Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Перекрытие по деревянным балкам – конструкция несущего типа, разделяющая смежные помещения: этажи, чердак, подполье. При его возведении учитывают такие факторы, как несущая способность, звуко- и теплоизоляция, сейсмостойкость и жаропрочность. Данное сооружение регулярно испытывает нагрузку и атмосферные воздействия, поэтому должно соответствовать критериям прочности и износостойкости. По назначению перекрытия классифицируют на подвальные, междуэтажные и чердачные.

Назначение калькулятора

Калькулятор для расчёта железобетонных балок перекрытий предназначен для определения габаритов, конкретного типа и марки бетона, количества и сечения арматуры, требующихся для достижения балкой максимального показателя выдерживаемой нагрузки.

Соответственно СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» габариты железобетонных балок перекрытия и их устройство подсчитываются по дальнейшим принципам:

  • Минимальная высота балки перекрытия должна составлять не меньше 1/20 части длины перекрываемого проёма. К примеру при длине проёма в 5 м минимальная высота балок должна составлять 25 см;
  • Ширина железобетонной балки устанавливается по соотношению высоты к ширине в коэффициентах 7:5;
  • Армировка балки состоит минимум из 4 арматур – по два прута снизу и сверху. Применяемая арматура должна составлять не меньше 12 мм в диаметре. Нижнюю часть балки можно армировать прутами большего сечения, чем верхнюю;
  • Железобетонные балки перекрытия бетонируются без перерывов заливки, одной порцией бетонной смеси, чтобы не было расслоения бетона.

Дистанцию между центрами укладываемых балок определяют длиной блоков и установленной шириной балок. К примеру, длина блока составляет 0,60 м, а ширина балки 0,15. Дистанция между центрами балок будет равна – 0,60+0,15=0,75 м.

Теперь рассмотрим, как это можно сделать.

Длина деревянных балок перекрытия

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

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

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

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  Какие перекрытия лучше — железобетонные или деревянные?

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

Инструкция для онлайн калькулятора расчета стропил

Укажите параметры деревянных стропил:

B – ширина стропила, важный параметр определяющий надежность стропильной системы. Искомое сечение стропила (в частности ширины) зависит от: нагрузок (постоянные – вес обрешетки и кровельного пирога, а также временные – снеговые, ветровые), применяемого материала (качества и его вида: доска, брус, клееный брус), длины стропильной ноги, расстояния между стропилами. Определить примерное сечение бруса для стропил можно с помощью данных таблицы (значение ширины – это большее значение из 3 колонки, например, при длине стропилины до 3000 мм и шаге 1200 мм искомое значение ширины 100 мм). При выборе ширины стропила обязательно учитывать рекомендации, наведенные в СП «Деревянные конструкции» и СП «Нагрузки и воздействия».

Длина стропилины, мм Шаг стропил, мм Сечение стропила, мм
До 3000 мм 1200 80х100
До 3000 мм 1800 90х100
До 4000 мм 1000 80х160
До 4000 мм 1400 80х180
До 4000 мм 1800 90х180
До 6000 мм 1000 80х200
До 6000 мм 1400 100х200

Y – высота крыши, расстояние от конька до перекрытия чердака. Влияет на величину угла наклона крыши. Если планируется обустройство нежилого чердака, следует выбирать небольшую высоту (потребуется меньше материала для стропил, гидроизоляции и кровли), но достаточную для проведения ревизии и обслуживания (не менее 1500 мм). При необходимости оборудования жилого помещения под сводом крыши, для определения ее высоты необходимо ориентироваться на рост самого высокого члена семьи плюс 400-500 мм (примерно 1900-2500 мм). В любом случае нужно также учитывать требования СП (актуализированная редакция СНиП *). Следует помнить, что на крыше с небольшим углом наклона (маленькой высотой) могут задерживаться осадки, что негативно влияет на ее герметичность и долговечность. Однако, высокая крыша становится более уязвима к порывам сильного ветра. Оптимальный угол наклона находится в пределах 30-45 градусов.

X – Ширина крыши (без свесов), определяется шириной внешнего периметра Вашего дома.

C – размер свеса, важного конструктивного элемента крыши, защищающего стены и фундамент от осадков, определяется с учетом климатических условий Вашего региона (СП ) и общей архитектурной идеи. Для одно- и двухэтажных домов без организации наружного стока воды не меньше 600 мм. Если устроить систему водоотвода можно уменьшить до 400 мм (СНБ ). Согласно требованиям IRC-2012, пункта R802.7.1.1 (Международного строительного кода для 1-2 квартирных индивидуальных жилых домов) максимальная длина свободного свеса стропил, не требующая обустройства дополнительных опорных подкосов, 610 мм. Оптимальной величиной свеса считается 500 мм.

Z – это расстояние от верхней кромки стропила до выпила. Размер Z связан с шириной стропила простым соотношением – не более 2/3 его ширины (пренебрежение этим правилом значительно уменьшает несущую способность стропилины). Запил необходим для крепления стропила к мауэрлату – опоре, которая воспринимает нагрузки от крыши и перераспределяет на несущие стены.

Отметив пункт «Черно-белый чертеж» Вы получите приближенный к требованиям ГОСТ чертеж и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Инструкция для онлайн калькулятора расчета стропил

Нажмите «Рассчитать»

Результаты расчета:

Длина до свеса стропила – этот размер нужно использовать для разметки запила стропилины к мауэрлату.

Длина свеса покажет, как далеко необходимо выпустить стропило за пределы периметра дома для получения заданного свеса крыши (С) защищающего от непогоды.

Рассчитав общую длину стропила и свеса не сложно узнать необходимое количество пиломатериалов нужной длины и оценить сколько надо реагентов для обработки древесины от гниения.

Расчет угла и сечения стропил: угол среза – это угол, на который необходимо зарезать концы стропил для соединения между собой. Под таким же углом к грани стропилины следует отмерять начало запила. Для соблюдения одинакового угла запила на всех стропилах желательно использовать шаблон.

Технология монтажа балок перекрытия

Монтаж балок перекрытия целесообразно укладывать вдоль более короткой стены под прямым углом к более длинной стене. Не забывайте про ограничение ширины пролета между стенами. Этим параметром определяется приходящаяся на балку нагрузка. Чем больше ширина пролета, тем чаще должны быть установлены балки. Для междуэтажного перекрытия ширина пролета должна составлять не более 5 м, для чердачного не более 6 м. Не стоит пренебрегать технологическими расчетами нагрузок на деревянные балочные перекрытия. Это чревато провисанием потолка или проломом перекрытия, что повлечет не только финансовый ущерб, но и создаст угрозу для здоровья и жизни людей, находящихся в здании. Это типовая технология монтажа балок, теперь переходим к следующему этапу.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Определив длину балок и зная расчетную нагрузку, можно рассчитать шаг балок деревянного перекрытия и их сечение (в случае применения бревен – диаметр). Эти величины связаны между собой. Для этого пользуются следующими правилами.

К примеру, для расчетной нагрузки 400 кг/м², соответствующей межэтажным перекрытиям, соотношение между шагом, шириной пролета и сечением следующее:

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 2,0 м сечение должно быть не менее 75×100 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 75×200 мм;
  • для шага 0,6 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 150×225 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 3,0 м сечение должно быть не менее 100×150 мм;
  • для шага 1,0 м и ширине пролета в 6,0 м сечение должно быть не менее 175×250 мм.

Как рассчитать нужный диаметр бруса

Чтоб определиться с сечением деревянных элементов, нужно разбить длину помещения на шаг так, чтоб в результате получить цифру в пределах от 0,6 м до 1 м. Например, если длина помещения составляет 7,3 м, то ее необходимо разделить на 10, расчетный шаг будет 0,73 м. Затем, исходя из указанной в тексте таблицы, подбираем нужное для конкретного случая сечение деревянных балок.

Таблица 1. Сечение деревянных балок

Как рассчитать нужный диаметр бруса

Исходя из данных этой таблички, если длина пролета 4,0 м и шаг 0,6, то нужен брус с толщиной 100 мм, и высотой 200 мм. Истинная длина бруса увеличивается на размер его опирания с двух сторон, поэтому его длину рассчитываем так:

Цокольное перекрытие

Нельзя забывать, что ширина пролета для цокольного перекрытия по деревянному брусу не может быть больше 5 м. Также необходимо ответственно подходить к расчету нагрузок на деревянное перекрытие, так как неправильно подобранные показатели могут привести к провисанию потолка или его разрушению, что может повлечь не только материальные затраты, но и угрожать жизни людей.

Как рассчитать нужный диаметр бруса

Современные компьютерные программы позволяют выполнять расчеты нагрузки на перекрытия с достаточной точностью. Поэтому, если есть сомнения, можно перепроверить с их помощью предполагаемые вами показатели.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Нижний черновой пол на межэтажных перекрытиях выполняется из досок с меньшим сечением.

Перекрытие второго этажа по деревянным балкам проводится по той же технологии, что и монтаж подвальных конструкций. Главное отличие межэтажного настила от напольного – наличие двойного чернового пола. При этом нижний черновой пол является потолком 1 этажа и выполняется из досок с меньшим сечением.

Строительство чердачных и межэтажных перекрытий проводится по следующей технологии:

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам
  1. В посадочные гнезда устанавливаются несущие балки.
  2. Снизу с помощью строительного степлера крепятся ветроизоляционная пленка.
  3. Снизу крепится черновой пол.
  4. В ниши между балками выстилается утеплитель. Это может быть минеральная вата, пенополистирол, либо эковата на основе расщепленной бумаги.
  5. Поверх утеплителя настилаются доски и проводится стяжка верхнего чернового пола.

Способы усиления деревянных балок перекрытия

Условно технологии усиления балок можно разделить на несколько видов:

  • реставрационные;
  • реконструкционные.

Реставрационные. В данную категорию входят такие способы, как усиление деревянными накладками, металлическими пластинами, обмотка углеволокном, протезирование. Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Деревянные накладки

Монтаж деревянных накладок на поврежденную балку.

Поврежденные балки (сгнившие, надломленные, потенциально слабые) можно усилить с помощью деревянных накладок. Для этого саму балку зачищают наждачной бумагой, либо рубанком и обрабатывают антигрибковым препаратом. С обеих сторон выкладывают брус с меньшим сечением. Конструкцию стягивают с помощью шнуров и прошивают сквозными болтами.

Металлические пластины

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Несущую способность надломленных бревен восстанавливают с помощью металлических протезов по описанной выше технологии. Метизы прикладывают к зачищенной и обработанной балке и затягивают на ряд сквозных болтов.

Обмотка углеволокном

Схемы крепежа поврежденной балки на пластины (рис. №1) и прутья (рис. №2).

Углеволокно, наклеенное на поврежденный брус.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Технология восстановления перекрытий с использованием углеволокна отличается простотой и легкостью. Для этого поврежденное место проклеивается несколькими слоями углеродного материала.

Протезирование

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование с помощью металлических протезов и накладок.

Протезирование применяется для повышения прочности и износостойкости мест стыка бруса со стеной. Именно здесь из-за максимального давления чаще всего проявляются последствия коррозии и износа. Предупреждающие меры принимаются на этапе первичного монтажа конструкции. Металлические накладки пришивают с помощью болтов к шипу бруса. Усиленную конструкцию устанавливают в гнездо. Аналогом накладок является металлический протез. Его засверливают в тело балки и устанавливают в небольшое отверстие в стене.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Реконструкционная категория включает такие методы, как:

  • установка опор (колон, вертикальных балок);
  • монтаж дополнительных балок.
Читайте также:  Варианты оформления низких потолков в деревянном доме

Установка опор

Опорная свая в подпольном перекрытии.

При недостаточной несущей способности бруса его часто усиливают вертикальными опорами. Монтаж сваи позволяет перераспределить давление с балки на опору. Данная технология наиболее популярна при ремонтных работах на чердаках и под полом.

Устройство межэтажных перекрытий по деревянным балкам

Дополнительные балки

Частый шаг для бруса с недостаточным сечением.

При метровом шаге увеличить несущую способность деревянных балок перекрытия можно с помощью дополнительных брусьев. Для этого производится полный демонтаж перекрытия и установка бруса с шагом в 50 см.

Достоинства и недостатки деревянного перекрытия между этажами

Межэтажное деревянное перекрытие из балок устанавливается при том условии, что ширина пролета не больше 8 м. Между этажами также есть свои несущие конструкции, и это балки, для которых используется брус с сечением 150х100 мм или 150х150 мм. Чтобы определить расстояние между балками, можно своими руками провести расчет. Как правило, этот параметр варьируется 0,6-1 м.

Среди преимуществ деревянных перекрытий между этажами стоит отметить длительный срок службы и надежность

В любом случае требуется наличие гидропароизоляционной пленки, которая исключает проникновение и образование излишек влаги.

Поверхность пола, как чердака, так и подвала, нужно обрабатывать специальными антисептиками для дерева. Деревянные перекрытия самые легкие и потому их устанавливают в жилые дома, особенно используют для чердачного помещения.

  • Экологически чистое;
  • Обладает хорошей теплоизоляцией;
  • Смотрится очень эстетично.

Есть минусы у древесного полотна и заключаются они в склонности к образованию микроорганизмов, грибков и плесени, гниении и разрушении, деформировании полотен, если они изначально выбраны низкого качества.

Как сделать самостоятельно?

Строительство бани своими руками на этапе сооружения фундамента, стен и кровли почти не имеет отличий от сооружения деревянных домов.

Потребуется сделать:

Как сделать самостоятельно?
  • комнату для досуга (там ставится мебель, способная перенести значительную влажность);
  • душевую (с полом, оборудованным сливными приспособлениями);
  • парную, дополненную печью — это основное помещение во всех банях.

Фундамент должен будет выдерживать относительно малую нагрузку, поэтому строители могут смело выбирать и столбчатые, и ленточные конструкции. Оба варианта достаточно просто выполнить, даже если работать самому, без привлечения профессионалов. Место монтажа размечается, на нем роют траншею глубиной 0,7 м (независимо от промерзания грунта), ширину подбирают сообразно сечению бруса с небольшим резервом. Дно посыпают 10 см песка, который трамбуют вручную, используя трамбовку. Этот инструмент делают на основе толстых бревен и ручек, прикрепляемых поперечно.

Как сделать самостоятельно?

Края траншеи оснащаются опалубкой, которую проще всего сложить из щита либо из доски, и соединяются распорками. Обратите внимание, что опалубка должна подниматься над землей минимум на 0,3 м. Упростить работу помогут фрагменты бруса с нижними пазами, надеваемые на периметр опалубочного щита. Продолжая работать пошагово, готовят бетонные смеси и заливают их в траншеи, затем ждут, пока бетон схватится и станет сухим. В жаркую погоду фундамент нужно прикрывать от солнца и обрызгивать водой, чтобы избежать растрескивания.

Как сделать самостоятельно?

Дальше поверх основания кладется рубероид или другая теплоизоляция. Далее нужно построить стены из профилированного бруса. На обвязку идет наиболее прочный материал, не имеющий даже незначительных трещин. Отобранные блоки пропитываются антисептическим составом, после чего исходный венец крепят к фундаменту металлическими шпильками с дюбелями. Как вариант, бруски надевают на установленную при заливке фундамента арматуру.

Места для половых лаг готовятся путем врезки в венцы. Крепление осуществляют методом «шип в паз», соседние венцы связывают деревянными нагелями, которые забивают в соединяемые детали. При подсчете количества рядов материала нужно ориентироваться на среднюю высоту бань из бруса в 250 см. Рекомендуется применять для уплотнения не льняную, а джутовую ленту. Лучше всего справляться с накапливающимся снегом помогают общепринятые двускатные крыши.

Как сделать самостоятельно?

Работать начинают с создания гнезд под стропильные ноги, причем делают их на завершающих венцах. Контробрешетку присоединяют к стропилам, на рейки нашивают доски. После них занимаются паровым барьером (пленкой насыщают разрывы между стропилами) и утеплением (минеральная вата должна перекрывать слой пароизоляции). Потом наступает очередь укладки пленки, сдерживающей распространение воды. Наконец, дело доходит до обрешетки, которая подпирает главное покрытие (под битумную черепицу применяют листы ОСБ).

Потолки на чердаках главным образом обшивают вагонкой, и лишь в исключительном случае ее заменяют гипсокартоном.

Как сделать самостоятельно?

Угловые соединители для деревянных балок

Угловые соединители или угловые листы подходят, прежде всего, для прямоугольных деревянных соединений, на которые не будет действовать большая нагрузка. Поэтому они часто используются при изготовлении мебели и при внутренней отделке помещений.

Угловые соединители предлагаются в различных размерах и исполнениях, например, в качестве угла с перфорированной пластиной или с продольными отверстиями. Таким образом, они могут быть очень универсальными.

Угловые соединители для деревянных балок

Для обеспечения большей устойчивости нужно использовать специальные соединители для тяжелых условий эксплуатации.