Межэтажное перекрытие по деревянным балкам: расчёт по сборным нагрузкам и допустимому прогибу

Оглавление

Расчет для примера

В качестве примера определим шаг лаг для пола в стандартном панельном доме (расчет 1) и в каркасном здании (расчет 2).

Расчет 1.

Начальные данные – опора на плиту перекрытия по базовой стяжке, с регулируемыми фиксаторами (винтовыми), под ламинат. Размеры помещения 3х5 м, пролет выбирается 3 м (параллельно стене с окном). Под ламинат необходимо устройство чернового настила из фанеры в 20 мм.

Согласно таблице, для такой толщины настила (фанера) шаг лаг можно принять 300 мм, а сечение бруса для пролета в 3 м – 150х80 мм. Расчетное количество х составит при расстоянии от стен 50 мм, ширине бруса 80 мм и шаге лаг под фанеру 300 мм

Поскольку число лаг не может быть не целым, принимаем количество брусьев 13 или – при малой нагрузке можно увеличить расстояние до стены – 12 штук.

Если при тех же условиях рассчитывается шаг лаг для пола из досок толщиной 50 мм, то расчетное количество брусьев х при расстоянии между ними 1000 мм составит

Принимаем целое количество 4 штуки (здесь уменьшать их число нежелательно).

Расчет 2

Начальные данные – опора на деревянные балки перекрытия, расположенные с шагом 1000 мм, те же размеры и конфигурация помещения, та же отделка.

Определим, через какое расстояние лаги должны быть уложены под настил из фанеры. По данным таблицы для фанеры толщиной 20 мм шаг лаг составляет 300 мм, при этом расстояние между балками составляет 1000 мм. Необходимо вначале разместить лаги по числу балок с креплением к их боковой стороне и выравнивании, далее расположить брусья поперек первичных лаг с шагом 300 мм. Поскольку балки имеют длину 3000 мм, первичные лаги также должны быть длиной 3000 мм и иметь сечение не менее 200х150 мм. Для пятиметровой комнаты таких лаг (согласно предыдущему расчету) потребуется 4 лаги (или пять, в зависимости от положения балок). Размещение вторичных опор идет по пролету длиной 5000 мм, при расстоянии 300 мм и ширине бруса 150 (сечение 200х150 мм) их потребуется

Учитывая округление, необходимое число пятиметровых (составных) лаг составляет 5 штук.

Для настила из половой доски толщиной 50 мм требуемое расстояние между лагами составляет 1000 мм, что равно шагу между балками. Поэтому число лаг соответствует числу балок (4 или 5 штук).

В обоих случаях необходимо внести поправку на повышенную нагрузку на перекрытие. В зависимости от условий эксплуатации, можно увеличить сечение брусьев/уменьшить расстояние между ними/применить комплексную поправку (увеличение сечение и уменьшение расстояния между лагами под доски).

Если принять увеличение сечения, то следует принять в обоих случаях ближайшее большее значение согласно таблице, то есть 220х180 мм (первичные и вторичные при перекрестном настиле) и 180х100 мм для настила под доски. Поправка на изменение расстояния лаг под пол (шаг) приводит к увеличению числа брусьев. Для первого расчета число первичных лаг не измениться, а для вторичных количество составит (при уменьшенном шаге 250 мм)

При креплении лаг к балкам шаг не меняется, следовательно, этот метод внесения поправок не применим.

Устройство балочного перекрытия

При монтаже нужно обязательно соблюдать уровень всех вертикалей и горизонталей. Для этого предварительно натяните маячный шнур и устанавливайте каждую балку, ориентируясь на него. Только таким образом можно обеспечить идеальное устройство балочного перекрытия.

Это обеспечит ровность всех балок относительно друг друга. Чтобы при монтаже наката балки не двигались, скрепите их между собой. Не забывайте, что деревянные перекрытия легко воспламеняются, поэтому если сквозь них проходят печные или каминные трубы, то между трубой и элементами перекрытия должно сохраняться расстояние не менее 40 см. Все электрические кабели, проходящие внутри или снаружи перекрытия, укладываются в кабель-канал (монтажный короб) или гофру.

Таблица. Расстояние между балками междуэтажного (чердачного) перекрытия, см

Сечение

Расстояние между стенами, м

деревянной балки, мм

3

3,5

4

4,5

5

50×160

80(120)

60 (90)

45 (65)

50

40

60×120

125(185)

80(135)

70(105)

55(80)

45 (65)

100×100

60 (90)

45 (70)

35(50)

40

Не применяется

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП)

Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Расчет длины балок перекрытия.

Размеры пролета, который необходимо перекрыть и размер заделывания балок перекрытия в стены определяет длину балок. Длина замеряется рулеткой. Глубина заделывания балки в стену в каждом случае должна определяться индивидуально, исходя из того материала, из которого изготовлены стены. В кирпичные или бетонные стены балки перекрытия устанавливаются в пазы глубиной около 100 мм, если балка перекрытия изготовлена из доски и на глубину 150 мм, если балка из бруса. В деревянных стенах вырубают специальные зарубки, глубина которых должна составлять не менее 70 мм. В случае крепления балок перекрытия к деревянным стенам при помощи специальных металлических креплений, в качестве которых используют уголки, кронштейны, хомуты, длина балок такая же, как и расстояние между стенами. В некоторых случаях на деревянные балки перекрытия монтируют стропильные ноги крыши и тогда необходимо выпустить балки за стену на 30-50 см, чтобы сформировать свет будущей крыши.

Балки перекрытия в зависимости от того из какого материала или древесины они изготовлены могут перекрывать разный размер пролетов. При этом необходимо учитывать, что оптимальным является длина пролета в 2,5–4 м. При длине до 6 м может быть использована балка перекрытия из обрезной доски или бруса. От 6 до 12 м уже необходимо применять балки перекрытия из клееного бруса, которые могут быть прямоугольными или двутавровыми. В случае же использования обычных балок перекрытия необходимо опирать их на промежуточные опоры, в качестве которых выступают стены или колонны. Вместо балок, если длина пролета составляет более 6 м, можно использовать деревянные фермы. 

Для расчета балки перекрытия, воспользуйтесь онлайн калькулятором расчета балки перекрытия.

Перекрытие брусом

Назначение и разновидности

Брус для перекрытий используется в качестве несущих балок, которые передают нагрузку от всех находящихся в помещении предметов, включая собственный вес перекрытия, стенам сооружения. Эти балки служат опорой для половых лаг и основой для отделочного покрытия потолка.

Таким образом, мы видим, что перед нами конструкционный элемент, грамотное использование которого требует правильного расчета таких параметров, как:

сечение бруса для перекрытия

Важно подобрать ширину и высоту сечения, а также их соотношение;
длина балки по отношению к ее сечению. Существует максимальная длина перекрытия из бруса, и обычно она не превышает 6 метров, так как деревянный материал не может надежно справляться с пролетами больших размеров;
шаг расположения несущих элементов по перекрываемой площади
;
влажность пиломатериала. Это также очень важный параметр, от которого может зависеть успех всего мероприятия;
порода древесины
, используемая при изготовлении балок

Чаще всего это сосна;
качество пиломатериала. Важно следить за отсутствием трещин, большого количества сучков и других дефектов;
наличие, степень и состав комплексами
, включающими антисептики, фунгициды, антипирены и инсектициды.

Это также очень важный параметр, от которого может зависеть успех всего мероприятия;
порода древесины
, используемая при изготовлении балок. Чаще всего это сосна;
качество пиломатериала

Важно следить за отсутствием трещин, большого количества сучков и других дефектов;
наличие, степень и состав комплексами
, включающими антисептики, фунгициды, антипирены и инсектициды.

Для сооружения межэтажных конструкций обычно используют массивный четырехкантный материал из сосны северных пород. Наиболее популярные сечения – 100х100 мм, 150х100 мм, 150х150 мм, 200х150 мм, 200х200 мм.

Считается, что наибольшей несущей способностью обладают детали, высота которых превышает ширину как 7:5, а длина превышает высоту примерно в 24 раза.

Если говорить о разновидностях, то на практике применяют такие типы:

  1. Массивный пиломатериал. Обычно это хвойные породы: сосна, лиственница, пихта, ель, кедр. Отличаются высоким содержанием смол и стойкостью к влаге, достаточно высокой прочностью и доступностью, особенно в регионах с большими площадями лесов (Россия, Белоруссия, Канада, США, Скандинавские страны, Украина и т.д.).
  2. Клееный брус для перекрытий. Производится из ламелей (досок) радиального распила, которые склеивают с встречным направлением волокон. Цена таких балок высока, но их прочность, надежность и долговечность вне конкуренции.
  3. Сборный из досок. Если поставить на ребро две или более доски сечением 150х30 мм и сбить их гвоздями в шахматном порядке, то в результате мы получим даже более прочный аналог массива сечением 150х50 мм. Такой способ часто применяется в дачном строительстве.
  4. Современные клееные материалы в виде двутавров и прочих конструкционных деталей, спрессованные из стружки, ламелей, фрагментов и других отходов деревообработки. Прочны, практичны, но весьма дороги.

Расчёт параметров

Перед тем как перейти непосредственно к практическим работам, следует рассчитать все параметры балок, которые будут нести нагрузку от перекрытий. Для этого нам понадобятся такие величины:

Основные величины Определение значения
Длина Для определения длины балки необходимо к длине пролета между ближайшими в комнате стенами прибавить двойную глубину закладки детали в стену.

Обычно глубина закладки составляет 100 – 150 мм. Если деталь крепится кронштейном или стальным гнездом, тогда ее длина должна быть равной длине пролета (ширине комнаты)

Для полов между жилыми этажами берут значение в 350 — 400 кг/м² в зависимости от количества мебели и жильцов

Сечение
Так как мы уже определили длину и действующую ожидаемую нагрузку, мы найдем и параметры размеров сечения.

Для этого длину разделим на 24 (найдем, какой брус использовать для перекрытия 6 метров) – 6000/24 = 250 мм, теперь (250х7) /5 = 178.6, округляем в большую сторону и получаем перекрытие пролета 6 метров брусом с сечением 250х180 мм.

Само собой, полученный размер мы подгоняем под имеющиеся в продаже стандарты в сторону увеличения, так как нестандартный пиломатериал стоит дороже

Шаг укладки
Может варьироваться от 30 до 120 см, подбирается с помощью отдельных расчетов или специальных справочных таблиц, так, чтобы относительный прогиб детали составлял не боле 1/350 длины для межэтажных и не более 1/250 длины для чердачных конструкций.

Обычно составляет 0.5 – 1 метр и подбирается под ширину плит утеплителя

Устройство

По назначению данные конструкции разделяются на следующие виды:

  • цокольные,
  • межэтажные,
  • чердачные.

Цокольные и чердачные перекрытия требуют усиленной теплозащиты в силу высоких перепадов температур. Для межэтажных оборудуется качественная шумоизоляция, если на верхнем этаже будут находиться жилые комнаты. Конструктивно они состоят из следующих элементов:

  • балки,
  • подшивное перекрытие,
  • изоляционные слои,
  • накат,

Второй способ устройства деревянных перекрытий: между брусьями укладываются плиты минеральной ваты. Затем поперек них прикрепляются лаги, которые обшиваются накатом. Третий способ выполняют, как 2-ой, но добавляют еще 1 слой лаг и утеплитель между ними. Таким способом осуществляется усиление несущей способности всей конструкции.

Если устанавливаются балки перекрытия в деревянном доме, следует учитывать его усадку в течение года после возведения. Избежать деформации вследствие этого можно следующим способом: сочленения брусьев с наружными стенами закрепляются не жестко, а концы брусьев обрезают под 60º. В кирпичных стенах делают по-другому: в процессе возведения предусматривают специальные гнезда для закладки бруса. Между его концом и кирпичом должна находиться пропитанная битумом подкладка.

При монтаже деревянных перекрытий допускается наращивать балки. Для этого в месте соединения двух брусьев запиливают замок длиной 0,5-1 м. Элементы скрепляют между собой болтами. Конструкция будет более надежной, если концы наращенного бруса расположить на стене фасада. Кроме этого их надо пропитать битумом, а практически незаметное свободное пространство заложить утеплителем.

В целом конструкция перекрытия выглядит следующим образом:

  • крайние балки располагаются на опорном брусе (мауэрлате) или на верхней металлической обвязке;
  • следующие укладываются с шагом минимум 0,5 м (шаг тем меньше, чем больше длина пролета);
  • крепление к срубу осуществляется при помощи надставок, прикрепленных болтами;
  • между надставками при помощи длинных гвоздей закрепляются вкладыши.

Надставки применяются в случаях, когда уже уложена теплоизоляция, например, плиты минеральной ваты. Монтаж утеплителя снизу вверх осуществить легче и быстрее, поэтому часто используется такой прием. Для надставок берут брус 100 мм.

Разновидности деревянных перекрытий

Классический способ монтажа основан на устройстве несущей части из балок и заполнения пустого пространства. Для этого сбивают накат, состоящий из прилегающих плотно друг к другу щитов или досок. Следует отметить, что для работ часто используется не цельный или клееный брус, а деревянная двутавровая балка для перекрытий, отличающаяся легким весом и высокой прочностью. При помощи такой балки можно осуществить быстрый монтаж перекрытий.

Сама конструкция двутавровой балки делает ее отличным материалом для возведения каркасных домов. Таким образом, весь каркас и перекрытия собираются из одного материала, при этом монтаж не требует применения тяжелой техники. Конструкция двутавровой балки состоит из следующих элементов:

  • доски-полки из прочной древесины обеспечивают хорошие несущие характеристики;
  • пространство между ними занимает плита OSB; она удешевляет себестоимость изделия, уменьшает вес, что благоприятно сказывается на общем весе дома и его давлении на фундамент.

В заключение следует отметить преимущества деревянных перекрытий для частного домостроения. Домовладельцу не надо нанимать тяжелую технику вследствие небольшого веса бруса. Затраты на строительство минимальные, так как брус и доску можно приобрести из хвойных пород. Материал обладает высокими звукоизолирующими и теплосберегающими свойствами. Крепления осуществляются болтами или длинными гвоздями, что также является легким, быстрым и удобным способом монтажа.

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Расчет нагрузки на монтируемое перекрытие

Передаваемую за счет конструкции нагрузку суммируют, учитывая общий вес одновременно с весом утеплителя. Вместе с тем получают сумму веса всех предметов. Выполнение верного расчета возможно, только если были использованы услуги специалистов проектной организации.

Если воспользоваться другим способом расчета, то он будет доступен только при самостоятельном выполнении согласно следующей схеме:

  1. Если чердачные элементы имеют подшивную доску при отсутствии больших нагрузок, то их действие составит 50 кг на один квадратный метр при наличии утепления минеральной ватой.
  2. Расчет нагрузки на конструкцию составит: 1.3*70 = 90 кг/кв.м; 1,3 — величина коэффициента запаса прочности.
  3. Общая нагрузка должна быть рассчитана так: 90 + 50 = 130 кг/кв.м.

Таблица допускаемой нагрузки на балки.

При наличии в конструкции межбалочного утеплителя, который является более тяжелым, чем минвата, применяют подшивку из досок, имеющих достаточную толщину. Уровень нагрузки составит 150 кг/кв.м, при этом: 150 * 1.3 + 50 = 245 кг/кв.м — величина общей нагрузки.

Дополнительными факторами нагрузки при наличии мансарды является масса имеющегося покрытия пола, мебели, других предметов, поэтому увеличение нагрузки составит до 350 кг/кв.м. Величина нагрузки берется в 400 кг/кв.м, когда балка представляет собой часть межэтажного перекрытия.

Какое сечение должны иметь балки?

После определения длины изделий с учетом расчетной нагрузки рассчитывается шаг, а также сечение. Если применяются бревна, то осуществляют расчет их диаметра. Данные величины являются связанными друг с другом, поэтому отношение высоты изделия к его ширине должно находиться в оптимальном соотношении, равном 1,4:1. Подобрать размеры можно в зависимости от толщины утеплителя, которая может варьироваться в интервале 100-300 мм. При использовании бревен их берут диаметром от 110 до 300 мм.

Выбор шага монтажа конструкции должен относиться к диапазону от 300 до 1200 мм. Обязательно учитывают все размеры используемого межбалочного утеплителя, а также материал для подшивки. Величина расстояния между стойками конструкции каркаса должна соответствовать шагу балок. Расстояние между балками можно найти по таблице.

Для чердаков величина допустимого изгиба является равной 1/200, а межэтажные перекрытия предполагают величину параметра, равную 1/350. Рассчитывая размер сечения, обычно используют справочную литературу.

https://youtube.com/watch?v=7G3vwuLIcnI

Как на примере сделать расчет балок перекрытия?

Можно применять формулу следующего вида: M = N * L2/8, где L — величина длины пролета; N — размер нагрузки на единицу площади. Пример расчета балок перекрытия показан в видео 1.

Наличие перекрытия в четыре метра над пролетом должно испытывать изгибающий момент при шаге в 1 м, поэтому М = 400 кг/кв.м * 42 м / 8 = 800 кгм. Вместе с тем учитывают и то, что каждый элемент, входящий в конструкцию перекрытия, требует определенного момента сопротивления, который находится согласно формуле W = M/R.

Для разных пород дерева, используемого для изготовления конструкции, параметр R может отличаться. При подстановке конкретных цифр в формулы получаемое значение будет определено согласно следующим условиям: W = 80 000 / 140 = 571 куб.см.

https://youtube.com/watch?v=WxXW-C0YYeQ

М — это полученное в результате предыдущих расчетов значение изгибающего момента, равное 80 000 кгсм, переведенное к единой системе единиц. Для несущей конструкции лучше брать брус прямоугольного сечения. Для вычисления момента сопротивления используют другую формулу: W = a * h2/ 6. Параметр в формуле а является шириной, а h — высотой.

При подстановке в нее одного размера ширины можно вычислить другую сторону сечения, являющуюся высотой. Она находится по формуле: 6 W/a. Из данной величины требуется извлечь корень квадратный. Если взять размер параметра h = 18.5 см, тогда ширина будет равна 10 см, то есть размер стандартного сечения деревянных изделий будет составлять 20 * 10 см, что должно удовлетворять всем требованиям.

ГОСТ 4981-87 от 1988-01-01 Балки перекрытий деревянные. Технические условия.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЙ ДЕРЕВЯННЫЕ

Дата введения 1988-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР, Министерством лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности СССР

А.А.Сидорин (руководитель темы), Т.Н.Ершова, С.В.Запальская, Н.Б.Коваль, Г.В.Левушкин, Н.В.Шведов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного строительного комитета СССР от 04.08.87 N 159

2. Срок проверки — 1992 г.; периодичность проверки — 5 лет

3. ВЗАМЕН ГОСТ 4981-78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

Настоящий стандарт распространяется на балки из цельной и клееной древесины (далее — балки), предназначенные для устройства чердачных, междуэтажных и цокольных перекрытий в одно-двухэтажных жилых и одноэтажных общественных зданиях.

Общие сведения

Разновидности перекрытий

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крыши, и тогда оно будет являться частью стропильной системы. Оно может быть установлено в качество независимого элемента. Для сохранения тепла следует обязательно использовать слои с теплоизоляцией и пароизоляцией. Перекрытие цокольного этажа и подвала должно быть очень прочным и способным выдерживать большие нагрузки. Такие пролеты тоже утепляют и прокладывают слои материала для пароизоляции, чтобы холод ни в коем случае не проник из подвала в дом.

Между собой балки отличаются по видам, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сделать цельные балки, используют древесину твердых пород. Большим недостатком являются цельномассивные деревянные балки, так как у них есть ограничение по длине – не более 5 метров. Балки из клееной древесины отлично сочетают в себе эстетику и высокую прочность. Их использование помогает существенно увеличивать предельную длину, которая может быть до 20 метро и идеально подойдет для перекрытия больших пролетов. Учитывая то, что этот материал выглядит очень красиво, его зачастую не перекрывают потолком, и он является элементом дизайна.

Преимущества

Есть несколько весомых преимущества, к которым можно отнести:

  • Простоту установки.
  • Способность к перекрытию больших пролетов.
  • Небольшой вес.
  • Большой срок эксплуатации.
  • Высокий уровень безопасности от пожаров.
  • Материал не поддается деформации.

Перекрытия балками между этажами делается материалом с прямоугольным сечением, что характерно для доски или бруса, или же используется круглое, которое изготовлено из бревна.

https://youtube.com/watch?v=3ceTay-h044

Требования к балкам перекрытия

Установка перекрытий из деревянных балок способно повлечь за собой ряд особых требований, которые следует учитывать.

Состоят они в следующем:

  1. Балочные изделия обязательно должны быть сделаны из хвойных пород дерева,  так как именно они имеют высокий запас прочности. При этом влажность древесины должна быть не больше 14%, так как в противном случае лаги под нагрузкой будут иметь большой прогиб.
  2. Запрещено для создания балок перекрытия использовать древесину, которая подверглась заболеваниям, грибку или она была испорчена насекомыми.
  3. Перед началом монтажа элементы для создания балок следует обрабатывать антисептиками.
  4. Для того чтобы в будущем пол или потолок не прогибался из-за нагрузки, следует сделать строительный подъем. Чтобы это выполнить, потолок нижнего этажа должен иметь незначительный подъем – это не будет вам мешать, наоборот, при нагрузке все выровняется и будет в нужном положении.
  5. Если вы планируете укладывать брусья с большой частотой, то вместо них можно использовать доски, которые нужно обязательно устанавливать на ребра.

Порядок расчета

Перед началом установки деревянного перекрытия балками следует выполнить некоторые расчеты, благодаря которым вы узнаете размеры и количество балок.

Для этого вам потребуется:

  • Определить, какова будет длина пролета, на которой и будет производиться установка.
  • Сделать расчеты на предполагаемую нагрузку, которая будет после установки.
  • С указанными данными можно выполнить расчеты на сечение балок и шага установки. Для этого используйте специальные калькуляторы онлайн или таблицы.

Длина балок будет сложены из таких данных, как длина пролета, который следует перекрыть и запаса балки, который будет установлен в самой стене. Узнать пролет можно при помощи любых измерительных приборов, а запас балок, который будет установлен в стене, напрямую зависит от материала, из которого выполнена стена.

Самый популярный вариант пролета, который перекрывают балками, равен от 250 до 400 см. Но учтите, что самая большая допустимая длина балок, сделанных из доски или бруса, не может быть более 600 см. В случае, если длина пролета больше допустимого размера, советуем сделать балки из клееного  бруса. Кроме этого, для перекрытия пролета, который более 600 см, можно поставить специальную деревянную ферму. Нагрузка, которая идет на деревянную балку, в целом состоит из веса деталей пролета (внутреннего наполнения, балок, обшивка пола и потолка) и веса элементов временного назначения (бытовая техника, предметы мебели, люди, присутствующие в помещении).

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

Большинство помещений имеют прямоугольную форму. В таком случае рациональнее всего крепить балки перекрытия так, чтобы добиться минимально возможной длины самой балки. Так, например, если размер помещения 4 х 6 м, то лучше использовать балки длиной 4 м, так как требуемое сечение для них будет меньше, чем для 6-метровых балок

Обратите внимание, что в нашем случае 4 м и 6 м – это длина пролета балки, сама балка должна быть на 30 – 60 см длиннее

Теперь стоит вернуться к вопросу о нагрузке. Перекрытия жилых домов чаще всего рассчитаны на распределенную нагрузку 400 кг/м2, причем для расчета чердачного перекрытия достаточно будет даже 200 кг/м2. Весь дальнейший расчет будет произведен для такой нагрузки с учетом, что расстояние между стенами равно 4 м.

Выбор материалов, расчет конструкции

Типы балок для перекрытий

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

  • доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
  • двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
  • LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
  • комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
  • четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
  • двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
  • оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

  • межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
  • чердачное перекрытие;
  • подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

  • потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
  • длина пролета (ДП);
  • шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

ПН

ДП

150 250 350 450
2 м 50×100 50×100 50×100 50×120

100×100

2.5 м 50×100 50×120

100×100

50×130

100×120

100×100
3 м 50×120 50×140 50×160 100×120
3.5 м 50×140

100×100

50×160

100×130

50×180

100×150

100×160
4 м 50×160

100×130

50×180

100×150

100×160

120×150

100×180

150×160

4.5 м 50×180

100×140

100×160

130×150

100×180

150×160

100×200

150×180

5 м 100×160 100×190

150×170

100×210

150×190

100×190

150×170

5.5 м 100×180 100×190

150×160

100×200

150×180

100×220

150×200

6 м 100×200 100×200

150×180

100×250

150×220

100×220

150×200

Табл. 1 — Сечение балок при шаге в 0.5 метра

ПН

ДП

150 250 350
2 м 100×100 100×110 100×120
2.5 м 100×110 100×120 100×130
3 м 100×120 100×130 100×150
3.5 м 100×140 100×160 100×180

100×160

4 м 100×160 100×190

150×150

100×200

120×180

4.5 м 100×180

150×160

100×200

150×180

100×220

150×190

5 м 100×190

150×170

100×210

150×190

100×230

150×200

5.5 м 100×200

150×170

100×220

150×200

100×240

150×210

6 м 100×220

150×200

120×230

150×210

120×250

150×230

Табл. 2 — Сечение балок при шаге в 1 метр.

Расчет количества балок для перекрытия производится по следующей формуле:

КБ = ДП/Ш, где:

  • КБ – количество балок установленного сечения;
  • ДП – длина пролета;
  • Ш – шаг.

Общее число балок зависит от количества пролетов.

Этапы формирования деревянного пола

Деревянный пол, создающийся на втором этаже дома, может быть лаговым или балковым.

Процесс создания деревянного пола разделяется на следующие этапы:

Первоначально формируется черновой пол, для которого обычно используются разные бруски или доски, обладающие высокой прочностью и низкой влажностью. Они подгоняются в соответствии с габаритами самой комнаты, в которой выполняются работы

При этом важно, чтобы был получен ровный слой, в котором отсутствуют перегибы или иные проблемы.
Создается гидроизоляционный слой, для чего оптимальным выбором считаются современные гидроизоляционные материалы, представленные в виде рулонов. Ими покрывается все основание с небольшим нахлестом на стены. Дополнительно можно произвести обработку разными обмазочными материалами.
Проводится утепление деревянного пола

Для этого могут использоваться разнообразные материалы, но самой популярной считается для этого минеральная вата. Она выпускается в виде плит или листов. Они ровным слоем укладываются на поверхности пола, а все стыки заклеиваются.
Монтируется слой пароизоляции. Он будет выступать в качестве защиты минеральной ваты от влаги, а также будет защищать и сам деревянный пол второго этажа от влаги изнутри. Здесь обычно выбираются подходящие виды пленок, которые раскатываются по ровной поверхности внахлест с обязательном приклеиванием мест нахлеста.
Устанавливается основной пол. Здесь может использоваться настил пола или же монтируется пол на лагах. Оптимальным считается последний вариант, предполагающий установку с помощью саморезов специальных лаг, обладающих одинаковыми размерами. Расстояние между ними равно ширине используемых далее плит для формирования настила.

Дополнительно можно произвести обработку разными обмазочными материалами.
Проводится утепление деревянного пола. Для этого могут использоваться разнообразные материалы, но самой популярной считается для этого минеральная вата. Она выпускается в виде плит или листов. Они ровным слоем укладываются на поверхности пола, а все стыки заклеиваются.
Монтируется слой пароизоляции. Он будет выступать в качестве защиты минеральной ваты от влаги, а также будет защищать и сам деревянный пол второго этажа от влаги изнутри. Здесь обычно выбираются подходящие виды пленок, которые раскатываются по ровной поверхности внахлест с обязательном приклеиванием мест нахлеста.
Устанавливается основной пол. Здесь может использоваться настил пола или же монтируется пол на лагах. Оптимальным считается последний вариант, предполагающий установку с помощью саморезов специальных лаг, обладающих одинаковыми размерами. Расстояние между ними равно ширине используемых далее плит для формирования настила.

Деревянные полы обладают многими плюсами, однако если перекрытия второго этажа являются качественными и надежными, то можно сделать и бетонные полы, которые прочны и долговечны.