Балки перекрытия из дерева: виды, подбор сечения и пример расчета

Первичной задачей перед началом внутренних работ, после возведения кровли, является чердачное перекрытие по деревянным балкам. Оно должно содержать внутренний слой утеплителя, гидроизоляции и внешние слои потолочного либо напольного покрытия. Виды и характеристики материалов для перекрытия, а также, технологические особенности и нюансы этого процесса мы рассмотрим в данной статье. И начнем мы с некоторых важных подготовительных моментов. Для начала предлагаем ознакомиться с видеороликом:

Как закрепить стропила на балках перекрытия

Крепление стропил к балкам перекрытия обычно требуется при возведении легких мансардных крыш. Выбор оптимального варианта монтажа и соблюдение технологии позволит гарантировать надежность узлов крепления. Если опорой висячих стропил служат балки перекрытия, уложенные непосредственно на стену, то такая система создает серьезные точечные нагрузки на строительные конструкции. Обычно такой подход практикуется при строительстве деревянных домов, так как горизонтально расположенные бревна или брус, из которых выполнены стены, способствуют равномерному распределению нагрузок.

Для кирпичных стен нераспределенное давление является разрушительным – в местах расположения балок перекрытия край стены начинает крошиться. Чтобы рассредоточить давление, на гребень стены следует уложить мауэрлат, выполненный из толстого бруса (рекомендуется сечение 150×150 мм). Если выбран вариант кровли, где предусматривается крепление стропил к балкам перекрытия, то балки укладываются поверх мауэрлата и надежно крепятся к нему.

Построить дом своими руками не так сложно, как кажется с первого взгляда. Единственным элементом, при возведении которого у неопытных строителей могут возникнуть затруднения, является крыша. От нее зависит степень комфорта при проживании в доме. Разберемся с таким моментом, как крепление стропил к балкам перекрытия.

Крепление стропил к балкам перекрытия, которые выступают на 40 сантиметров от стен, может быть выполнено вырубкой методом двойного зуба. Это сделать достаточно просто: на конце каждой стропильной ноги вырубите подобие ступеньки. Такой же замок нужно вырубить на балке. Место соединения этих элементов затяните при помощи болта и хомута.

Существует еще один способ монтажа стыка стропил и балок перекрытия – использование накладок из досок. Они закрепляются при помощи саморезов или гвоздей со специальными надсечками. Распределение нагрузки от стропил между мауэрлатом и балками перекрытия позволяет сделать крышу более прочной.

Крепление стропил к балкам перекрытий чаще всего осуществляется на легких мансардных крышах. При этом стропильная система может иметь различные конструктивные варианты исполнения.

Крепление стропил к балкам перекрытий, в основном, производится на мансардных крышах.

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.

Инструменты и стройматериалы

Чтобы соорудить в частном доме черновые потолки, можно задействовать 25-миллиметровую доску. Ее закрепляют гвоздями «враскос» или используют 45-55 миллиметровые саморезы. Эти крепежные элементы способны надежно удерживать конструкцию.

Доски под финишной отделкой не будут видны, поэтому не имеет значения их внешний вид и на этом материале можно сэкономить. Главное требование к доске: она должна быть прочной и ровной. Если она размещена поверх балок, также нужно иметь в распоряжении черепные бруски.

Читайте также:  Герметик для бетона: заделка деформационных швов, фото

Можно применить другой вариант, для которого потребуются прочные листы фанеры. Для их крепления собирают каркас из реек или брусков.

Хорошим способом создания теплоизоляции является использование по 50 % опилок и минеральной ваты. Сначала нужно насыпать опилки, а поверх них уложить минвату. В результате получается теплоизолятор, превосходно удерживающий тепло в доме, где сооружен потолок по деревянным перекрытиям.

На сегодняшний день в продаже имеется большой ассортимент утеплителей для использования в жилых помещениях, а кроме этого, можно выбрать любые материалы на свое усмотрение. Поскольку доску крепят непосредственно на балки, использовать ее более удобно. Не нужно будет тратить деньги, время и усилия на сооружение обрешетки.

Из инструментов следует подготовить:

  • пилу или электролобзик;
  • шуруповерт;
  • молоток;
  • степлер.

Краткая инструкция по установке балок чердачного перекрытия

Балки углубляются в несущие стены на 200 мм. Так как дерево соприкасается с бетоном, кирпичом, блоками и пр., края балок требуют более тщательной антисептической обработки и гидроизоляции.

Шаг 1: В кирпичной кладке сделайте монолитную ленту фундамента под укладку балок перекрытия. Это поможет надежно закрепить бруски к основанию. На основу уложите гидроизоляционное полотно.

Шаг 2: Сделайте разметку для балок, согласно проекту дома. Первым нужно установить центральный брус. Он может иметь большее сечение и служить для установки вертикальных стоек под коньковый брус.

Чтобы сократить расход теплоизоляции, соотнесите размер материала с шагом брусков перекрытия заранее. Так вы минимизируете обрезки и сделаете слой изоляции цельным, а значит, более качественным.

Шаг 3: Края балок обработайте антисептиком для древесины и оберните гидроизоляционной пленкой. Можно окунуть концы балок в битумную мастику и уложить их на слой рубероида.

Шаг 4: Выкладывайте брусья на несущие перекрытия по разметкам. С обеих сторон балки закрепите усиленными стальными уголками.

Усиление перекрытий – необходимое мероприятие

Необходимость осуществления восстановительных работ, направленных на увеличение прочности перекрытий, возникает достаточно часто:

  • при выполнении планового ремонта обычной квартиры, расположенной в многоэтажном доме;
  • при осуществлении ремонтных работ внутри помещений производственного или складского назначения;
  • в процессе реставрации архитектурных памятников и восстановления межэтажных конструкций старых зданий;
  • при производстве ремонтных мероприятий, связанных с серьезной перепланировкой различных видов помещений.

Техническое состояние этих конструктивных элементов — один из основных факторов, которые определяют необходимость осуществления реконструкции гражданских и жилых зданий

Причины разрушения несущих конструкций различные:

  • несоблюдение требований технологии при выполнении строительных работ;
  • использование низкокачественных строительных материалов;
  • значительное повышение нагрузки на несущие стены и потолки;
  • арматурная коррозия, связанная с нарушением защитного слоя.

Кроме того, иногда возникает потребность в укреплении межэтажных панелей, состояние которых вполне удовлетворительное. Такая ситуация связана с изменением функционального назначения помещений. Ведь новые владельцы зданий достаточно часто размещают массивное оборудование, выполняют существенную реконструкцию, а также повышают этажность строения.

В зависимости от характерных особенностей разрушения, ремонтные работы предусматривают:

  • удаление разрушающихся элементов и локальную их замену новыми;
  • восстановление бетонного массива или наращивание толщины плит;
  • усиление панелей стальной сеткой или дополнительными прутками арматуры;
  • установку в участках стыковки балок стальных накладок и мощных хомутов.

Выбор оптимального метода усиления определяется строителями в зависимости от материала перекрывающих конструкций. В качестве материала перекрытий используется:

  • древесина;
  • металлопрофиль;
  • железобетон.

Эти работы предусматривают целый комплекс мероприятий, которые направлены на восстановление несущей способности перекрытия и отдельных частей

В одних случаях для увеличения нагрузочной способности применяется бетон, усиленный стальной арматурой, в других производится установка опорных элементов или используются металлические хомуты. Допускается установка на проблемном участке опорных стоек, изготовленных из металлопроката или деревянных брусьев. При выполнении восстановительных мероприятий и установке перекрытий следует придерживаться требований технологии и использовать качественное сырье.

Выполнение указанных рекомендаций позволит избежать проблемных ситуаций в процессе эксплуатации строения.

Усиление перекрытий: актуальность проблемы

Усиление перекрытий – необходимое мероприятие

Как уже было отмечено, ремонт перекрытия чаще всего предполагает замену элементов или фрагментов перекрытия, а также его усиления, что является одним из наиболее практикуемых мероприятий. Основной причиной необходимости усиления перекрытия является его неудовлетворительное техническое и эксплуатационное состояние, низкая несущая способность, а также внезапное возникновение необходимости усиления нагрузки на перекрытия и на здание в целом. Также причиной усиления перекрытий может стать нерациональный подбор строительных материалов и несоблюдение технических требований, приводящее к возникновению конструктивных ошибок. Существует несколько основных видов перекрытий, для каждого из которых характерен свой способ усиления. В связи с этим, для полного понимания проблемы, рекомендуем вам ознакомиться со следующей классификацией перекрытий.

Основные типы перекрытий:

  • Деревянное;
  • Перекрытие, основу которого составляют железобетонные монолитные плиты;
  • Перекрытие Клейна, как одно из наиболее редко встречающихся перекрытий;
  • Ребристое.

Для каждого из этих видов свойственны свои способы усиления, которое выполняется преимущественно на этапах перепланировки и ремонта квартиры или офисного помещения и помогает избежать возникновения непредвиденных аварийных ситуаций. Но независимо от конструктивных особенностей перекрытия, его усиление начинается с установки опорных стоек, а также в случае необходимости устройства опор для перекрытий нижележащих этажей. При этом важно помнить, что технология усиления перекрытий предполагает размещение опорных стоек одна над другой. Чтобы вес перекрытий, подвергшихся усилению, равномерно распределился по перекрытиям нижерасположенных этажей, их устанавливают на лаги, в качестве которых используют стальные балки или деревянные брусья.

Читайте также:  Зачем между плитами бетонного шоссе делают зазоры?

Изготовление сборных балок

Если идет ремонт и требуется установка или замена балок, но нет конструкций необходимой длины или сечения, то их можно изготовить самостоятельно из досок. Подбираем доски таким образом, чтобы их ширина соответствовала высоте балки, а толщина доски была не менее 1/3 ширины балки. Составляем вместе три доски, смещая среднюю на 1 м. Образовавшееся пространство заполняем такой же доской длиной 1 м. Сращивание элементов таким способом дает возможность получить конструкцию требуемой длины и сечения.

Решение вопроса о том, как крепить доски, следующее: на расстоянии 10 см от места состыковки досок вкручивают 6-8 саморезов по дереву с каждой стороны стыка, располагая их вертикально в 2 ряда. Использовать гвозди нежелательно. Со временем древесина усохнет, и гвоздевое соединение ослабнет, чего не происходит при креплении саморезами.

Примечание: обработка защитным средством от гниения досок перед сборкой дает больший эффект, чем обработка цельного бруса. Такие сборные конструкции можно эффективно использовать для подвального перекрытия.

Установить балки перекрытия технически не очень сложная работа. Несколько рабочих без проблем справятся с этой задачей. Строительство нового дома или ремонт существующего пройдет согласно плану без проблем и задержек.

Укладка перекрытий

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

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

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

Укладка перекрытий

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

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

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

Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Есть 3 вида перекрытий для домов разной этажности:

  • подвальное (цокольное, нижнее);
  • чердачное (верхнее);
  • межэтажное.

Любое из них состоит из 2 конструктивных элементов: опор (балок) и обшивки (настила). В зависимости от назначения деревянных перекрытий для их устройства используют разные материалы. Поскольку все они состоят из древесины, монтажные работы можно выполнить своими руками, не привлекая сложную грузоподъемную технику.

Деревянные перекрытия можно выстраивать только в том случае, если ширина пролета между конструктивными элементами здания составляет не более 8 м.

Критерии выбора балок

В качестве опорных элементов используют следующие материалы:

  • цельный брус;
  • сбитые доски;
  • окоренные бревна.

Стандартное сечение балок — 150/150 мм или 20/150 мм для бруса, 140/240 или 5/20 мм для досок. Можно использовать клееный брус. По прочности на изгиб он не уступает цельному, а зачастую и превосходит его. Любой выбранный для устройства деревянных перекрытий материал должен быть хорошо высушенным и не иметь изъянов в виде трещин, сучков и червоточин.

Бревна выбирают, постукивая по ним обухом топора. Дерево должно издавать при этом чистый и звонкий звук. Рекомендуется использовать хвойные сорта древесины, так как они работают на изгиб значительно лучше лиственных. Длина балок должна быть такой, чтобы была возможность уложить опору в предназначенные для этой цели гнезда в стенах.

Требования к деревянным перекрытиям

  • конструкция должна быть прочной и безупречно выдерживать предполагаемые нагрузки;
  • все элементы перекрытия в деревянном доме должны быть рассчитаны на такой срок службы, который соответствует планируемому периоду эксплуатации здания;
  • межэтажные перекрытия должны предусматривать наличие тепло-и звукоизоляционной составляющей.
Читайте также:  Технология как заделать швы между плитами перекрытия

Расчет предполагаемой нагрузки

Перед началом работ выполняют расчеты, которые помогают определить требуемое сечение балок, шаг между ними, количество пиломатериала. Для этой цели либо используют специальные программы, либо ориентируются на стандартные показатели. Они таковы:

  1. Для полетов, ширина которых не превышает 2200 мм, берут балки сечением 75х100 мм.
  2. Для пролетов в 3200 мм — сечением 100х175 мм или 125х200 мм.
  3. Для пролетов шириной 500 мм — балки сечением 50х225 мм.

Опоры укладывают с шагом не менее 60 см. Если балки крупного сечения, расстояние между ними увеличивают до 1 м. Монтаж перекрытия начинают от одной из коротких стен дома. Брусья (бревна) должны быть уложены перпендикулярно длинным стенам.

Крепление стропил к мауэрлату

После установки мауэрлата производится следующий этап возведения кровли – крепление стропильных ног.

Оттого насколько правильно будет производиться соединение конструкции и применяемых крепежей зависит прочность всей кровли. При креплении учитываются такие факторы, как форма крыши, особенности стропильной системы, климатические условия.

Оно может производиться двумя способами – жестким и скользящим:

Жесткий, не допускающий смещение

В данном случае используются:

  1. Гвозди.
  2. Металлические уголки.
  3. Опорные брусья, прибиваемые к стропилам, длиной до 1 м.

Опорный брус подбивается под стропильную балку, которая жестко опирается на мауэрлат. Поперек оси бруса с обеих сторон крест-накрест вбиваются гвозди. Сверху на стропильную балку строго вертикально вбивается еще один гвоздь.

Скользящий способ

Допускает некоторое смещение или поворот стропила относительно мауэрлата. Этот вид крепления производится тремя способами:

  1. На стропильной доске делается запил, которым она и укладывается на мауэрлат. Крепление производится, металлическими уголками, скобами или гвоздями;
  2. Стропильная балка выпускается на стену и крепится металлической пластиной. Это способ используется, как правило, для небольших пролетов, так как при каких-либо серьезных нагрузках такое крепление может не выдержать;
  3. Метод «салазки», при котором используются стальные крепежи-пластины, предназначенные специально для стропил. Такое крепление достаточно надежно, способно выдержать деформацию.

Чаще всего шарнирный способ применяется при возведении кровли деревянных домов. Это связано с возникающей со временем усадкой дома. Кровельная конструкция в данном случае смещается вместе с коробкой строения, исключая возможность каких-либо разрушений.

При креплении стропильной системы к мауэрлату должен соблюдаться определенный порядок. Стропильная доска укладывается на брус и прогон, при этом угол совмещается с ребром мауэрлата.

Производится разметка по линии мауэрлата и прогона, по которой стропило подрезается. Затем производится крепление стропильной доски к коньку. При этом стропила должны ложиться рядом, не упираясь друг в друга, и закрепляются гвоздями, уголками или пластинами.

Монтаж двутавровой деревянной балки

Перед монтажом изделие обрабатывают антипиренами и антисептиком. Для установки двутавра в перекрытиях подсобных построек особым умением обладать не нужно. Если же предполагается строительство деревянного здания в несколько этажей, лучше обратиться к специалистам.

Монтаж двутавровых балок имеет некоторые особенности:

  • для заведения балки в стену в ней нужно сделать отверстия – в деревянных или бревенчатых стенах их вырубают, в кирпичных или бетонных во время кладки образуют специальные ниши для них;
  • ниши выстилают рубероидом, чтобы обеспечить гидроизоляцию, балку при укладке в гнездо обмазывают любым водоотталкивающим составом – битумной мастикой, например;
  • опорные концы балки для перекрытий должны составлять не менее 150 мм, это нужно учитывать при вычислении длины изделия;
  • монтаж начинают от края одной стены, лишь затем закрепляют промежуточные двутавры;
  • важно добиться получения горизонтальной поверхности для выравнивания двутавровых балок допускается использовать деревянные плашки, которые подкладывают в ниши при монтаже;
  • каждый третий двутавр фиксируют анкерами или распорками;
  • свободное пространство в нишах утепляют минватой или заливают цементным составом.

Потолочные балки после возведения крыши подшивают гипсокартоном, вагонкой, досками. Форма двутавра очень удобная для крепления утеплителя.

Преимущества использования двутавровых балок в строительстве

  • Низкая стоимость двутавровой балки относительно других аналогичных материалов
  • Высокая прочность и износостойкость на протяжении длительного времени
  • Легкость в монтаже и отсутствие необходимости привлечения к работе специальной строительной техники
  • Длинна двутавровой балки может достигать 12 метров
  • Используется в качестве балок перекрытия для цокольного, межэтажного, чердачного или мансардного этажей.
  • Конструкция позволяет прокладывать любые инженерные коммуникации без повреждения несущей способности. Такие, как: электрика, воздуховод, водопровод, канализация.
  • Высокая экологичность материала. Для изготовления используется древесина хвойных пород
  • По своим техническим характеристикам деревянные двутавровые балки ничем не уступают металлическим и бетонным конструкциям, но при этом стоят значительно дешевле
  • Межэтажное перекрытие из двутавровой балки , с которым вы забудете что такое скрип в полу и качание люстры на потолке
  • Физические свойства двутавра позволяют работать с этим видом материала в любых климатических условиях и при высоких изменениях воздействия внешней среды
  • Производство и доставка  возможны в любой регион РФ. Простота логистики, делает данный вид стойматериала одним из наиболее удобным для больших и малых объемов малоэтажного строительства