Как сделать цокольное перекрытие по деревянным балкам?

На самом деле это — целая наука, и в каждом виде кровельного узла есть свои плюсы и минусы, и один и тот же вид крепления может оказать самое разное влияние на прочность разных крыш. Поэтому давайте подойдем к этому вопросу со всей ответственностью!

Когда нужно усиливать деревянные балки перекрытия

  • плохое состояние балочной конструкции. Является следствием повреждение древесины. Повышенная влажность, перепады температуры, деятельность различных вредителей (жуков короедов), растрескивание – все это приводит к деформированию балки перекрытия;
  • снижение несущей способности. Под собственным весом, постоянной и переменной нагрузкой балки перекрытия могут прогибаться. Согласно нормативам, если прогиб находится в пределах 1:300, то беспокоится не о чем. Например, если балка длиной 2500 мм. прогнулась на 10 мм. это соответствует нормальному значению прогиба. Если показатель прогиба больше – ее следует усилить;
  • необходимость увеличения несущей способности балки. Связанная, например, с перестройкой чердака под мансарду или жилое помещение. Такая перестройка приведет к увеличению постоянных и переменных нагрузок на перекрытия второго этажа, что автоматически требует изменения сечения установленных деревянных балок.

В пределах статьи будут приведены несколько распространенных способов усиления перекрытия (ремонт, реконструкция). Но, точно ответить на вопрос, как усилить деревянные балки перекрытия может только профессионал и только после анализа состояния конструкции. Ведь в каждом случае решение будет индивидуально.

Воспользовавшись таблицей можно получить представление о том, какое сечение должно быть у балки при определенной нагрузке.

Допустимое сечение балок при нагрузке

Материал подготовлен для сайта

Расчет конструкции перекрытия

Установка балок

Монтаж любых перекрытий начинают с выбора и монтажа деревянных балок, влажность используемого материала должна быть не выше 14%. Необходимо учитывать, что сухая балка значительно прочнее и меньше прогибается под весом. Чтобы конструкция перекрытия стала прочнее, балки лучше располагать не реже чем через метр, кроме того необходимо произвести точный расчет толщины деревянного перекрытия в зависимости от планируемого шага укладки балок и общей ширины пролета. Можно использовать дополнительные способы усиления конструкции толстыми досками или балками из металла с учетом веса перекрытия.

Считается, что для того, чтобы сделать деревянное перекрытие, лучше всего подходит прочная балка из дерева с сечением 7:5, круглое бревно может выдержать более высокую нагрузку, по сравнению с брусом, но прогибается намного сильнее бруса под нагрузкой.

Обратите внимание! Балка, изготовленная из двух сшитых с помощью болтов брусьев, может выдержать вес в два раза выше, чем два отдельно уложенные бруса.Перекрытие из дерева схема

Обычно, рассчитывая деревянное перекрытие, принимают в расчет наименьший прогиб балки в соотношении 1/300 ее длины. Чтобы ликвидировать возможный прогиб элемента, балку изготавливают со строительным подъемом, использование такого элемента дает возможность компенсировать деформацию. Конструкция перекрытия из деревянных балок со строительным подъемом должна иметь середину немного изогнутую вверх, которая впоследствии выровняется под дополнительным весом.

Чтобы подобрать оптимальную толщину балки, ее рассчитывают в соотношении не менее 1/24 ее длины. Брус необходимого сечения при необходимости можно заменить двумя соединенными между собой болтами досками, с общим сечением, которое такое же, как сечение необходимого по расчету бруса. Соединение досок, кроме болтов, можно производить с помощью саморезов или гвоздей, с шагом 20 см в шахматном порядке. Если сделать шаг крепления меньше, то можно уменьшить требования к доскам или брусу.

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.

Читайте также:  Деревянные перекрытия - защита и усиление

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.

Как закрепить стропила на балках перекрытия

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.

Как закрепить стропила на балках перекрытия

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.

Как закрепить стропила на балках перекрытия

Размеры балок и способы их монтажа

Итак:

Крепление балок хомутамиВариант крепления чердачного перекрытия

Размеры балок и способы их монтажа

Обратите внимание! Максимальная длина балок из бруса или обрезной доски, составляет 6м. Если нужно перекрыть пролёт большего размера, лучше отдать предпочтение металлическим двутавровым балкам, или уже вместо балок придётся использовать деревянные фермы. Но вообще, для деревянного перекрытия и шесть метров многовато – самый оптимальный вариант – пролёт в пределах 3-4м.

Нагрузки

Нагрузка, которую воспринимает перекрытие, складывается из двух составляющих: собственный вес конструкции, и эксплуатационная нагрузка (люди, мебель, оборудование). Подсчитать её можно по упрощённой схеме.

Например, собственный вес чердачного перекрытия с лёгким минераловатным утеплителем, традиционно составляет 50 кг/м2.

Итак:

Размеры балок и способы их монтажа
  • По нормам, эксплуатационная нагрузка для нежилого чердака, в котором не складируются вещи, составляет не более 70 кг/м2. Она умножается на коэффициент запаса, принимаемый как 1,3, и суммируется с постоянной нагрузкой. После всех манипуляций, в итоге получается 130 кг/м2. Эту цифру требуется округлить в большую сторону — то есть, до 150 кг/м2.

Нежилой чердак

  • Но для утепления чердака может использоваться и более тяжёлый материал, например, керамзит – и естественно, его вес нужно тоже учитывать. Картина резко меняется, если чердак превращается в жилую мансарду. В этом случае, нормативная эксплуатационная нагрузка составляет уже не 70, а 150 кг/м2.
  • Сюда нужно прибавить ещё и вес монтируемого в нижнем помещении подвесного потолка, и закладываемых в него инженерных коммуникаций — а это ещё, как минимум, 15-25 кг. Учитывать следует и вес напольного покрытия, и вес зонирующих перегородок, если таковые будут возводиться в верхнем помещении.

Все дополнительные нагрузки, должны быть приплюсованы к нагрузке нормативной, а вот собственный вес перекрытия, и коэффициент запаса принимаются те же. Расчёт нагрузок производится аналогично, по той же формуле, о которой было сказано выше.

Идеальный вариант, если цокольное и междуэтажное перекрытие будет рассчитано на 400кг/м2 – тогда оно с лёгкостью выдержит и массивную мебель, и фортепиано, и наплыв гостей.

Размеры балок и способы их монтажа

Сечения

После того, как вы рассчитали длину балок и воспринимаемые ими нагрузки, можно приступать к подбору сечения. Удобнее всего для этой цели использовать брус прямоугольного сечения – при этом оптимальным считается соотношение сторон 1,35:1.

Так как в конструкцию перекрытия закладывается плитный утеплитель, то ориентироваться нужно по его толщине, плюс небольшой вентиляционный зазор.

  • Шаг между балками, опять же должен быть соотнесён с размером теплоизоляционных плит, только теперь с их шириной. Но если быть более точными, то скорее наоборот, утеплитель подбирается под конструкцию перекрытия. Расстояние между балками и их сечение, можно подобрать по такой вот таблице, которую мы приводим далее.
Читайте также:  Как самому сделать железобетонное перекрытие?

Нормативная таблица подбора элементов балочного перекрытия

Размеры балок и способы их монтажа

Это упрощённый способ подбора, поэтому не стоит забывать, что страховка никогда не мешает. Поэтому всегда лучше увеличить запас, и все значения округлять в большую сторону.

Шаг между балками определяется с таким расчётом, чтобы крайний брус оказался не вплотную к стенам или мауэрлату, а между ними оставалось расстояние не менее 20 см.

Особенности стыковки профилированного бруса

Для строительства деревянного дома не обязательно использовать дорогостоящий брус клееный. Можно выбрать более дешевый вариант профилированная древесина. Он строгается и не нуждается в обязательной брус характеризуется уникальной формой, благодаря которой каждый ряд постройки плотно стыкуется между собой. Сегодня применяются несколько видов профиля. К наиболее популярным относится вариант «под утеплитель», где предусмотрено место для утепляющего материала.

При строительстве материал соединяется разными способами:

  • по длине;
  • в углах;
  • с другими материалами.

При наращивании профилированного пиломатериала надо предусмотреть фаски, по которым будет отходить внимания надо уделять местам, где стык создается с другим материалом(необходимо знать технические характеристики). Древесина при различных условиях окружающей среды способна расширяться либо сужаться.

Брус сухой строганный должен стыковаться правильно. Тип сращивания выбирается исходя из архитектурных особенностей по углам и длине производится несколькими различным способами. Разница каждого из соединений заключается в форме шипа либо паза.

Особенности стыковки профилированного бруса

В углах деревянный брус стыкуется:

  • с остатком (торец выступает);
  • без остатка.

При Т-образном стыковании и наращивании в длину применяются следующие виды стыкования:

Бессучковый клееный брус также стыкуется одним из перечисленных способов.

Армирование углеволокном

Армирование углеволокном ‒ это способ усиления деревянных балок перекрытия, который является не совсем традиционным, однако используется в случаях где помещение имеет небольшую площадь или же по другим причинам, когда вышеописанные способы применить не представляется возможности.

Армирование углеволокном

Углеволокно является инновационным материалом, который прекрасно справляется с любыми механическими нагрузками, в том числе и нагрузками на изгиб.

Армирование углеволокном

Выпускаются элементы из углеволокна в различных модификациях, включающих пластины, листы, нити, ленты или просто в виде тканей. Сам процесс армирования балок углеволокном заключается в накладывании слоев с помощью клея (эпоксидной смолы) друг на друга до получения достаточной жесткости балки.

Армирование углеволокном

После застывания клея слои представляют собой монолитное покрытие, по своим характеристикам не уступающим металлу.

Монтаж перекрытия по деревянным балкам

При монтаже перекрытия по брусьям необходимо делать монтаж вдоль той стены, которая короче.

То есть для помещения 4*5 кв.м. необходимо использовать 4х-метровый брус. Если строение сделано из кирпича, то брусья крепят наглухо.  В кладке должны оставлять проемы про строительстве, чтобы туда зафиксировать концы брусьев.

Глубина одного такого отверстия не должна быть менее 18 см. Это требование обуславливается размерами бруса и небольшим зазором, оставляемым на возможное распирание дерева.

Перед тем, как укладывать элементы конструкции, брус срезают под углом в 60 градусов со стороны торца. При расположение спил должен быть зафиксирован на расстоянии 50мм до кирпичей. Таким образом, нижняя часть прилегает вплотную к кладке из кирпича. Концы укрывают рубероидом в несколько слоев и закрепляют гвоздями. Это предотвратит гниение дерева в местах опоры на основание дома.

Работу начинают с монтажа двух балок для ограничения. Их размещение должно быть  в 5 сантиметрах от линии фундамента, для выравнивания используют обрезки дерева, обработанные смолой. Уровни выравнивают по всем направлениям.

Как только выставлены крайние балки, натягивается строительная нить, по которой будет выставлен следующий ряд промежуточных балок. Торцы забивают минеральной ватой и металлическим уголком при помощи саморезов.

Обустройство наката

После закрепления балок к ним прикрепляют бруски размером в 40*40 мм или 50*50 мм, это делается для наката – настила, обеспечивающего теплоизоляцию и защиту от шума. Досками наката покрывают все пространство. Щиты наката нельзя делать снизу балки, поскольку они могут не удержаться только на гвоздях. Применяют шпунтованные доски с пазами для монтажа.

Настил защищают от разрушения, пропитывая антисептиком. Затем обустраивают пароизоляцию, накладывая её листы внахлест на 15 см. затем монтируют утеплитель любого вида. Самый простой- просушенные опилки древесины.

Высота теплоизоляционного слоя для лагов должна быть от 20 сантиметров. Если нет возможности сделать такую толщину из-за лагов, нудно поверх бруса класть лаги, а между ними – слой теплоизоляционного материала. Для выравнивания лагов по уровню нужно подложить под них клинья из пластика.

Несущая способность перекрытия

Перекрытие цокольное по деревянным балкам экономит накат и утеплитель без потери прочности конструкции.  Такое решение позволяет расположить рубероид по всей площади пола, а подсыпку делают гравием или уплотненным щебнем.

Пётр КравецЗадать вопрос автору

Главное преимущество перекрытия цоколя по балкам из дерева – нагрузку на брус можно увеличить постоянно.

Это делается наращиванием поперечного сечения бруса, прибивая доски нужной величины с опорой на фундамент или стены подвала.  Можно использовать металлические швеллеры. Усиление перекрытия делается и укладыванием дополнительных досок между существующими.

Такой ход позволит обеспечить устойчивость и долговечность всей конструкции в случае, если балки начнут подгнивать или разрушаться. Тогда нет необходимости переделывать всё перекрытие, а достаточно заменить только повреждённый опорный брус на новую балку.

Можно воспользоваться более дорогим аналогом — сделать перекрестную схему размещения всех опорных балок. Тогда опора перекрытия будет по всему фундаменты, а в местах соединения балок стягивать их хомутами. Часто легче сделать расстояние между балками меньше, чем мастерить схему с пересечениями.

Детали для крепежа

Для надежной фиксации стропил используют различные детали, такие как нагели, треугольники, бруски, крепежные пластины, накладки, затяжки, и т.д.

При возведении деревянного каркаса стропильной крыши используются металлические элементы – хомуты, болты, гвозди, шпильки, уголки.

Металлические уголки выпускаются для крепления стропил с запилом и без запила. Отличаются они разной толщиной металла и разным количеством отверстий для саморезов/болтов.

Для монтажа стропильных систем применяются деревянные, а также детали из металла. К первым можно отнести: брусок, треугольник и нагель, тому подобное. Металл в деталях крепежа довольно широко представлен: гвоздями, уголком, болтами и шурупами, хомутами и скобками. А также спецустройствами для установки стропила, которые именуются «салазки».

Крепления такого рода применяемы при монтажных работах на несущих балках перекрытия, в ходе возведении зданий из древесины. Их главные преимущества: не требуется врезок в сами балки, а закрепление осуществляется с помощью болтов с шурупами больших гвоздей.

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

Давайте рассмотрим способы соединения стропила с балкой перекрытия:

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

Одно из самых надежных – это болтовое соединение, где используется комплект из болта, гайки и шайбы. Итак, делайте все шаг за шагом:

  • Шаг 1. На выступающем конце балки с ее тыльной стороны сделайте треугольный вырез так, чтобы его гипотенуза оказалось под углом таким же, как угол наклона стропил.
  • Шаг 2. Вот под этим же углом запилите нижнюю часть стропильной ноги.
  • Шаг 3. Установите стропила резом прямо на балку и зафиксируйте гвоздями.
  • Шаг 4. Теперь выстрелите сквозное отверстие для болта.
  • Шаг 5. Наденьте болт и зафиксируйте узел гайкой.

Еще один вполне приемлемый вариант – закрепить стропило и балку специальным металлическим крепежем:

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

А вот пример изготовления деревянного крепежа для такого же узла:

Виды крепежных элементов для узловых соединения с балкой

По возможности зафиксируйте такие стропила на балках кованой проволокой на специальном анкере, который монтируется в стену.

Каркасный дом из двутавровых балок

Применение двутавров в домостроении позволяет в четыре раза увеличить прочную конструкцию стен, по сравнению с простыми каркасными строениями. В итоге здание, выстроенное по канадской технологии из этого материала, получается надежным и облегченным, а возведение дома – сравнительно недорогим и с сокращенными сроками.

Достоинства такого строения:

  • Ровные стены внутри и снаружи дома;
  • Увеличенная прочность и устойчивость остова;
  • Отсутствие прогиба, кручения и гниения перекрытия;
  • Длительный срок службы;
  • Сравнительно невысокая стоимость строительства здания из двутавровых балок.

К тому же при возведении каркаса дома можно незаметно установить в проемах изделия все коммуникационные магистрали и электропроводку.