Межэтажное перекрытие по деревянным балкам от А до Я

Дерево до сих пор пользуется огромной популярностью в строительстве домов, и ведь не зря. Древесина обладает такими уникальными качествами как прочность, надежность, долговечность, экологическая чистота, а хвойные породы, благодаря наличию в составе смол, обогащают воздух, дезинфицируют его, создают благоприятный микроклимат в помещении.
Материал применяется для обустройства перекрытий в жилых домах, а для правильного расчета деревянной балки многие пользуются либо онлайн калькулятором, либо услугами профессионалов. Расчёты необходимо проводить в обязательном порядке, это обеспечивает длительный срок эксплуатации.

Для строительства деревянного дома, специалисты совершают расчет нагрузки на деревянные балки. Кроме того, в строительной сфере есть понятие определения прогиба досок.

Содержание

Деревянные балки перекрытий – общая информация
Формулы расчета сечения балок деревянного перекрытия
Виды и типы деревянных балок перекрытия
Требования к перекрытиям из дерева
Межэтажное перекрытие из деревянных двутавровых балок

Деревянные балки перекрытий – общая информация

Зачастую деревянные балки перекрытий используются в строительстве жилых домов. Отличительной особенностью таких построек является то, что они возводятся по каркасной технологии. Из названия элемента можно судить о том, что балки идут на выполнение перекрытий между этажами и чердачного перекрытия.

В массе своей изготавливаются такие балки из хвойных пород дерева. После просушки и изготовления элемент покрывается антисептическим материалом. Балки изготовляются с разными сечениями самой различной длинной и высотой, в зависимости от потребности строителей.

К преимуществам элемента можно отнести:

простой монтаж и небольшой вес;
широкая распространенность материала, из которого балка изготовляется;
при использовании деревянных балок в помещении прекрасная звуконепроницаемость;
балки не очень хорошо горят;
невысокая стоимость;
деталь поддается ремонту;
балки внешне выглядят очень красиво;
монтаж выполняется в течение дня.

Благодаря этим преимуществам деревянную балку можно приобрести в любой момент без предварительного заказа.

Впрочем, недостатки у детали тоже есть:

нет пропитки от горения и ее необходимо выполнять дополнительно;
в сравнении с металлическими элементами такого же типа, балки из дерева менее прочные;
деталь больше подвержена влаге и воздействию насекомых, нежели металлические изделия;
в результате температурного перепада балки могут претерпеть незначительную деформацию.

При изготовлении элемента необходимо учесть следующие требования:

Прочность материала – балка должна выдерживать серьезные нагрузки.
Жесткость – элемент не должен терять форму.
Шумоизоляция и защита от высоких температур.
Пожарная безопасность – деталь необходимо пропитывать специальным негорючим составом.

Подобные требования необходимы потому, что перекрытие – один из важнейших элементов во всем строении и малейшая деформация приведет к разрушению всего дома. Балки призваны распределять нагрузку равномерно и не дать этому произойти.

Формулы расчета сечения балок деревянного перекрытия

Зачастую самые верхние перекрытия, а также несущие части, которые делают между этажей – это балки, в них один пролет и опирание на несущую стенку.

Они принимают изгибы, исходящие от веса основного перекрытия, а также от временных нагрузок, например, тех же мебельных предметов, людей и т.п. При расчетах определяют важные размеры. Берется условие определенной жесткости и прочности всех деталей.

Чтобы определить нагрузки на балки, плотность древесины хвойных пород берут за 500 кг на куб. м. Если конструкция находится на улице, или само помещение довольно-таки влажное, плотность берется 600 кг на куб. м.

Максимальная прочность хвойных пород дерева, работающих на изгиб – 75 Мпа. Показателями жесткости определяются возможности деформирования в моменты различных нагрузках.

В случае нагрузок и нормальных условий эксплуатации:

· Е = 10 тысяч М/па — вдоль волокон

· А при волокнах – поперек, Е меньше в пятьдесят раз!

Температура играет немаловажную роль на надежность древесины. И если она повысится, соответственно уменьшатся модуль упругости, а хрупкость древесины увеличится. Такие же последствия будут и при низких температурах.

Чтобы произвести расчеты сооружений, следует определить расчетные и нормативные типы нагрузок.

Прочность балок следует определить наибольшими изгибами, по формуле:

σ = М / Wр ≤ Rи,

где σ — напряжение, имеющееся в балке;
Wр —сопротивление (рассчитывается);
Rи — сопротивление по изгибу (для хвойной древесины = 13 М/па).

Ну а сечение можно узнать: Wтр = М / Rи.

Если балки по высоте будут больше, чем ширина, для качественного изгиба – ничего не может быть и лучше.

Виды и типы деревянных балок перекрытия

Деление балок из дерева происходит как по типам, так и по видам.

Выглядит оно следующим образом:

По назначению:
Чердачное перекрытие – здесь у балок большой нагрузки не будет и лучше всего использовать небольшие элементы, чтобы конструкция не оказывала слишком большого давления на нижние балки. Также необходимо сохранить доступ к данным деталям, поскольку они будут часто подвергаться влиянию влажной среды и ветра и рано или поздно потребуют ремонта.
Междуэтажное перекрытие – особенности такого элемента конструкции заключаются в том, что балки одновременно могут быть напольными перекрытиями и потолком. Для того, чтобы повысить звукоизоляцию и увеличить теплоизоляцию помещения, необходимо утеплить строение специальными материалами и зашить сверху доской и гипсокартоном.
По виду:
Цельномассивные – изготавливаются из дерева твердых пород и выполнены из целого бревна. Используются для пролетов до 5 метров.

1. Сбор нагрузок Чтобы посчитать сечение деревянной балки — необходимо собрать нагрузку, действующая на балку. В зависимости от длительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся:

собственный вес деревянной балки;

собственный вес перекрытия, чердачного перекрытия и т.д.;

К временным нагрузкам относятся:

длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);

кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);

особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);

Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

Читайте также: Монтаж стропильной системы мансардной крыши

После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 400кг/м2, а шаг балок 0,6м. Тогда распределенная нагрузка на деревянную балку будет: Qраспр.= 400кг/м2 * 0,6м = 240кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор
2. Выбор предельного прогиба
В зависимости от назначения балки и ее пролета задаем вертикальный предельный прогиб по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия) Пункт2.а. Смысл вертикального прогиба заключается в следующем: например, прогиб l/250 означает, что для балки длинной 4м предельный вертикальны прогиб равен fult = 4м / 250 = 0,016м = 16мм в месте максимального прогиба для балки. Для балки на двух опорах загруженной равномерно или с сосредоточенной нагрузкой посередине балки — максимальный прогиб будет посередине пролета. Для консольной балки максимальный прогиб — на свободном конце балки.
3. Задание ширины искомого сечения балки.
В зависимости от конструктивных требований задаем ширину сечения балки. Расчет деревянной балки сводится к тому, что необходимо подобрать требуемую высоту hтр сечения деревянной балки, которое способно выдержать заданную нагрузку и не превысить заданный предельный прогиб.

Требования к перекрытиям из дерева

Для того, чтобы построенный дом простоял долго лет и не доставил своим хозяевам никаких хлопот нужно учитывать несколько требований, которым должны соответствовать балки перекрытий:

Прежде всего, сам брус

, из которого выполняется балка, должен быть выполнен из твердой породы дерева, которая обладает повышенной жесткостью и не поддается деформированию. Это необходимо для того, чтобы постройка могла в дальнейшем выдерживать большие нагрузки в виде верхних этажей, кровли.
Вес балки может превышать 350 кг на квадратный метр.
Допустимый размер балки – 7 метров.
При утеплении толщина материалов не должна превышать 25 см при перекрытии этажей с разным температурным режимом и 10 см, если утепляются балки между этажами с одинаковым температурным режимом.
Материал, из которого элемент изготовлен, должен быть максимально просушен и содержать влаги не более 20%. При необходимости используется гидроизоляция перекрытия путем применения специальной пленки.

Межэтажное перекрытие из деревянных двутавровых балок

Доброго времени суток друзья! Простите за то, что давно не писал, много дел навалилось в преддверие нового года. Но сейчас выдалась свободная минутка и я решил все-таки рассказать вам о перекрытиях из деревянных двутавровых балок. Да и в принципе что это и с чем едят.

Изначально в своем доме я планировал обычное деревянное перекрытие из доски 50х200 сращенной в два а то и три слоя (в зависимости от длинны перекрываемого пролета). В моем случае у меня между 3мя несущими стенами два больших пролета — 3,9 и 4,9 метра. По расчетам через доступные в интернете калькуляторы, насколько я помню на пролет 4,9 метра нужно было 3 сращенные доски (получалась балка общим сечением 150х200), при этом шаг между ними 400мм. Я думаю вы можете представить какое кол-во леса, понадобилось для изготовления такого перекрытия. Можно было бы купить и цельный брус, но тут велика вероятность что его покрутит, растрескается и тд (при условии что он будет естественной влажности, а я уверен что он такой и будет, когда вы решите покупать его себе на перекрытие).

Так вот, возвращаясь к нашим баранам. Наткнулся в ютубе на видео про перекрытие из двутавровых балок. Правда там речь шла о балке LVL. Но сути это не меняет. На тот момент меня поразило то, что там такой балкой перекрывали пролет в районе 7ми метров, а общая длинна балки была 13 метров (она цельная ложилась на весь дом). Я прям загорелся! Начал штудировать «матчасть» на известных форумах, читать отзывы, искать узлы для правильного монтажа (что бы оценить трудозатраты). В общем оценить все за и против пришел к следующим выводам:

ПЛЮСЫ:

возможность перекрывать большие пролеты (по средством балки из брусов — 5 метров смело)
значительно меньший вес двутавровой балки по сравнению с цельной деревянной балкой которая бы пошла на такой пролет (очень упрощает монтаж, а так же скорость сборку перекрытия)
прочнее, лучше работает на сопротивление прогибу (держит больше нагрузки по сравнению с аналогом из цельного бруса)
минимальные мостики холода (шума)
идеально точные геометрические размеры в не зависимости от длины балки (проверено на своей шкуре, у меня были 8,9 метров)

МИНУСЫ:

судя по мнению большинства пользователей популярных форумов, боятся влаги, однако это напрямую зависит от материала из которого производятся балки и качества связующих компонентов (в первую очередь за стойкость балки к атмосферным осадкам отвечает качество ОСБ, во вторую клей по средствам которого связывали все элементы балки)
цена, но и тут не все так печально как кажется, так как на своем же доме, обсчитав все расходы на перекрытие из доски с учетом всех метизов и большого объема дерева я увидел, что разница настолько минимально, что по этому поводу и думать нечего…

Теперь немного о монтаже. Погодные условия не дают возможности к сожалению записать полноценное видео, есть только фотографии, сделанные в перерывах или в моменты когда погода позволяла. На их примере и попробую вам описать некоторые моменты.

Балки заказывались цельными на всю ширину дома — 8,9 метра.

Ширина дома 9 метров, 8,9 заказывал, чтобы по периметру поставить доску на торец. Даже две доски, так как балки по высоте 300мм. Следовательно вначале ставил 200ку, сверху на нее 100ку. В идеале предлагается по периметру устанавливать такую же двутавровую балку. Это проще, все тот же мостик холода меньше ну и бла бла бла