Виды, конструкция и устройство современных деревянных перекрытий домов

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.

Расчет металлической балки перекрытия

Бывают случаи, когда деревянные балки для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба.

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

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.

Читайте также:  Изготовление проема в железобетонном перекрытии под лестницу

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).
Выбор материалов, расчет конструкции

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

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.

Основные требования к балкам перекрытия

  1. Балки изготавливают из древесины хвойных деревьев: она обладает достаточной прочностью. Влажность материала не должна превышать 14%: превышение этого параметра может стать причиной прогиба лаг под нагрузкой.
  2. Не допускаются пороки древесины, такие как синюшность, поражение плесенью, насекомыми-вредителями и грызунами.
  3. Перед укладкой балки обрабатывают антисептическим составом.
  4. Балка будет устойчива к изгибу, если ее стороны имеют соотношение по размерам как 7:5 (для брусьев).
  5. Прочность на изгиб определяется высотой лаг: чем больше значение этого параметра – тем большую нагрузку без прогиба выдержит балка.
  6. Чтобы перекрытие оставалось ровным даже под воздействием нагрузки, следует вытесать строительный подъем. Потолок нижнего яруса в этом случае будет иметь небольшой подъем в центральной части, но с увеличением нагрузки на перекрытие, он выровняется.
  7. При частой укладке лаг брусья и бревна допускается заменять досками, уложенными на ребро.
  8. Расход древесины будет более экономичным при изготовлении балок толщиной 50 и высотой 150… 180 мм. Ширина шага укладки при этом должна быть 400… 600 мм (это удобно для укладки плит утеплителя).
Основные требования к балкам перекрытия

В заключение – видеоурок с подробным изложением методики расчета балок перекрытия и других конструкционных элементов.

Максимальный пролет монолитного перекрытия

Перекрытия необходимы для разделения здания на этажи, это неотъемлемый конструктивный элемент, воспринимающий различные нагрузки. Монолитное перекрытие (своими руками залить его достаточно просто) обеспечивает устойчивость дома в целом, позволяя организовать звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений.

Положительные характеристики конструкции раскрываются так:

  • отсутствие дорогостоящих работ по разгрузке/погрузке;
  • высокое качество готовой поверхности;
  • возможность свободной планировки помещений;
  • прочность, долговечность.

Конструктивно несущая часть перекрытий разделяется на безбалочную (создается из плит или панелей) и балочную (состоит из балок и наполнения)

Перекрытия могут быть:

  • монолитными – производятся на месте работ;
  • сборными – формируются на основе готовой заводской продукции – ж/б плиты либо панели;
  • часторебристыми – изготавливаются на основе пустотелых блоков и ж/б балок;
  • конструкциями из облегченного бетона.

Что необходимо учесть?

Конструкция должна соответствовать указанным параметрам:

  • плита должна выдерживать динамическую и статистическую нагрузку. В частном строительстве средняя нагрузка составляет 350-400 кг/м²;
  • под действием внешних сил перекрытие не должно деформироваться, то есть, должна быть обеспечена соответствующая жесткость;
  • в зависимости от места установки перекрытия (подвал, этажи, чердак) и функции помещения устанавливается звукоизоляция, блокирующая как воздушный, так и ударный шум;
  • если плита разделяет помещения с различным температурным режимом, например, чердак или подвал от этажа, должна быть обеспечена теплозащита;
  • сопряжение конструкции с наружными стенами не должно создавать мостиков холода, что провоцирует потери тепла и образование конденсата;
  • устройство монолитных перекрытий может быть реализовано с учетом огнестойкости.

Если строитель возводит монолитные перекрытия, технология проведения работ подчиняется указанной последовательности.

Технология устройства опалубки

Максимальный пролет монолитного перекрытия

Технология устройства монолитного перекрытия начинается с обустройства съёмной опалубки. Горизонтальный слой может быть изготовлен из влагостойкой фанеры (20 мм) либо обрезных досок ( мм). Если в системе все-таки образовались щели, поверх щитов выкладывается гидроизоляционная пленка, блокирующая протечку раствора.

Опалубка держится на балках – ригелях, опирающихся на стойки (покупные/арендованные телескопические, или самостоятельно изготовленные брусья 100х100 мм, либо кругляк 8-15 см). Система должна быть смонтирована строго горизонтально.

Укладка и расчет арматуры

Процесс реализуется следующим образом:

  • между опалубкой и каркасом соблюдается зазор 25 мм, что можно организовать при помощи покупных фиксаторов или при самостоятельном изготовлении деревянных или фанерных подставок. Фактическая высота закладных элементов зависит от толщины плиты, но чаще всего хватает 2.5 см;
  • диаметр прутка определяется по расчету в зависимости от нагрузки и размера плиты и варьируется в пределах 8-20 мм. В частном строительстве используется прут 8-12 мм;
  • арматурный каркас может быть однорядным или двурядным, что зависит от необходимой прочности. Ряды вяжутся при помощи гибкой проволоки с размером ячейки 15х15 см – в первом ряду, и 20х20 см – во втором;
  • расстояние от верхнего пояса до верха бетонной заливки должно составлять не менее 25 мм.

Шаг хомутов армирующего пояса – 200-400 мм

Чтобы перекрытие надежно взаимодействовало с несущими стенами, необходим монтаж армирующего пояса. Он формируется на основе стальных прутков и хомутов, к которым крепится арматура перекрытия. Вполне достаточно организовать 4 направляющих диаметром мм, к которым в перпендикулярном направлении крепятся хомуты при помощи вязальной проволоки.

Как залить?

Перед заливкой устанавливается опалубка для всех технологических отверстий, выставляются маячки для контроля толщины конструкции.

Последовательность действий:

  • заливке подлежит заводской или самостоятельно приготовленный при помощи одной или нескольких бетономешалок бетон;
  • если перекрытие находится высоко, раствор подается при помощи подъемных механизмов;
  • весь арматурный каркас должен быть равномерно покрыт раствором. Работы должны быть проведены быстро;
  • далее производится трамбовка, впоследствии поверхность требует ухода.

Необходимое количество гвоздей/шурупов для закрепления балконных балок параллельно балкам междуэтажного перекрытия

В качестве крепежа используются строительные гвозди горячей оцинковки 3,5/100 или шурупы. Необходимое количество гвоздей или шурупов для каждой из точек крепления выбирается согласно табл. 331.

Табл. 331. Необходимое количество гвоздей/шурупов для закрепления балконных балок параллельно балкам междуэтажного перекрытия.

Примечания: 1) Средства крепления могут располагаться с обеих сторон балки. В таблице приведено их общее количество для каждого из мест крепления. См. рис. 331bc; 2) Длина гвоздей должна быть немного больше толщины обеих скрепляемых балок; 3) При использовании шурупов Ø 8 мм и больше, их количество можно сократить вдвое, но использовать менее двух шурупов на соединение не допускается. Длина шурупов должна быть немного меньше толщины обеих скрепляемых балок. В качестве альтернативного средства крепления балконных балок к балкам перекрытия, можно использовать 2 болта диаметром 12 мм с двусторонними шайбами типа «Bulldog / Tag washer»:

Необходимое количество гвоздей/шурупов для закрепления балконных балок параллельно балкам междуэтажного перекрытия

Двусторонняя шайба типа «Bulldog / Tag washer» зажимается между балками.

Под гайку и болт нужно подложить обычные плоские шайбы. В то время как балконные балки будут подвергаться различного рода нагрузкам, возникнет риск перекоса по вертикали балок междуэтажного перекрытия внутри строения. Чтобы избежать этого, нужно надежно закрепить балки перекрытия, например, к верхней балке внутренней несущей стены 1-го этажа или к вспомогательным балкам, проходящим под перекрытием, если они присутствуют. См. рис. 331a. Если балки перекрытия не несут нагрузку от внутренней несущей стены 2-го этажа (которая в данном случае выступает в роли противовеса См. рис. 331a.), то они должны крепиться минимум тремя гвоздями 3,5/100 к верхней балке внутренней несущей стены 1-го этажа или к вспомогательной балке проходящей под перекрытием. См. рис. 331a.

Необходимость использования пароизоляции

Мнения некоторых специалистов о необходимости использования пароизоляции расходятся. Этот материал укладывается в конструкцию перекрытия и идет перед теплоизоляцией. Материал может выполнять роль звукоизолятора. Использовать этот слой необходимо, если присутствует риск попадания пара или возникновения конденсата. Это происходит, если перекрытие располагается между этажами, первый из которых является отапливаемым, а второй — нет. В данном случае речь идет о неотапливаемом чердаке или мансарде над жилым первым этажом.

Необходимость использования пароизоляции

В теплоизолятор перекрытия может попасть пар из влажных помещений первого этажа. Такие условия чаще всего создаются в бассейнах, ванных и кухнях. Пароизоляция располагается поверх балок. Полотна должны быть застелены с нахлестом, края предыдущего полотна следует завести на последующие на 10 см. Стыки следует проклеить строительным скотчем.

Сращивание бруса: способы и рекомендации

Древесина является природным материалом, содержащим множество дефектов. Чтобы получить материал, обладающий определенными характеристиками,сегодня производят сращенный брус. Дефекты древесины не только портят вид деревянного изделия, но и влияют на его долговечность. Таким способом получают два вида строительных материалов: клееный конструкционный брус и профилированный. Без современной технологии сложно получить материал длиной более 6 м для возведения стен домов. Соединения хорошо выдерживают все нагрузки на конструкцию. Потому что дефекты древесины вырезают, и собирают отдельные элементы в цельную конструкцию. Для обустройства стропильных систем, перекрытия, пола нужен гладкий и прочный брус строганный.