Применение деревянных балок и ферм пролета перекрытий

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.

Область распространения и простейшие конструкции деревянных балок

Деревянные балки применяются в малоэтажном строительстве (в жилых и общественных зданиях, зданиях сельскохозяйственного назначения), а также используются при устройстве скатных крыш многоэтажных зданий, в промышленных зданиях с химически агрессивной средой, во временных сооружениях, для поддержания опалубки при изготовлении монолитных железобетонных конструкций и т.п.

Балки могут выполняться из цельной древесины, составными на податливых связях (для временных зданий и сооружений применяют составные балки на деревянных шпонках, нагелях, встречаются варианты гвоздевых балок), или они изготавливаются по заводской технологии — клееными (из досок или из досок и строительной фанеры).

Балки из цельной древесины выполняются с учетом сортамента пиломатериалов (прямоугольного сечения) или с использованием бревен (круглого сечения). Сортамент древесины не позволяет перекрывать деревянными балками пролеты более 6 м, а также небольшое сечение пиломатериалов и бревен ограничивает нагрузки, которые они могут выдерживать.

Балки из цельной древесины в случае их применения для устройства перекрытий зданий укладываются на стены с шагом не более 1,5 м, при помощи анкеров из полосовой стали осуществляется их связь со стенами и между собой (рис. ).

Рис. Вариант опирания деревянной балки на кирпичные стены: а) балка из цельной древесины; б) сечения балок из цельной древесины; 1 — балка; 2 — два слоя толя; 3 — анкер из полосовой стали;

4 — теплоизоляция; 5 — цементно-песчаный раствор

В конструкциях покрытий для опирания стропильных ног применяют прогоны, которые представляют собой балки, установленные на несущие конструкции (рис. ). Они проектируются из досок, брусьев или бревен, в основном в виде однопролетных балок. Для уменьшения их пролетов применяются подкосы или подбалки. Существуют и более сложные системы прогонов.

Клееные балки выполняются из досок или из досок с использованием строительной фанеры, которые склеиваются между собой на синтетических клеях (типы и марки клеев — см. табл. 2 СНиП П-25- 80). Такой способ изготовления балок позволяет выполнять их большего пролета (обычно до 15 м, но возможно их изготовление и большей длины), увеличивать сечение, тем самым повышая несущую способность, и формировать сечение, наиболее выгодное с точки зрения работы с использованием различных сортов древесины, распределяя их по сечению в соответствии с напряженным состоянием

Рис. Схемы прогонов: а) разрезные прогоны с подкосами; б) разрезные прогоны с подбалками;

• 1 — прогон; 2 — подкос; 3 — стойка; 4 — скоба; 5 — болты; 6 — подбалка
• (где напряжения больше — используется древесина 1-го сорта, а где меньше — 2-го сорта).

Клееные балки могут выполняться с параллельными поясами и скатными, прямоугольного, таврового, двутаврового сечений (рис. , ).

Рис. Клееные балки: а) типы клееных балок из досок; б) возможные сечения балок (прямоугольное, двутавровое)

Рис. Балки с фанерными стенками:

• а) клееная балка с плоской фанерной стенкой;
• б) балка с гофрированной стенкой из фанеры;
• 1 — фанерная стенка; 2 — пояса балки; 3 — ребра жесткости;
• 4 — опорный подкос

Разновидности балочных перекрытий из дерева

Все балочные перекрытия из дерева делятся между собой по назначению и виду материала, из которого они изготовлены. По назначению они могут быть: межэтажными, чердачными, подвальными и цокольными. По виду материала балки могут быть изготовлены из цельной древесины или клееной.

деревянные перекрытия в доме из газобетона

Деревянные перекрытия

Межэтажный пролет должен быть прочным и надежным. Во внутренний объем между потолком и полом укладываются звуко- и пароизоляционные наполнители. Потолочная часть зашивается необходимым материалом, сверху укладывается пол.

Межэтажный пролет

Чердачное перекрытие может устанавливаться как элемент крыши, являясь частью ее стропильной конструкции. Может быть установлено, как отдельный независимый элемент. С целью сохранения тепла, обязательно оборудуется паро- и теплоизоляцией.

Чердачное перекрытие

Перекрытие подвала и цокольного этажа должно быть большой прочности и выдерживать высокую нагрузку. Эти пролеты оборудуются тепло и пароизоляцией, чтобы не допустить проникновение холода из подвала.

Деревянные перекрытия цокольного этажа

Балки отличаются между собой по видам, которые имеют свои преимущества и недостатки. Для изготовления цельных балок применяется древесина твердых пород. Существенным недостатком цельномассивных деревянных балок является ограничение по длине, которое не может превышать 5 метров.

Часто устанавливают такие деревянные перекрытия в доме из газобетона.

Цельные деревянные балки

Балки из клееной древесины объединяют высокую прочность и эстетику. Их применение существенно увеличивает предельную длину, которая может составлять до 20 метров. Учитывая то, что клееные перекрытия выглядят красиво, их зачастую не закрывают потолком и они служат элементом дизайна.

Клееные балки

Они имеют еще несколько существенных преимуществ, к которым относятся:

• способность перекрыть большие пролеты;
• простота их установки;
• небольшая масса;
• большой период эксплуатации;
• высокий уровень пожарной безопасности;
• не поддаются деформации.

Деревянные части балок перекрытия могут иметь прямоугольное сечение, что характерно для бруса или доски, или же круглое, изготовленное из бревна.

Перекрытие из цельных бревен

Виды балок

Отечественная классификация отличается от общепринятой европейской только названиями, линейные и физические параметры почти одинаковые.

Таблица. Разновидности двутавровых деревянных балок

Деревянные балки перекрытия и их длина

Длина реек перекрытия зависит от размеров пролета, на котором разворачиваются строительные работы, плюс желательно учесть небольшой запас, требующийся для того, чтобы поместить деревянные балки в стену. Длину можно измерить самому, а вот размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены сделаны из кирпича или была применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина их варьируется в пределах 100-150 мм. Деревянные сооружения следует оснастить зарубками глубиной в 70 мм. Предполагаемое применение металлических крепежей, всевозможных хомутов, уголков определяет размеры реек, равных пролету. Есть желание соорудить свес крыши, деревянные балки перекрытия выводятся за пределы дома на 30-50 см.

Самые оптимальные размеры пролета, перекрывающего балки, колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину рейки более чем на 6 м, в противном случае лучше закупить клееный брус или в качестве опор использовать промежуточные стены, колонны.

Двутавровые балки перекрытия из дерева своими руками

При изготовлении элементов для опорной балки лучше всего применять клееный брус, поскольку такая заготовка соответствует правильным геометрическим формам. При этом она лишена деформации, скручиванию и изгибу. Но можно применять брус и из любых хвойных деревьев, нужно лишь соблюдать главное условие при этом – качественное просушивание древесины.

Для самостоятельного изготовления двутавровых опор, кроме бруса, понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Циркулярная пила;
• Клей по дереву;
• Рулетка;
• ОСП (ориентировочно-стружечная плита);
• Швеллер для равномерного сжатия заготовки;
• Хомуты.

Порядок изготовления

При изготовлении двутавровой балки из древесины своими руками, необходимо:

Шаг №1. Сделать расчет и подготовить 2 бруса нужного размера. Чем больше высота балки, тем больше по сечению должны быть заготовки, но в любом случае сечение может составлять не менее 40×60 мм.

Шаг №2. В середине изделий изготовить паз по ширине, равной толщине плиты, а глубиной – равной 10-15% от размера бруса. В домашних условиях сделать такое углубление можно на циркулярной пиле дисковой фрезой соответствующей толщины.

Шаг №3. Убедиться, что паз не имеет внутренних дефектов в виде «ершистости», искривлений, сколов.

Нанести клей по всей поверхности канавки.

Шаг №4. Вставить плиту в пазы верхнего и нижнего бруса.

Шаг №5. Сжать всю конструкцию через подготовленные швеллера (уголки) с помощью хомутов.

Шаг №6. Оставить в таком виде всю конструкцию на несколько часов до полного высыхания.

После приобретения должного опыта такие деревянные двутавровые балки можно будет изготавливать своими руками с хорошим качеством, и применять их во всевозможных перекрытиях.

Изготовление балки своими руками

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:

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.

Пирог перекрытия из двутавровых балок

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

Несколько полезных советов по монтажу деревянных двутавров

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

• 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;

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.

Определение размеров сечения деревянной балки при помощи специальных формул.

В основном компоненты чердачного или межэтажного перекрытия – это балки, которые содержат в себе один пролет и свободное опирание на стену (несущую), столб.

500 кг/м3 – это самая оптимальная нагрузка на балку для помещений со средним показателем эксплуатации. Для каких-либо уличных сооружений или более влажных помещений – 600 кг/м3.

75 МПа – это предел прочности хвойной породы древесины, которая работает на изгиб, а показатель жесткости определяет ее склонность к деформации при каких-либо нагрузках.

При среднестатистических условиях нагрузок конструкции при ее эксплуатации:

Е = 10 000 Мпа – вдоль волокон;

Поперек волокон показатель Е уменьшается почти в 50 раз.

На прочность дерева также оказывает немалое влияние температура воздуха. В случае, когда она повышается, происходит понижение упругости, следовательно, повышается хрупкость древесины. Такое же явление происходит и температуре ниже нуля.

При совершении расчетов конструкций бывают нагрузки двух видов:

1. Расчетные (умножение h на n – перегрузку).
2. Нормативные.

Надежность балки определяется по действию максимального момента изгиба:

σ = М/Wр ≤ Rи

σ – напряжение в балке;

Wр – расчетный момент сопротивления;

Rи – расчетное сопротивление по изгибу, которое для древесины хвойных пород равно 13 МПа.

Подбор сечения рассчитывается, исходя из требуемого момента сопротивления Wтр:

Wтр = М / Rи

1. Для прямоугольного сечения:
2. Для круглых сечений:
3. Проверка жесткости производится на действие нормативных нагрузок:

f – предельный прогиб балки;

l – расчетный пролет 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 см4;

qн – нормативная нагрузка в кг/пог. см;

Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см2 – 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 жесткость.

Для примера рассчитаем деревянную балку междуэтажного перекрытия. Пролет l = 4.5 м; вес перекрытия – g = 200 кг/м2; временная нагрузка p = 150 кг/м2; расстояние в плане между осями балок а = 0.9 м; материал балки – сосна Rи = 130кг/см2; m коэффициент условия работы – 1.0.

Расчетная нагрузка на 1 пог. м элемента:

q = (gнn + pнn1) х a = (200 х 1.1 + 150 х 1.4) х 0.9 = 387 кг/пог. м

n, n1 – коэффициенты надежности постоянной и временной полезной нагрузок.

Момент сопротивления, который необходим, определяется из условия прочности:

Основываясь на специальные таблицы с расчетами, можно подобрать прямоугольное сечение элемента – bхh. Принимаем брус 8х24 см (W = 768 см3). В рассматриваемом случае отношение l/h = 450 : 24 = , а предельно допустимое с = 18.4 – для междуэтажных перекрытий. Исходя из этого, расчет на прогиб не производится.

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор.

С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

• Тип 1 — цельная деревянная балка.

• Тип 2 — клееная балка из досок.

• Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.

• Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП

2011) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь.

Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Сечение деревянных балок перекрытия

Как показывает практика, сечение балок деревянного перекрытия оказывает существенное влияние на способность балки выдерживать несущую нагрузку. Поэтому, необходимо предварительно выполнить расчет сечения деревянных балок перекрытия.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

В деревянных домах в качестве межэтажных балок в декоративных целях может использоваться бревно.

Деревянные балки перекрытия прямоугольного или квадратного сечения

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Как правило используются для устройства чердачных перекрытий. Круглая балка отличаются высокой устойчивостью на изгиб (зависит от диаметра).

Деревянные балки перекрытия круглого сечения (или овального)

Максимальная длина деревянной балки перекрытия из оцилиндрованного бревна составляет 7, 5 м.п.

Деревянные балки перекрытия — размеры

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Могут быть изготовлены из массива дерева, или в сочетании ОСБ и фанеры. Активно используются в каркасном строительстве.

Деревянные двутавровые балки перекрытия

Преимущества деревянных двутавровых балок:

• точные размеры;
• возможность использования на длинных пролетах;
• исключена возможность деформирования;
• малый вес;
• уменьшение мостиков холода;
• возможность закрепить коммуникации;
• возможность монтажа своими руками без привлечения специальной техники;
• широкая сфера применения.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• неудобны для утепления плитами.

Правильный подбор сечения деревянной балки должен быть включен в расчетный план, в противном случае, конструкция перекрытия окажется недостаточно или избыточно жесткой (лишняя статья расходов).

Деревянные двутавровые балки перекрытия — виды и типы, таблица

Материал подготовлен для сайта

Программы для проектирования и расчета стропильных систем

Расчет системы стропильной в специальной компьютерной программе

Как видно из вышесказанного, произвести расчет строительных систем крыш довольно сложно. Нужно обладать достаточным запасом теоретических знаний, обладать навыками рисования и черчения. Естественно, что далеко не каждый человек обладает такими профессиональными навыками.

К счастью, сегодня задача проектирования значительно облегчена, поскольку имеются очень удобные компьютерные программы позволяющие разрабатывать проекты различных строительных элементов.

Конечно, некоторые программы рассчитаны на профессионалов (например, Автокад, 3D Max и пр.). Неопытному человеку достаточно сложно разобраться с этим софтом.

Но существуют и более простые варианты. Например, в программе Аркон очень просто можно создавать разнообразные эскизные проекты, чтобы наглядно посмотреть, как будет выглядеть та или иная крыша.

Есть там и удобный калькулятор для расчета стропил, который позволяет эффективно и быстро произвести расчеты. Программа Аркон прекрасно подходит для профессионалов, но может быть использована и частными пользователями.

В сети можно найти и калькулятор расчета стропил, работающий в режиме онлайн. Однако произведенные на нем расчеты – это исключительно рекомендательные величины и не могут заменить разработки полноценного проекта.

Каким требованиям должен отвечать брус?

Чтобы вся стропильная система была крепкой и надежной к качеству строительных материалов придется подойти со всей ответственностью. К примеру, на брусе должны отсутствовать дефекты (трещины, сучки и т. п.), а его влажность не превышать показатель в 20%. Помимо этого сруб любого размера (50х50, 100х100, 150х150 и т. д.) обязательно обрабатывается защитными средствами от шашеля и других насекомых, гниения и возгорания.

Также делая выбор материала, придется учесть, что на брус могут оказываться дополнительные нагрузки, такие как:

• Непрерывные нагрузки бруса. К их числу относятся непосредственно сам вес всей стропильной системы, в которую входит: облицовочные и кровельные материалы, утеплители и т. д. Полученные данные на каждый материал суммируются.
• Кратковременные нагрузки могут быть нескольких видов: особо редкие, непродолжительные и длительного воздействия. К первому виду относятся происшествия, которые случаются весь редко (землетрясения, наводнения и т. д.). Непродолжительными являются ветровые и снеговые воздействия, передвижение людей ремонтирующих крышу и т. п. Длительными нагрузками являются все остальные воздействия, осуществляющиеся в определенном промежутке времени.

Расчет несущей способности

Как рассчитать деревянные балки перекрытий при известных пролете и шаге?

Общая информация

Максимальный пролет нами уже упоминался: он ограничен длиной поставляемого бруса. Однако оптимальным значением пролета для деревянных несущих конструкций считаются 2,5 — 4 метра. Среди прочего, меньший пролет позволяет обойтись брусом меньшего сечения, что удешевляет конструкцию перекрытия.

Оптимально использование в качестве балок бруса с прямоугольной формой сечения. Его высота должна относиться к ширине как 1,4:1. В этом случае мы получаем максимальную несущую способность при опять-таки минимальных расходах.

Однако: реальные сечения деревянного бруса заставляют несколько отклоняться от оптимальной пропорции размеров.

Балка должна опираться на стену как минимум 12 сантиметрами свой длины от края.

Опирающийся на стену край гидроизолируется со всех сторон, кроме торца. При заделке торца непроницаемым для влаги материалом торцы рано или поздно загниют из-за отсутствия естественной сушки.

Концы балок обернуты рубероидом. Он предотвратит увлажнение древесины при контакте с материалом стен.

При расчете межэтажных перекрытий обычно используют расчетное значение полной нагрузки (собственный вес перекрытия и эксплуатационная нагрузка) в 400 кгс/м2. Однако для неэксплуатируемых чердаков это значение может быть уменьшено.

Холодный чердак нетребователен к прочности перекрытия.

Таблицы сечений

Начнем с подбора сечения прямоугольного бруса для нагрузки 400 кгс/м2 при разных значениях пролета и шага между балками.

При сооружении чердачного перекрытия под неэксплуатируемым чердаком расчетная нагрузка может лежать в пределах 150 — 350 кгс/м2. При шаге между балками в один метр их сечения в сантиметрах должны быть следующими:

Еще одна таблица содержит минимальные диаметры круглых балок (оцилиндрованного бревна) при нагрузке 400 кгс/м2 и шаге 1 метр.

Изготовление и габариты траверсы

Деревянные двутавры изготавливается совершенно по другой технологии, чем аналогичные металлические конструкции, хотя общее сходство у них есть.

И деревянные и металлические двутавровые балки имеют три основных элемента:

• Верхнюю полку;
• Нижнюю полку;
• Перегородку.

Но в отличие от железных изделий, у деревянных перекрытий каждый из составляющих элементов изготавливается отдельно, и затем происходит сборка всей конструкции. Стенкой может быть ОСП или толстая фанера, а полки выполняются либо из цельного дерева, или из клееного бруса. Связываются между собой они с помощью пазов и крепятся посредством клеевого соединения. Обычно применяются габариты балок следующие: 200×80 и перегородка толщиной 27 мм.

Стандартные габариты двутавровой деревянной балки

В зависимости от нагрузки, разработаны различные технологии изготовления деревянных двутавров, при этом материал и размеры у них будут различные. Более наглядно это можно увидеть из ниже приведенной схемы:

На производстве при изготовлении деревянных перекрытий, как правило, используется специальное оборудование (станки фрезерные, циркулярные, установки для склеивания, пресса и др.)

Балочные металлические и железобетонные перекрытия

В качестве балок в таких конструкциях применяются:

• двутавр;
• швеллер;
• уголок.

Швеллер и уголок для этих целей необходимо, предварительно, сварить определенным образом. Естественно, этому предшествует небольшой расчет.

К неоспоримым преимуществам таких металлических балок относятся:

В железобетонных перекрытиях в качестве балок могут использоваться двутавр, швеллер, а также уголок.

1. Высокая надежность и долговечность.
2. Пожаробезопасность и стойкость к биологическим врагам.
3. Возможность безопасного перекрывания пролетов в 4 -6 метров.

Расстояние между такими балками перекрытия может быть вдвое больше, чем между деревянными и регламентируется, чаще, размерами плит настила (расчет должен подтвердить, что плиты вынесут определенную нагрузку). Такие балки, напрямую, нельзя использовать в виде лаг для настила пола. К ним непросто (но возможно) подшивать потолок.

К сожалению, это не все недостатки перекрытия, использующего металлические конструкционные материалы. Еще к недостаткам такого перекрытия следует отнести:

1. Образование ржавчины во влажных помещениях.
2. Необходимость в грузоподъемных механизмах при монтаже.
3. Хорошая звуко- и теплопроводность (с этими недостатками борются путем обертывания торцов металлических конструкций войлоком).

Накат на таких балках бывает не только из досок, но и из плит. Это могут быть облегченные железобетонные плиты или плиты из других легких и прочных строительных материалов – их применение регламентирует расчет.

Чтобы избежать коррозии несущих балок, используют железобетонные балки перекрытия. Такие балки укладывают на расстоянии 0,6 -1,0 м. Заполняют пространство между балками легкобетонными плитами или легкобетонными блоками. Поверх такого перекрытия делают стяжку под пол, а потолок штукатурят под побелку, покраску или обои.