Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий

В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.

Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:

• Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
• Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
• На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
• Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
• Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).

Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:

• Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
• Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
• Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.

К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).

Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.

Фальшбалки из пенопласта

Это самый бюджетный и несложный вариант изготовления декоративных балок своими руками. Можно использовать остатки от ремонта, например, после утепления балкона.

Особенности материала

Пенопласт лёгкий и простой в обработке. Ему придают разнообразные формы, материал легко режется обычным ножом, для работы не требуется специальный инструмент. Ещё один плюс — невысокая цена. Листы пенопласта продаются толщиной от 2 до 10 см и размером от 50х100 до 100х200 см.

К недостаткам относится чувствительность к химически агрессивным средствам. Подойдёт не любой клей. Используют ПВА и некоторые виды жидких гвоздей, например, Момент Монтаж Экспресс Декор (нужно смотреть, для каких материалов предназначен, эта информация указывается на упаковке). Краску тоже выбирают внимательно, в составе не должно быть растворителей.

Технология изготовления

В зависимости от задумки подбирают пенопласт подходящей толщины и нарезают на полосы нужного размера. Если не хватает ширины или длины, склеивают несколько отрезков между собой.

При использовании ПВА можно не ждать пока клей схватиться, а замотать места соединения бумажным скотчем.

Финишная отделка

Поверхность имеет характерный зернистый рисунок, а подходящую краску подобрать сложно. Поэтому лучше использовать самоклеящуюся плёнку, которая продаётся в строительных магазинах. Классический вариант — под дерево, но можно выбрать и другую, например, с имитацией камня.

Материал нарезают по размеру. Снимают часть защитного слоя, прикладывают к поверхности и аккуратно разглаживают, постепенно обклеивая по всей длине.

Таким образом декорируют только три грани. Одну сторону оставляют открытой для монтажа, так как плёнку не получится надежно приклеить к потолку, поскольку поверхность гладкая.

Способы крепления к потолку

Благодаря малому весу пенопластовая балка крепится очень легко. Справится один человек без помощников. Сначала размечают потолок, обозначая места расположения балок. Это особенно важно, если используются несколько с размещением на равном расстоянии. При сложных вариантах дизайна лучше сначала разработать схему на бумаге или компьютере.

Свободную сторону фальшбалки намазывают клеем. Слой должен быть не слишком тонким, иначе деталь не будет держаться, но и не толстым, чтобы не сползала вниз или в стороны.

Пенопласт прижимают к потолку в нужном месте. Жидкие гвозди схватываются сразу, ПВА придётся подержать 1-3 минуты. Если выступили излишки, их немедленно убирают влажной тряпочкой.

Второй способ крепления — на консолях. Он используется, если поверхность потолка кривая или нужно разместить фальшбалки ниже по высоте. На противоположных стенах ставят отметки на одном уровне. К ним горизонтально приклеивают балки во всю длину (сделать можно по такому же принципу). Сверху укладывают фальшбрус на равном расстоянии друг от друга. Закреплять не обязательно, так получится менять расположение.

Пример расчета деревянной балки перекрытия.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП II-25-80 ( СП ) “Деревянные конструкции” [1] и применением таблиц [2].

Исходные данные.

Требуется рассчитать балку междуэтажного перекрытия над первым этажом в частном доме.

Материал – дуб 2 сорта.

Срок службы конструкций – от 50 до 100 лет.

Состав балки – цельная порода (не клееная).

Шаг балок – 800 мм;

Длина пролета – 5 м (5 000 мм);

Пропитка антипиренами под давлением – не предусмотрена.

Расчетная нагрузка на перекрытие – 400 кг/м2; на балку – qр = 400·0,8 = 320 кг/м.

Нормативная нагрузка на перекрытие – 400/1,1 = 364 кг/м2; на балку – qн = 364·0,8 = 292 кг/м.

Расчет.

1) Подбор расчетной схемы.

Так как балка опирается на две стены, т.е. она шарнирно оперта и нагружена равномерно-распределенной нагрузкой, то расчетная схема будет выглядеть следующим образом:

2) Расчет по прочности.

Определяем максимальный изгибающий момент для данной расчетной схемы:

Мmax = qp·L2/8 = 320·52/8 = 1000 кг·м = 100000 кг·см,

где: qp – расчетная нагрузка на балку;

L – длина пролета.

Определяем требуемый момент сопротивления деревянной балки:

Wтреб = γн/о·Mmax/R = 1,05·100000/121,68 = 862,92 см3,

где: R = Rи·mп·mд·mв·mт·γсc = 130·1,3·0,8·1·1·0,9 = 121,68 кг/см2 – расчетное сопротивление древесины, подбираемое в зависимости от расчетных значений для сосны, ели и лиственницы при влажности 12% согласно СНиП [1] – таблицы 1 [2] и поправочных коэффициентов:

mп = 1,3 – коэффициент перехода для других пород древесины, в данном случае принятый для дуба (таблица 7 [2]).

mд = 0,8 – поправочный коэффициент принимаемый в соответствии с п.5.2. [1], вводится в случае, когда постоянные и временный длительные нагрузки превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

mв = 1 – коэффициент условий работы (таблица 2 [2]).

mт = 1 – температурный коэффициент, принят 1 при условии, что температура помещения не превышает +35 °С.

γсс = 0,9 – коэффициент срока службы древесины, подбирается в зависимости от того, сколько времени вы собираетесь эксплуатировать конструкции (таблица 8 [2]).

γн/о = 1,05 – коэффициент класса ответственности. Принимается по таблице 6 [2] с учетом, что класс ответственности здания I.

В случае глубокой пропитки древесины антипиренами к этим коэффициентам добавился бы еще один: ma = 0.9.

С остальными менее важными коэффициентами вы можете ознакомится в п.5.2 СП

Примечание: перечисленные таблицы вы можете найти здесь.

Определение минимально допустимого сечения балки:

Так как чаще всего деревянные балки перекрытия имеют ширину 5 см, то мы будем находить минимально допустимую высоту балки по следующей формуле:

h = √(6Wтреб/b) = √(6·862,92/5) = 32,2 см.

Формула подобрана из условия Wбалки = b·h2/6. Получившийся результат нас не удовлетворяет, так как перекрытие толщиной более 32 см никуда не годится. Поэтому увеличиваем ширину балки до 10 см.

h = √(6Wтреб/b) = √(6·862,92/10) = 22,8 см.

Принятое сечение балки: bxh = 10×25 см.

3) Расчет по прогибу.

Здесь мы находим прогиб балки и сравниваем его с максимально допустимым.

Определяем прогиб принятой балки по формуле соответствующей принятой расчетной схеме:

f = (5·qн·L4)/(384·E·J) = (5·2,92·5004)/(384·100000·13020,83) = 1,83 см

где: qн = 2,92 кг/cм – нормативная нагрузка на балку;

L = 5 м- длина пролета;

Е = 100000 кг/см2 – модуль упругости. Принимается равным в соответствии с п.5.3 СП вдоль волокон 100000 кг/см2 и 4000 кг/см2 поперек волокон не взирая на породы при расчете по второй группе предельных состояний. Но справедливости ради нужно отметить, что модуль упругости в зависимости от влажности, наличия пропиток и длительности нагрузок только у сосны может колебаться от 60000 до 110000 кг/см2. Поэтому, если вы хотите перестраховаться, то можете взять минимальный модуль упругости.

J = b·h3/12 = 10·253/12 = 13020,83 см4 – момент инерции для доски прямоугольного сечения.

Определяем максимальный прогиб балки:

fmax = L·1/250 = 500/250 = 2,0 см.

Предельный прогиб определяется по таблице 9 [2], как для междуэтажных перекрытий.

Сравниваем прогибы:

fбалки = 1,83 см < fmax  = 2,0 см – условие выполняется, поэтому увеличения сечения не требуется.

Вывод: балка сечением bxh = 10×25 см полностью удовлетворяет условиям по прочности и прогибу.

Поделиться статьей с друзьями:

Факторы, влияющие на выбор

Выбирая потолочные балки для интерьера, важно учитывать следующие факторы:

1. В первую очередь нужно обратить внимание на размеры помещения. Многие квартиры имеют небольшую площадь, что не позволяет использовать балки, потому что помещения становятся низкими и создается гнетущее ощущение.

   Одним из способов адаптации балок при относительно невысоких потолках является установка внутри коробов скрытой подсветки

2. Стиль, который будет использоваться для создания всего интерьера. Если хочется помпезности и возвышенности, потолочные конструкции должны иметь соответствующий стиль. В этом случае они не предполагают наличия деревянного бруса на потолке.
3. Бюджет на отделочные работы. Если финансовый вопрос является основополагающим, то следует отдавать предпочтение более простым решениям. Например, применять фальш-накладки из полиуретана.

   Легкие полиуретановые накладки стоят недорого, прилично выглядят, а главное — легко монтируются

Заранее следует продумать способ фиксации элементов. Если планируется установка натурального бруса, то важно учитывать нагрузку, которую он будет оказывать. Поэтому крепление должно быть надежным и проверенным. Случается, что помещение не способно выдержать тяжесть дерева, тогда предпочтение отдается имитации бруса.  

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.

Виды перекрытий

Каждую разновидность этого элемента сооружения, нужно тщательно рассчитать, чтобы в дальнейшем не прогнулся пол или потолок, не произошло геометрического изменения всей постройки, и чтобы прочность оказалась на должном уровне.

При вычислении, необходимо учитывать не только нагрузки, которым будет подвергаться эта часть постройки, но и материал, из которого она сделана. Это определяет ее несущую способность.

У разных материалов значения прочности разные, как и у поверхностей, которые в итоге будут получены с их применением. Есть несколько основных видов балок, которые используются наиболее часто:

Деревянные

Наиболее часто применяемое решение в частных домах. Как в брусовых, так и в бревенчатых или каркасных сооружениях.

Существует ряд ограничений на использование именно деревянных элементов:

• Длина пролета. Обычно – не более пяти метров, если они используются для междуэтажных пролетов
• Для чердачных помещений, длина пролета может составлять не более шести метров

Для всех деревянных деталей в строительстве, есть важный параметр – сечение. Какое конкретно потребуется для сооружения, определяется, исходя из нагрузки, которую будет получать этот элемент конструкции.

Например — при сооружении перекрытия шириной 3 метра и при используемых балках 6*20 расстояние между ними должно быть 1,25 м. для межэтажного перекрытия и 1,85 м. — для чердачного

Приведенные в таблице значения следует учитывать еще на этапе проектирования. Вместе с сечением, нужно учесть еще один параметр – расстояние между этими деталями дома. Оно будет тем меньше, чем больше ширина пролета.

Для расчета расстояния между конструктивными элементами, надо учесть еще и толщину досок, которые будут использованы для сооружения пола. При толщине, меньшей, чем 28 миллиметров, расстояние между деревянными балками не должно превышать 50 сантиметров.

Металлические

Перекрытия, сооруженные по металлическим балкам, получаются тоньше, достаточно надежны и служат дольше деревянных. Но применяются металлические балки перекрытия гораздо реже.

Вес и подверженность коррозии, ограничивают область их применения. Также, на применяемость этого типа конструктивных элементов, влияют более низкие звукоизолирующие и теплоизолирующие характеристики.

Но, есть и положительные качества таких конструкций:

• Возможность создавать пролеты более 6 метров длиной
• Негорючесть
• Невосприимчивость к таким биологическим процессам, как гниение или плесень
• Повышенная, по сравнению с деревянными, прочность

Несмотря на некоторые положительные характеристики, они не стали слишком популярны среди тех, кто строит свой дом. В основном, это произошло из-за достаточно высокой цены и необходимости применения специальной подъемной техники при строительстве.

Если же говорить о строительстве больших многоквартирных зданий, то здесь сыграла роль именно цена. Дома выходят достаточно дорогими. Но, при использовании технологии монолитного домостроения, выбор этого вида конструкций оправдан, так как там можно достигнуть экономии за счет других моментов в строительстве.

Железобетонные

Такой тип конструктивных элементов, применяется при строительстве многоэтажных сооружений. Экономически, их использование приносит ощутимое снижение затрат на строительство. Есть и другие плюсы:

• Возможность создания больших, длиной до 7,5 метров, пролеты
• Прочность полученной поверхности будет очень высокой

К минусам можно отнести только необходимость использования подъемной техники в виде кранов. Перекрытия создаются с использованием пустотных или легкобетонных плит.

Причины усиления железобетонных конструкций

Обследование состояния ж/б конструкций необходимо, если требуется модернизация, реконструкция или ремонт здания по следующим причинам:

• Видимые факторы старения – оголилась и проржавела арматура, осыпается бетонная крошка или появились глубокие трещины в массиве, видны и проржавели закладные.
• Подготовка к капремонту, с усилением железобетонных конструкций серий панельных домов прошлого века.
• Перепланировка здания с переносом несущих стен или дополнительные надстройки – реконструкция.
• Смена оборудования, технологического процесса, изменение системы нагрузок.
• Подвижка грунта, изменение равновесного состояния нагрузок вследствие стихийных бедствий.
• Устранение ошибок прежнего проектирования и строительства объекта.

Проектировщики выбирают методы усиления железобетонных конструкций для объекта индивидуально, исходя из принципов надежности и экономичности реконструкции или ремонта.

Соединение в коренной шип

Данный тип соединения является замочным и его проведение также лучше доверить специалистам в этой области. Дело в том, что операция не столько сложна, сколько требует от работника квалификации и наличия определенных навыков в работе с деревом. Для проведения этой операции следует выпить на одном крае деревянного элемента паз, а на втором шип. Делать это необходимо под углом в 45 градусов.

Этот тип сращивания отличается от всех других своей формой. Чаще всего данный метод используется для обустройства углов здания. Пазы и шипы по форме сильно напоминают трапецию, а в итоге образуют «ласточкин хвост». Для достижения большей прочности и долговечности следует укрепить соединение нагелями.

Соединение бруса в коренной шип и аналоги

Длина перекрытия

Второй принципиальный вопрос определяющей габариты материала. Параметр этот фиксированный – материал нарезается стандартными отрезками, поэтому расчеты могут привести к тому, что вместо балок будут устанавливаться деревянные фермы.

Параметр состоит из величины пролета и глубины заделывания балки в стену. В кирпичных перегородках балка размещается на глубину в 150 мм, в стенах из дерева – врубается в основание на 70 мм.

Определение параметров

Сечение бруса для перекрытия вычисляют в соответствии с установленнной нагрузкой и величиной пролета. Лучший вариант – сечение в форме прямоугольника, в котором высота и толщина соотносятся как 1,4: может составлять 40–200 мм, а высота – 100–300 мм.

Как правило, подбирают такие размеры, чтобы высота превышала толщину теплоизолятора.

Дистанция между балками колеблется от 30 до 120 см. Зависит она и от полной нагрузки, и от величины листа утеплителя, и элементов подшивки. Кроме того, в каркасной постройке дистанция между балками должна в какой-то мере совпадать с шагом между стойками каркаса.

Балки перекрытия из клееного бруса первого этажа рассчитываются по той же схеме: прочностные характеристики у материалов близкие.

Проекты домов из бруса

Количество проектов 685

• 2 комнаты
• 1 санузел

Проект дома «Ока»

• В избранное

• 61.8² Общая площадь
• 12 x 5м Площадь застройки

от 814 000 р. Срок возведения индивидуально

• 3 комнаты
• 1 санузел

Проект дома №59

• В избранное

• ² Общая площадь
• 10 x 11м Площадь застройки

от 1 486 485 р. Срок возведения индивидуально

• 2 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома Марсель

• В избранное

• ² Общая площадь
• 14 x 9м Площадь застройки

от 1 950 000 р. Срок возведения индивидуально

• 3 комнаты
• 1 санузел

Проект Дома Алла

• В избранное

• 111² Общая площадь
• 8 x 10м Площадь застройки

индивидуальный расчет Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома Альтаир

• В избранное

• ² Общая площадь
• 14 x 11м Площадь застройки

от 2 112 000 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома Корфу

• В избранное

• 178² Общая площадь
• 12 x 9м Площадь застройки

от 1 120 000 р. Срок возведения индивидуально

• 6 комнат
• 2 санузла

Проект Дома «Надин»

• В избранное

• 191² Общая площадь
• 14 x 10м Площадь застройки

от 4 393 000 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 4 санузла

Проект Летний гостевой дом «Квартет»

• В избранное

• 108² Общая площадь
• 6 x 9м Площадь застройки

от 833 000 р. Срок возведения индивидуально

• 1 санузел

Проект дома «Кама»

• В избранное

• 42² Общая площадь
• 7 x 6м Площадь застройки

от 633 033 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 1 санузел

Проект Дома Адмирал

• В избранное

• 112² Общая площадь
• 8 x 7м Площадь застройки

от 1 334 715 р. Срок возведения индивидуально

• 3 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома №12002

• В избранное

• 91² Общая площадь
• 8 x 8м Площадь застройки

от 4 685 702 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 3 санузла

Проект Дома «Рада»

• В избранное

• 161.2² Общая площадь
• 10 x 8м Площадь застройки

от 3 703 000 р. Срок возведения индивидуально

• 8 комнат
• 4 санузла

Проект Дома «БК 31» Дуплекс

• В избранное

• 329.2² Общая площадь
• 23 x 12м Площадь застройки

от 3 209 700 р. Срок возведения индивидуально

Есть на выставке

• 5 комнат
• 2 санузла

Проект Дома Севастополь

• В избранное

• 138² Общая площадь
• 10 x 8м Площадь застройки

от 980 000 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 2 санузла

Проект AS-2340

• В избранное

• 183² Общая площадь

от 2 470 500 р. Срок возведения индивидуально

• 4 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома №12005

• В избранное

• 174² Общая площадь
• 12 x 9м Площадь застройки

от 6 515 782 р. Срок возведения индивидуально

Есть на выставке

• 3 комнаты
• 2 санузла

Проект Дома «Дворец Тора»

• В избранное

• 121² Общая площадь
• 9 x 9м Площадь застройки

от 2 080 550 р. Срок возведения индивидуально

• 6 комнат
• 3 санузла

Проект Дома MPC-1816-F0150-0316

• В избранное

• 316² Общая площадь
• 14 x 12м Площадь застройки

от 5 674 000 р. Срок возведения индивидуально

• 5 комнат
• 3 санузла

Проект Дома «Марина»

• В избранное

• 291.6² Общая площадь
• 18 x 19м Площадь застройки

от 3 783 000 р. Срок возведения индивидуально

• 5 комнат
• 2 санузла

Проект Дома MPC-1816-F0045-0123

• В избранное

• 123² Общая площадь

от 2 173 000 р. Срок возведения индивидуально

Смотреть все проекты

Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.

Деревянные балки перекрытия Источник

Двутавровые деревянные балки

Преимуществами деревянных двутавров считаются следующие факторы:

• Незначительный вес.
• Прочность и жёсткость в 3 раза выше, чем цельного бруса.
• Возможность использования в пролётах до 12 метров.
• Отсутствие усадки и деформации в процессе эксплуатации.
• Изготовление под точные размеры, что снижает отходы при строительстве.
• Возможность производства практически любой высоты поперечины и ширины полки, в том числе, несимметричной.

К недостаткам деревянных двутавров относят сложность их производства и высокую стоимость, что негативно повлияло на популярность их применения в частном строительстве.

Добавление саморезов по всей длине «гуляющих» досок

Если первый вариант не устранил проблему, стоит прибегнуть к протягиванию шатающихся элементов напольного покрытия по всей длине.

Сделать это достаточно просто – саморезы вкручиваются рядом с фрагментами старого крепежа, это позволит попасть в балку, расположенную под досками.

В отличие от первого способа, крепеж необходимо вводить под прямым углом. Это позволит максимально плотно притянуть доску к лагам.

Если древесина слишком плотная, и саморез с трудом в нее входит (хотя это вряд ли возможно, учитывая возраст досок), можно заранее просверлить отверстия сверлом. Его диаметр должен быть чуть меньше диаметра саморезов.

Как сращивать брус по длине: основные моменты

Сращивание бруса по длине без нагрузки

Как уже было сказано, это самый простой вариант. Ярким примером является венец стены из бруса. Единственное требование к фиксации – оно ни в коем случае не должно продуваться. Уточним: точки сращивания обязательно должны смещаться от венца к венцу, иначе механическая прочность будет недостаточной.

• Соединение в полдерева (самое элементарное решение). Каждая из составляющих деталей вырезается на половину толщины, причем длина сращивания ни в коем случае не должна быть меньше от поперечного размера бруса. Плотные соединения обеспечиваются прокладкой утеплителя (обычно, джутовой ленты). Часто соединение делается вертикальным, что исключает вероятность продувания.

• Соединение с коренным шипом (несколько сложнее). На одной из деталей вырезается шип, имеющий размер в 1/3 толщины бруса, на второй делается соответствующий паз.

• Соединение шпонкой. Еще один эффективный способ сращивания венца. Пазы выбираются на двух брусьях; после укладки венца вбивается деревянная шпонка.

Сращивание бруса по длине – нагрузка на сжатие

Такой тип нагрузки характерен для разных колон и строек. Здесь перед строителем возникает сразу две задачи:

• Исключить увеличение сечения детали.
• Избежать взаимного смещения разных элементов конструкции.

Типы и виды деревянных перекрытий — классификация

1. По назначению

Основное требование к такому перекрытию – высокая прочность. Поскольку в данном случае, балки будут служить основой для перекрытия пола и соответственно, должны выдерживать значительную нагрузку.

Совет. Если под первым этажом будет располагаться гараж или большой подвал лучше делать деревянное перекрытие по металлическим балкам. Поскольку деревянные подвержены гниению и не всегда могут выдержать значительную нагрузку. Или же уменьшить расстояние между балками.

Принцип конструктивного устройства может быть независимым или являться продолжением крыши, т.е. частью стропильной системы. Первый вариант более рационален, т.к. является ремонтопригодным, плюс, обеспечивает лучшую звукоизоляцию.

Конструктивная особенность заключается в эффекте два в одном – балки перекрытия между этажами с одной стороны являются лагами для пола, а с другой, опорами для потолка. Пространство между ними заполняется тепло- и звукоизоляционными материалами, с обязательным использованием пароизоляции. Пирог снизу обшивается гипсокартоном, а сверху застилается половой доской.

Деревянные балки перекрытия также различаются между собой, и каждый вид имеет свои преимущества.

Цельные (цельномассивные) деревянные балки перекрытия

Для их изготовления применяется массив дерева твердых пород хвойных или лиственных деревьев.

Межэтажные перекрытия по деревянным балкам, могут быть выполнены цельными только при незначительной длине пролета (до 5 метров).

Клееные деревянные балки перекрытия

Снимают ограничение по длине, поскольку данная технология изготовления позволяет реализовать балки перекрытия большой длины.

За счет повышенной прочности деревянные клееные балки применяются в тех случаях, когда требуется выдержать повышенную нагрузку на перекрытие.

Преимущества клееных балок:

• высокая прочность;
• возможность перекрывать большие пролеты;
• легкость монтажа;
• незначительный вес;
• длительный срок службы;
• отсутствие деформации;
• пожарная безопасность.

Максимальная длина деревянной балки перекрытия такого вида достигает 20 метров погонных.

Поскольку клееные деревянные балки имеют гладкую поверхность, их часто не зашивают снизу, а оставляют открытыми, создавая в комнате стильный дизайн интерьера.

Определение размеров сечения деревянной балки по формулам

Чаще несущие элементы междуэтажного или чердачного перекрытия представляют собой балки с одним пролётом и свободным опиранием на несущую стену или столб.

1. Круглое бревно. 2. Брус с двумя кантами. 3. Брус, четыре канта. 4. Составная балка. 5. LVL брус. 6. Балка Nascor 7. Доска

Они воспринимают изгиб от веса всего перекрытия и временной полезной нагрузки (мебель, люди и т. д.). Расчётным путём определяются необходимые размеры балки. Условием для этого является заданная прочность и жёсткость несущего элемента.

Для определения нагрузок на балку плотность древесины хвойных пород для конструкций помещений с нормальным режимом эксплуатации принимается 500 кг/м 3 . Для влажных помещений и сооружений на улице — 600 кг/м 3 .

Предел прочности хвойной древесины, работающей на изгиб, составляет 75 МПа. Показатель жёсткости (модуль упругости Е) определяет её способность деформироваться при действии каких-либо нагрузок.

Для нормальных условий эксплуатации конструкций при действии нагрузок:

• Е = 10 000 Мпа — вдоль волокон;
• поперёк волокон показатель Е уменьшается почти в 50 раз.

На показатели надёжности древесины также влияет температура. В случае её повышения предел прочности и модуль упругости уменьшаются. При этом повышается хрупкость деревянных изделий. То же происходит и при воздействии отрицательных температур.

Для расчёта любой конструкции определяются нормативные и расчётные нагрузки. Расчётную нагрузку получают, умножая величину нормативной нагрузки на n — коэффициент надёжности (перегрузки), который учитывает, в каких условиях работает конструкция.

На прочность балка проверяется по действию максимального момента изгиба:

• σ — напряжение в балке;
• Wр — расчётный момент сопротивления;
• Rи — расчётное сопротивление по изгибу, которое для древесины хвойных пород равно 13 МПа.

Подбор сечения рассчитывается, исходя из требуемого момента сопротивления Wтр:

Для прямоугольного сечения:

Для круглых сечений:

Проверка жёсткости производится на действие нормативных нагрузок:

• f — предельный прогиб балки;
• l — расчётный пролёт балки в см;
• f/l — относительный прогиб, который не должен превышать: 1/250 — для перекрытий между этажами; 1/200 — для перекрытий чердака;
• J — момент инерции в см 4 ;
• q н — нормативная нагрузка в кг/пог. см;
• Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см 2 — модуль упругости древесины;
• с — предельно допустимый коэффициент для отношения l/h, где h — высота сечения балки: 18,4 — для междуэтажных перекрытий; 23,0 — для чердачных перекрытий.

В случае, когда l ≤ ch, балки проверяются только на прочность. Если l > ch, они проверяются только на жёсткость.

Для примера рассчитаем деревянную балку междуэтажного перекрытия. Пролёт l = 4,5 м; вес перекрытия — g = 200 кг/м 2 ; временная нагрузка p = 150 кг/м 2 ; расстояние в плане между осями балок а = 0,9 м; материал балки — сосна Rи = 130кг/см 2 ; m коэффициент условия работы — 1,0.

Расчётная нагрузка на 1 пог. м элемента:

q = (g н n + p н n1) · a = (200 ∙ 1,1 + 150 ∙ 1,4) ∙ 0,9 = 387 кг/пог. м

• n, n1 — коэффициенты надёжности постоянной и временной полезной нагрузок.

Момент сопротивления, который необходим, определяется из условия прочности:

Таблица моментов сопротивления W в см 3 прямоугольных сечений

Перекрытия по деревянным балкам в газобетонном доме: виды бруса, расчет и монтаж

Газобетонные блоки по праву считаются самым инновационным материалом для строительства коттеджей, дач и домов. Сами блоки весят не много по сравнению с кирпичом, имеют хорошую геометрию, кладутся на клей для ячеистых блоков, ввиду чего возведение несущих конструкций не занимает большого количества времени.

Но есть у газобетона и минус — из-за своей невысокой прочности при оказывании на него давления от перекрытий стены могут потрескаться. По этой причине при строительстве перекрытий в таких домах необходим армопояс. Далее речь пойдёт про деревянные перекрытия в доме из газобетона.