше.

Расчет сечения железобетонной балки

Чтобы выполнить расчёт, важно учитывать основные характеристики балки и самой конструкции. Среди базовых показателей балок: высота, сечение и ширина. Весь алгоритм состоит из этапов:

1. Замеры пролёта балки.
2. Расчёт характеристик прочности.
3. Выявление подходящей относительной высоты ЖБИ изделий.
4. Подсчёт высоты области бетонирования.
5. Определение величины максимального момента.
6. Составление расчётной формулы нагрузки на здание.

Перечисленные характеристики оказывают определяющее значение на применение железобетонных балок необходимого размера. Прямоугольного сечения балки используются в качестве опор у большинства зданий, их сечение подбирается с учётом этажности здания.

Прямоугольного сечения балки используются в качестве опор у большинства зданий

На строительной площадке рекомендуется монтировать ЖБ-элементы параллельно со стенами- это поможет правильно сформировать строение. Опорные нагрузки приходятся не на торцевую часть балки, а на верхний пояс, это увеличивает прочность и надёжность конструкции.

Самый лучший вариант расчёта сечения – передать параметры здания специалистам, знающим характеристики ЖБ, тонкости бетонирования и имеющим инструменты.

Расчет опалубки плиты перекрытия

При строительстве зданий и сооружений, как частного, так и гражданского строительства, для устройства межэтажных перекрытий, применяют различные конструкции конструктива здания.

Отличным решением для конструктива является устройство монолитного армированного перекрытия. Данный вид перекрытий, хоть и не малобюджетный, но в тоже время монолитные плиты перекрытия, с применением опалубки, являются, пожалуй, самым правильным решением, в отличии устройства межэтажных перекрытий из сборного железобетона.

Расчет опалубки перекрытия необходимо начинать с понимания, собственно из чего состоит данный вид опалубки.

Стойка телескопическая для опалубки

Основная несущая часть опалубочной конструкции перекрытия. Телескопическая стойка передает на себя основную нагрузку от собственного веса опалубки и нагрузку от арматурного каркаса и бетона. Вес телескопической стойки можно посмотреть в таблице (ссылка). При расчете опалубки плиты перекрытия на телескопических стойках, необходимо учитывать минимальный и максимальный диапазон раздвижки составляющих частей стойки. Также при расчете опалубки перекрытий на телескопических стойках, учитывать нагрузки, передающиеся на стойку, в соответствии с высотой монтажа опалубки.

Таблица нагрузок и размеров телескопических стоек

Унивилка

Выполняет монтажную функция оперения и фиксации основного ряда двутавровой балки (ригеля).

Вес унивилки от 1,5 кг до 2 кг, в зависимости от производителя.

Тренога

Данный элемент опалубки на первый взгляд кажется незначительной частью системы опалубки. Но в тоже время без треноги практически невозможно собрать опалубку перекрытия. Тренога обеспечивает вертикальное положение телескопической стойки, и осуществляет устойчивость стойки при монтаже опалубки.

Двутавровая балка (ригель) для опалубки

Двутавровая балка (ригель) БДК-1 предназначена для формирования горизонтальной плоскости перекрытия, сверх которой монтируется ламинированная фанера, производится монтаж арматурного каркаса и заливка бетонной смеси. Благодаря высокой насущней способности балки БДК-1, телескопические стойки опалубки монтируются с увеличенным шагом, что в свою очередь экономит существенные средства на монолитной стройке.

Вес двутавровой балки (ригеля) БДК-1 от 4-х до 5-ти кг, в зависимости от конструкции самой балки

Фанера ламинированная для опалубки 18 мм

Влагостойкая ламинированная фанера для опалубки- это завершающий элемент конструкции опалубки перекрытия. Ее влагостойкие характеристики, позволяют многократно использовать при заливке монолитных перекрытий. Наиболее популярная толщина при стандартной сборке конструкции опалубки, 18 мм. Также применяется толщина 21 мм.

Типовые размеры ламинированной фанеры – 1220 мм/ 2440 мм и 1500 мм/3000 мм

Вес ламинированной фанеры -12 кг/м2

Особенности расчета и конструирования балочных и сборно-монолитных перекрытий.

Работа сборно-монолитной конструкции характеризуется тем, что деформации монолитного бетона следуют за деформациями бетона сборных элементов, и трещины в монолитном бетоне не могут развиваться до тех пор, пока они не появятся в предварительно напряженном бе­тоне сборных элементов. Сборные элементы перекрытия служат остовом для монолитного бетона и в них размещена основная, чаще всего напрягаемая арматура. Сборно-монолитная конструкция перекрытия состоит из

Для лучшей связи между сборным и монолитным бетоном из железобетонной до­ски — днища главной балки — выпущены хомуты.

Сборно-монолитные ребристые перекрытия рассчиты­вают с учетом перераспределения моментов, что дает воз­можность уменьшить количество опорной арматуры

Расчет балок перекрытия

В основу расчета сечения бруса, который послужит опорной балкой, заложено следующее правило: сечение опоры должно быть не меньше 1/25 его длины. Например, если длина бруса составляет 6 метров, то толщина его должна быть не менее 25 см. Форма помещения, над которым возводится перекрытие зачастую прямоугольной формы. Целесообразнее укладывать балки таким образом, чтобы длина их была наименее короткой. То есть опорой для их концов должны служить проемы в самых длинных стенах этого помещения. Например, если его размеры 3/6 метров, то балки следует устанавливать длиной в три метра. Но это условная цифра, так как она обозначает только ширину пролета. Сама же балка должна быть больше на 50-60 см. по той причине, что должна опираться на стены обоими концами не менее, чем на 25 см. Далее, чтобы произвести правильный расчет балок перекрытия следует учесть весовую нагрузку. Для жилых зданий ее средняя величина 400 кг/м2

Для чердачного перекрытия эта величина может быть вдвое меньшей. Далее в расчет закладывается расстояние между балками. Оно может быть как 1 метр, 75 см. или другое. Оптимальная ширина пролета для деревянных балок – 2,5- 4 метра. Лучшая форма бруса – прямоугольная, с соотношением высоты балки к ее ширине 1,4:1. Далее по специальной формуле рассчитывается максимальный изгибающий момент. Если расстояние между балками будет 1 метр, то он составит 80000 кг/см. Существуют специальные таблицы, в которых приведены средние показатели для некоторых пород дерева, учтено процентное соотношение влажности древесины, коэффициент срока ее службы и многие другие показатели. Все это можно найти на специализированных сайтах или в литературе по строительству домов. В том случае, если на балки перекрытия будут сначала опираться лаги, а потом уже доски, то следует рассчитать и сечение лаг.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

• прямоугольные;
• квадратные;
• круглые;
• овальные;
• двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Тонкости расчетов

Итак, вы поставили цель определить, сколько балок понадобится для перекрытия. Чтобы сделать это, необходимо:

1. Выполнить замеры пролета, который планируете перекрывать.
2. Выяснить, какой способ крепежа на стене будет наиболее оптимальным.
3. Рассчитать нагрузку.
4. Подобрать нужный шаг и сечение, используя таблицы или специальный калькулятор.

Балки перекрытия: определение длины

Расчет длины выполняется в соответствии с размерами пролета, который будут перекрываться, а также глубиной заделывания в стены. Чтобы измерить длину пролета, воспользуйтесь рулеткой. Что касается глубины заделывания, во многом она зависит от материала.

Когда дом построен из кирпичей или блоков, балки перекрытия заделывают в «гнезда» глубиной 10 см и более (доска), 15 см и более (брус). Если сооружение деревянное, материал монтируется в отдельные зарубки глубиной минимум 7 см. Используете металлические крепления? В таком случае, длина балок и пролета будет одинаковой. Также допускается вариант, когда в процессе монтажа стропильных ног они выпускаются наружу, примерно на 30-40 сантиметров за пределы стен. Так формируется свес.

Оптимальным будет вариант, когда балки перекрытий деревянные используются для перекрытия пролетов в 250 – 400 сантиметров. Когда пролет достаточно длинный (более 4 метров), на помощь приходят современные конструкции из клееного бруса.

Как определить нагрузку?

Для начала давайте выясним, что представляет собой такая нагрузка. Она состоит из:

• Нагрузки элементов перекрытия.
• Эксплуатационного давления бытовых устройств, людей и пр. Расчет нагрузки достаточно громоздкий, обычно выполняется опытными специалистами. Однако вы всегда сможете сделать его самостоятельно. Предлагаем упрощенный вариант, с которым мы познакомим вас ниже.

А начнем мы с расчета перекрытия для чердака, на котором не планируется укладка крупногабаритных вещей, утеплитель будет легким (например, минеральная вата). Согласно предписанию СНиП , нагрузка составит:

• 70 х 1,3 = 90 кг/м2. В данной схеме 70 – норма нагрузки в килограммах на один квадратный метр, а 1,3 – запас. Общая расчетная нагрузка рассчитывается следующим образом: Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м2. Округлим полученное значение в лучшую сторону и получим 150 кг/м2.
• Планируя другой, более громоздкий утеплитель, и хранение различных вещей на чердаке, нормативное значение нагрузки желательно увеличить до 150 килограмм на м2. Что касается общей нагрузки, она составит: 50+150х1,3 = 245 кг/м2.
• Есть еще и третий вариант, когда чердак используют для обустройства мансарды. Расчетная нагрузка при этом возрастает до 300 кг/м2.

Запомните одно простое правило: жесткость и прочность всего перекрытия зависит скорее от высоты балок, нежели от ширины. Поскольку на конструкцию действуют два вида нагрузки (сосредоточенная и распределенная), проектировать перекрытия нужно с небольшим запасом прочности. Это гарантирует, что эксплуатация перекрытия будет не только долговечной, но и безопасной.

Деревянные балки перекрытий: как узнать шаг, сечение?

Когда знаешь нужную длину каждой балки перекрытия из дерева, расчетную нагрузку, несложно узнать сечение, шаг укладки. По мнению большинства инженеров и специалистов в области строительства, универсальным вариантом будет прямоугольное сечение с соотношением ширины/высоты 1:1,4 (S и H соответственно).

Ширина балок может варьироваться от 4 до 20 сантиметров, высота – от 10 до 30 см. Когда с этой целью используются бревна, их диаметр варьируется от 11 сантиметров до 30.

Теперь давайте поговорим о шаге балок. В зависимости от вида, он варьируется в пределах 30-120 сантиметров. Если здание каркасное, необходимо, чтобы шаг укладки был таким же, как шаг стоек. Это позволит добиться максимальной жесткости.

Подведем итог вышесказанного. Вы только что узнали, как рассчитывать шаг и длину деревянных балок перекрытия, выполнять некоторые другие расчеты. Данный материал будет полезен всем, кто занимается строительством или хотел бы лично проконтролировать правильность расчетов, выполненных другими специалистами.

Виды деревянных перекрытий

1. Малый вес конструкций. Его легко выдерживают стены и фундамент, а при монтаже можно обойтись без грузоподъемных механизмов.
2. Простота монтажа. Работа посильна для людей без высокой строительной квалификации.
3. Высокие теплоизоляционные свойства.
4. Хорошая надежность, прочность и долговечность.
5. Меньшая стоимость по сравнению с конструкциями из других материалов.

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.

Монтаж деревянных перекрытий выполняется балками с соотношением сторон 7:5. Размеры подбираются в зависимости от их длины и предполагаемых нагрузок. Минимально допустимый прогиб должен составлять до 1/300 на всю длину. Иногда в целях снижения прогиба допускается применение строительного подъёма, когда производится монтаж изогнутой балки либо сращивание двух балок под определённым углом.

Рисунок 3. Монтаж деревянных балок на бетонную перегородку.

Длина балок должна быть больше расстояния между стенами минимум на 30 см, чтобы с каждой стороны она входила в стену по 15 см. Данные для выбора параметров балки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Распределение нагрузки между балками в зависимости от расстояния между ними и ширины пролётов.

Виды и типы железобетонных балок

Рассматриваемые элементы отличаются по виду и габаритам. Последний параметр зависит от шага колонн, типа строения и ширины его пролета. Поэтому изделия различаются:

• поперечным сечением;
• некоторыми конструктивными особенностями;
• назначением изделия;
• габаритами.

Поперечное сечение железобетонных деталей бывает таким:

• трапеция;
• тавр;
• прямоугольник;
• двутавровое очертание;
• форма латинской буквы L.

Обычно строители используют тавровые межэтажные элементы, поскольку они гарантируют равномерное распределение возникающего постоянно давления, формируют плоский пол. Когда длина пролета значительная, делают дополнительную опору.