Оглавление статьи:
Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж
Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.
Межэтажное перекрытие деревянными балками
Виды перекрытий
Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:
- цокольное или подвальное перекрытие;
- межэтажное перекрытие;
- чердачное перекрытие.
Чердачное перекрытие
Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.
Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.
В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.
Типы деревянных балок
Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.
Разновидности деревянных балок
Цельные балки
Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.
Клеёный брус
Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.
Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.
Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность
Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.
Двутавровые балки
Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.
Устройство двутавровой балки
Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.
Двутавровые балки из OSB (ОСП) 
Соединение двутавровых балок между собой
Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.
Сечение балочных перекрытий
На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:
- прямоугольные;
- квадратные;
- круглые;
- овальные;
- двутавровые.
Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.
Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.
Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.
Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок
Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.
Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины
Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:
- Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
- Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.
Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов
Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м 2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.
Mmax = (q*L 2 )/8
- q — полная нагрузка на кв. м;
- L 2 — квадрат расстояния между стенами.
При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.
Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.
Из формулы W = b*h 2 /6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).
Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.
Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.
Монтаж перекрытия
Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.
При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.
Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 12 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.
Сращивание двух балок
Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.
Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.
Гидроизоляция балок в местах опор обязательна
Достоинства и недостатки балок из дерева
Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:
- доступная цена;
- простота доставки на строительную площадку;
- возможность установки без применения спецтехники;
- экологическая безопасность;
- ремонтопригодность.
Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.
В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.
Виды балок перекрытия и основные расчёты
При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.
- Типы и виды деревянных перекрытий
- Подвальное
- Чердачное
- Междуэтажное
- Достоинства и недостатки
- Использование досок и цельного бруса
- Клееный брус
- Самостоятельное изготовление клееного элемента
- Порядок расчёта
- Определение сечения и шага
Типы и виды деревянных перекрытий
По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:
- подвальное;
- чердачное;
- междуэтажное.
С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.
Подвальное
Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.
Чердачное
Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.
Междуэтажное
Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.
Достоинства и недостатки
У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.
Главными достоинствами балок из досок считаются:
- минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
- красивый внешний вид;
- возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
- высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
- возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.
Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:
- необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
- меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
- деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.
Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.
Использование досок и цельного бруса
В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.
По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов. Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.
Клееный брус
Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.
Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.
Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.
Самостоятельное изготовление клееного элемента
Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:
- соединение трёх элементов в одну конструкцию;
- склеивание двух деталей в форме символа Z;
- соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.
Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.
Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.
Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).
Порядок расчёта
Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:
- провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
- рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
- провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.
Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.
Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).
Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:
- общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
- при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
- в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
- общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.
Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.
Определение сечения и шага
После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.
Все работы проводятся по таким правилам:
- соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
- на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
- между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.
Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.
Устройство деревянных перекрытий в доме своими руками
Деревянные перекрытия в доме вполне возможно возвести своими руками. Такая конструкция считается одним из традиционных вариантов. Устраивают такие перекрытия при строительстве жилых зданий практически из любых материалов: кирпича, пенобетона, керамзитных блоков, и, конечно, актуальными они будут в деревянном доме. Как сделать их своими руками? Подробный ответ на этот вопрос можно будет найти в данной статье. Монтаж, утепление, звуко- и пароизоляция: мы рассмотрим важнейшие аспекты работы.
Междуэтажные, а также чердачные деревянные перекрытия в доме, выполненные из дерева, по своим конструктивным особенностям практически ничем не отличаются. Они состоят из деревянных балок, а также из межбалочного заполнения, которое представляет собой накат, выполненный из щитов или из дерева. Деревянные балки являются несущими конструкциями, которые производятся обычно из хвойных пород дерева. Это могут быть, к примеру, отесанные бревна, доски или брусья.
Шаг 1. Определение размеров используемых материалов и основных расстояний
Сечение балок определяется в зависимости от длины, а также от нагрузки, которая будет на них приходиться. Приблизительно, соотношение будет следующим: высота составляет 1/24 от длины, а ширина – приблизительно половину высоты.
Что же касается расстояния между балками (или, как принято говорить, размер шага укладки) – он определяется, исходя из данных о сечении материала, а также от длины пролета. Для удобства, это расстояние можно определить по соответствующей таблице.
Шаг 2. Монтаж балок своими руками
После того, как вы определились со всеми размерами и расстояниями, настало время выполнять устройство балок. Для того чтобы использовать балки более тонкие и короткие, следует устроить также несущие перегородки. Нужно это и для того, чтобы минимизировать общую толщину перекрытия, выполненного из дерева.
Концы балок срезаются наискось, далее необходимо провести их антисептическую обработку, использовать специальные составы, которые надолго защитят дерево от самых разнообразных повреждений. Затем балки должны быть обернуты гидроизоляционным материалом – в два слоя и, наконец, заделаны в перегородки и в наружные стены жилого здания. Какой должна быть глубина заделки балок? По стандарту, не менее 180 сантиметров. Вместе с тем длина опорной части будет составлять порядка 150 сантиметров, а ширина зазора между стеной и торцом балки – около 3 сантиметров. Когда создается упор балок на внутренние стены, нужно обязательно подложить под них в два слоя рубероид или другие гидроизоляционные материалы. Торцы балок, обустраивая деревянное перекрытие, нужно оставить открытыми, их нельзя покрывать битумом или рубероидом, поскольку они должны «дышать».
С боков на балки набивают «черепные» бруски, сечение которых составляет 4х4 см или 5х5 см.
Шаг 3. Устройство наката
1 – Стена; 2 – Гидроизоляция; 3 – Балка; 4 – Монтажная пена; 5 – Утеплитель; 6 – Анкер; 7,8 – Накат; 9 – Черепной брусок.
Накат деревянных перекрытий обустраивается либо из ординарной доски, либо из двух рядом сбитых между собой перпендикулярно досок (щитов). Начиная устройство наката, следует обратить внимание на то, чтобы с нижней поверхностью балок низ наката был расположен в одной плоскости. Исключением может быть только тот случай, когда вы решили сделать стилизацию под старину, и балки в вашем доме получились несколько выступающие. Не забывайте о том, что любые деревянные элементы, которые вы используете при возведении вашего жилья, должны быть тщательным образом обработаны составами-антисептиками. Далее накат должен быть покрыт материалом для гидроизоляции, к примеру – рубероидом. Устройство его выполняется таким образом, чтобы гидроизоляция закрывала балку на половину высоты. Затем выполняется утепление: слой теплоизоляции- керамзита, пенопласта, каменной ваты и других материалов укладывается на гидроизоляцию.
Шаг 4. Утепление
1 – Балка; 2 – Черепной брусок; 3 – Накат с подшивкой; 4 – Пароизоляция; 5 – Утеплитель
То, насколько качественно осуществлено утепление, влияет не только на уровень теплопотерь в здании, но и на то, как долго будет служить стропильная система, а также на долговечность перекрытия кровли. Хорошая теплоизоляция должна сочетаться и с хорошей вентиляцией пространства на чердаке жилого дома.
Чаще всего утепление межэтажного перекрытия из дерева в доме производится с использованием плит из минеральной ваты. Материал как правило настилается между балками, либо на перекрытие. Укладывается материал, с помощью которого производится утепление, на полиэтиленовую пленку или другие пароизоляционные материалы (к примеру, на материал «Поликрафт»). У тех материалов, которые имеют фольгированную сторону, такая сторона должна быть снизу. Далее межбалочное пространство заполняется теплоизоляцией. Выполняя утепление своими руками, для того чтобы предотвратить потери тепла через так называемые «мостики холода», осуществляется еще и устройство дополнительного слоя материала-теплоизолятора, он кладется поверх балок.
Шаг 5. Звукоизоляция, подшивка потолка своими руками, работа с дымовыми трубами
После того, как накат установлен и выполнено утепление (материал размещен на балках), начинается следующий этап – устройство подшивки потолка. Сделать подшивку можно, например, из гипсокартонных плит стандартной толщины (9,5 мм). Устанавливаются такие плиты своими руками легко и оперативно, а поверхность будет ровной. Если вы хотите обустроить мансардную крышу в вашем доме своими руками, к балкам будет прибиваться пол из досок. В таком случае вместе с теплоизоляцией важно сделать и качественную, достаточную звукоизоляцию. Для этого специальные материалы, создающие звукоизоляционную прокладку, укладываются под доски пола. Дополнительную защиту от посторонних звуков и шумов также обеспечит хороший слой утеплителя.
В тех местах, где проходят дымовые трубы, в деревянном перекрытии нужно будет оставить соответствующие отверстия: они обрамляются дополнительными балками, покороче. Эти балки будут опираться друг на друга при помощи специальных хомутов. Планируя устройство такой конструкции, имейте ввиду: расстояние от незащищенной наружной поверхности дымохода до балки должно составлять, как минимум, 40 сантиметров. Можно провести специальные мероприятия – устроить “песочницу”, теплоизоляцию или асбестовую прокладку в месте пересечения с перекрытием – тогда это расстояние можно сократить до 10-20 см.
Как можно убедиться, вполне возможно осуществить устройство своими руками деревянных перекрытий в загородном доме, их утепление, звукоизоляцию и другие сопутствующие работы. Главное – следовать всем указанным правилам и применять в работе исключительно качественные материалы.
Изготовление деревянных двутавровых балок своими руками
- Выбор материала
- Какие инструменты нужны?
- Изготовление
- Типичные ошибки
- Полезные рекомендации
Отечественные строители совсем недавно открыли для себя каркасное строительство, которое давно и с успехом практикуется в зарубежной архитектуре. В частности, двутавровые деревянные элементы широко применяются теперь и у нас, и в Канаде, потому что климатические условия идентичны, и подобные балки отлично подходят для перекрытий. На рынке продаются разные вариации подобных балок, но не всегда их цена радует, хотя и является приемлемой в средних значениях, и многие застройщики предпочитают закупать балки у производителей.
А разве не было бы интереснее сделать балки перекрытия самому? Отпадут все проблемы с транспортировкой и не нужно будет подгонять материал по месту установки.
Не всегда нужно быть благодарным только тому, что есть на рынке, если самостоятельно можно сделать гораздо более интересный конечный продукт.
Глубокие детали производства самих балок описывать нет смысла, так как каждый строитель, даже при установке обычных стоек, имеет свою методику и способы постройки, свой набор инструментов и понимание вопроса. Статья дает общее представление об изготовлении деревянных двутавровых балок своими руками.
Выбор материала
Это один из ключевых моментов в работе. Дерево дереву рознь, и очень многое будет зависеть от того, какие балки получатся и что рациональнее использовать в строительстве.
- Брус. Лучший брус – клееный, так он меньше всего деформируется и реже подвержен подгниванию и разбуханию. Этот стройматериал – фаворит производителей, которые в многочисленных рекламах хвалят его свойства и долговечность. Но всегда стоит помнить, что даже самый прочный материал не может исключить поглощение жидкости со временем.
- Лиственница. Порода избираемого дерева тоже имеет немаловажное значение. Очень тяжело работать с нижним венцом любого сруба, поэтому тут, как делали ранее до нас наши предки, просто идеально подойдет лиственница. Хоть это и хвойное дерево, у него особенная смола, которая наделяет древесину отличительными свойствами – при намокании она прочнеет. А ведь венец важно максимально оградить от влаги.
Стоит заметить, что минимальное сечение бруса для опалубки, которое можно позволить, будет составлять 35 мм. Брус должен быть больших сечений, чтобы избежать лишнего расхода дерева.
Какие инструменты нужны?
Помимо стандартных инструментов, необходимых в строительстве, для данной работы следует сделать акцент на двух составляющих.
- Стойка. Тут выбора не очень много – можно брать как фанеру, так и основные варианты – листы ДСП или ОСБ, которые значительно превосходят ДВП по техническим характеристикам. На рынке представлено множество альтернативных вариантов, но тут лучше именно старая школа. Желательно ориентироваться на стружечные плиты – они надежнее и долговечнее.
- Клей. Как правило, мало кто берет в расчет, что выбор клея тоже играет существенную роль, особенно при работе с деревом. Токсичность тут крайне нежелательна, а поэтому чем натуральнее и безопаснее клеевой состав, тем лучше, особенно при строительстве дома или другого жилого комплекса (коттедж, дача).
Изготовление
Когда бруски будут готовы, нужно заняться выпилом, чтобы впоследствии сделать ровную вертикальную стойку.
Осмотрите внимательно каждую плиту, не должно быть даже малейшего дефекта, иначе балка не сможет держать вес. Не бойтесь браковать. Да, денег, потраченных на плиту, может быть жалко, но гораздо больше денег придется выкинуть, если вся конструкция будет испорчена.
Отобранные плиты надо немного скосить у кромки, чтобы они ровно входили в паз.
Смазать спилы клеем и прижать верхний к нижнему. Подождать, пока клей полностью высохнет: время ожидания должно быть описано в инструкции.
Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить подрезкой прогонов из швеллера той же длины. Их надо наложить на брусья, и стянуть веревкой или обрезками плотной ткани, если хватит соответствующей длины, и дождаться, когда клей полностью станет твердым. Только после готовности клея балка готова к использованию.
При изготовлении самих опор не должно возникнуть никаких проблем.
Самое главное – производить все необходимые расчеты, не стесняться просить совета, и если не получается – обращаться к профессиональным строителям, даже с расчетами. Тут нельзя рисковать, так как перекрытие – начало начал любой конструкции, и нарушение верных параметров чревато травмами и крушением дома.
Типичные ошибки
Разберемся, что нужно учесть, чтобы не сделать опасные оплошности, и что может пойти не так при производстве балок.
Ошибка №1
Приобретение неподготовленного сырья. Если вы решили самостоятельно сделать двутавровые деревянные балки для перекрытия, то нужно не забывать о том, что в условиях производства все изготавливается по особой технологии, и применяется калиброванная сухая фурнитура, что не дает балкам и доскам перекручиваться и приобретать неправильные формы.
Ошибка №2
Приобретение и использования неподходящего или чересчур дешевого клея. Например, как бы ни был привлекателен выбор смоляного клеевого состава, это абсолютное нет при работе с двутавровыми балками. У эпоксидной смолы очень плохие клеящие свойства, и для ее затвердевания нужно слишком большое количество времени.
Лучшим выбором клея остается полиуретановый. Он термически активный, но сам не возгорается, а при работе с деревом это очень важно.
Конечно же, стоит отметить, что не подойдет клей ПВА, какими бы волшебными клейкими свойствами он ни обладал. Клей «Момент» тоже неуместен в данном случае.
Ошибка №3
Неверное сопряжение самих балок. Здесь надо понимать, что это не простые деревянные, но двутавровые балки, и крепить их внахлест – большая ошибка. Их необходимо приложить встык и закрепить пластинами.
Нельзя использовать перфорированную ленту, чтобы впоследствии балки не опрокинулись. Нужно использовать точные расчеты по калькулятору.
Ошибка №4
Использование неправильных крепежей. Самым несуразным кажется использование строителями монтажной пены для заделывания отверстий. Закладка должна быть строго специальная. Возбраняется использовать неправильный доугун, это нарушит несущую способность перекрытия, и вся конструкция может обрушиться.
Не используются также в отношении двутавровых балок обыкновенные шурупы, так как сами по себе они не выдерживают серьезные нагрузки. Следует помнить, что шурупы не являются конструкционными деталями – они могут лишь прикрепить что-то легкое по весу. Обратите также внимание на доугун – если его высота недостаточна, то использовать нельзя. Размер тоже имеет значение – маленький кронштейн недопустим.
Ошибка №5
Использование сторонних деталей, не предусмотренных конструкцией. Не нужно ничего дополнительно подкреплять просто «для страховки». Обычное крепление двутавровых балок и так плотное и не требует излишних деталей. На рисунке показаны типичные ошибки при монтаже.
Полезные рекомендации
Не стоит пренебрегать общими рекомендациями, советами и замечаниями.
- Не используйте одинаковый двутавр для перекрытий, меняйте его.
- Точно рассчитайте нагрузки. Для этого можно использовать разные калькуляторы онлайн или сделать расчет самостоятельно.
- Если сомневаетесь, будет лучше обратиться за советом к профессионалам. Нельзя допустить, чтобы балки были поставлены криво – это может остановить всю стройку и в конечном итоге опасно для конструкции.
- Все дерево подлежит качественной просушке. Это поможет избежать возможной деформации в будущем, ведь неизвестно, как продукция хранилась до того, как попала к вам в руки, на каких складах была.
Конечно же, можно просто использовать брус в разных частях каркаса, но это не всегда выгодно с точки зрения экономии. Изготовление двутавровой балки своими руками и её применение технологически более рационально.
Именно когда мы комбинируем листы ОСБ и брус, то получается наиболее прочная и долговечная конструкция, оптимальная по своим строительным характеристикам:
- жаро- и морозостойкость;
- сопротивляемость нагрузкам и погодным условиям;
- относительно легкий вес.
Хотя всегда можно комбинировать различные элементы самодельного двутавра и конфигурации для самых разных каркасных нужд. Поэтому, и особенно это касается строительства, всегда нужно пробовать и не бояться ошибиться. Принять решение построить что-то своими руками – повод для большой гордости, ведь долгие годы вы будете любоваться плодами своего труда.
Но если вы решились строить что-то самостоятельно, нужно подходить к этому ответственно с самого основания, потому что именно с него и будет дальше начинаться всё строение, и уже с базы все должно быть идеально, чтобы конструкция была прочной и ровной.
О том, как производят деревянные двутавровые балки, смотрите далее.
Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет
Для того, чтобы соорудить надежное деревянное перекрытие, необходимо правильно подобрать размеры балок, а для этого необходимо сделать их расчет. Деревянные балки перекрытия имеют следующие основные размеры: длину и сечение.
Их длина определяется шириной пролета, который требуется перекрыть, а сечение зависит как от нагрузки, которая будет на них действовать, от длины пролета и шага установки, то есть расстояния между ними.
В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно сделать такой расчет и правильно подобрать размеры балок.
Расчет балок деревянного перекрытия
Для того, чтобы определить какое количество деревянных балок и каких размеров потребуется для устройства перекрытия необходимо:
- замерить пролет, который они будут перекрывать;
- определиться со способами их закрепления на стенах (на какую глубину они будут заходить в стены);
- сделать расчет нагрузки, которая будет на них действовать при эксплуатации;
- с помощью таблиц или программы-калькулятора подобрать подходящие шаг и сечение.
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 2.01.07-85) составит:
70х1,3 = 90 кг/м 2 , 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 кгм 2 . Округляя в большую сторону принимаем 150 кг/м 2 .
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/м 2 , округляем до 250 кг/м 2 .
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/м 2 .
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/м 2 .
Сечение и шаг балок деревянного перекрытия
Зная необходимую длину балок деревянного перекрытия (L) и определив общую расчетную нагрузку можно определить необходимое их сечение (или диаметр) и шаг укладки, которые связаны между собой. Считается, что лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балок, при этом, может быть в пределах 40-200 мм, а высота 100-300 мм. Высоту балок часто выбирают такой, чтобы она соответствовала необходимой толщине утеплителя. При использовании в качестве балок бревен их диаметр может быть в пределах 11-30 см.
В зависимости от вида и сечения используемого материала, шаг балок деревянного перекрытия может быть от 30 см до 1,2 м, но чаще всего он выбирается в пределах 0,6-1,0 м.
Иногда его выбирают таким, чтобы он соответствовал размеру плит утеплителя, укладываемых в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. Кроме этого, в каркасных зданиях, желательно, чтобы шаг укладки балок соответствовал шагу стоек каркаса — в этом случае будет обеспечена наибольшая жесткость и надежность конструкции.
Сделать расчет или проверку уже выбранных размеров деревянных балок перекрытия можно по справочным таблицам (некоторые приведены ниже) или используя онлайн калькулятор «расчет деревянных балок перекрытия», который легко найти в интернете, «забив» соответствующий запрос в поисковике. При этом необходимо учесть, что относительный их прогиб для чердачных перекрытий не должен быть более 1/250, а для междуэтажных – 1/350.
Таблица 1
Рекомендуемое сечение балок из бруса (s x h), в зависимости от шага их укладки и перекрываемого пролета, при общей расчетной нагрузке 350-400 кг/м 2 (междуэтажные перекрытия), мм:
| Шаг,м Пролет,м | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
| 0,6 | 75х100 | 75х200 | 100х200 | 150х200 | 150х225 |
| 1,0 | 75х150 | 100х175 | 125х200 | 150х225 | 175х250 |
Таблица 2
Рекомендуемое сечение балок перекрытия из досок и бруса при шаге 1 м, перекрываемом пролете 3-6,0 м и общей нагрузке от 150 до 300 кг/м 2 (чердачное или междуэтажное перекрытие), мм:
| Нагрузка, кг/м 2 \ Пролет, м | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
| 150 | 50х140 | 60х180 | 80х200 | 100х220 |
| 200 | 50х160 | 70х180 | 100х200 | 140х220 |
| 250 | 60х160 | 70х200 | 120х200 | 160х220 |
| 300 | 70х160 | 80х200 | 120х220 | 200х220 |
Таблица 3
Рекомендуемый минимальный диаметр деревянных балок перекрытия из бревен (круглого сечения) при шаге 0,6-1 м, пролете 2-6 м и нагрузке 400 кг/м 2 , мм:
| Шаг,м/Пролет,м | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 0,6 | 110 | 140 | 170 | 200 | 230 |
| 1,0 | 130 | 170 | 210 | 240 | 270 |
Таблица 4
Рекомендуемый шаг балок из досок сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м
Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.
Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:
Как сделать деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками — пошаговая инструкция
- Выбор материала
- Брус
- Стойка
- Клей
- Особенности изготовления двутавровой деревянной балки
Такие опорные элементы широко применяются в строительной сфере, особенно при обустройстве различных перекрытий. В продаже имеется несколько вариантов двутавровых балок, в производстве которых используется «чистая» древесина и материалы на ее основе. Средняя цена – 230 руб/п.м. – довольно приемлемая для большинства индивидуальных застройщиков.
Но есть ряд вопросов, которые наводят на мысль – а не проще ли изготовить деревянный двутавр своими руками? Во-первых, не возникнет проблемы с его транспортировкой, во-вторых, с подгонкой по месту установки. Ведь придется довольствоваться лишь тем, что предлагает рынок.
Как организовать самостоятельное «производство» деревянных двутавровых балок, что учесть – тема предлагаемой статьи.
Объяснять читателю отдельные нюансы изготовления балок двутавровых бессмысленно. Например, как сделать своими руками пазы для установки стоек. У каждого хозяина свой инструмент (цепная пила, фрезы или иное) и методика.
Но несколько замечаний общего плана лишними не будут:
- Даже для перекрытий один и тот же двутавр использовать не стоит. Необходимо сделать точный расчет нагрузок. Деревянные балки имеют небольшой вес, но вот какой они сами способны выдержать? Поэтому если сборка и ведется своими руками, то определение оптимальных параметров двутавровой опоры лучше доверить профессионалу.
- Перед началом «конструирования» все образцы из древесины следует высушить. Еще неизвестно, где и при каких условиях материал хранился до того, как был куплен. Несоблюдение этой рекомендации может привести к тому, что смонтированная двутавровая балка через некоторое время деформируется.
Выбор материала
Понятие древесина – общее. Что именно целесообразно использовать при изготовлении своими руками двутавровых балок?
Практика показывает, что лучше, если он будет клееный (о его характеристиках и преимуществах читайте здесь). Такие заготовки менее всего подвержены деформации. Если почитать различные описания готовой продукции, то практически все производители уверяют потенциального покупателя, что их строй/материал (наряду с другими достоинствами) не впитывает жидкости, следовательно, не разбухает и не гниет. Хотя даже далекий от этой сферы человек прекрасно понимает, что как ни обрабатывай древесину, полностью исключить влагопоглощение невозможно.
Немаловажен и вопрос о породе. Автор не собирается заниматься агитацией, а предлагает лишь вспомнить, как строили наши предки. Наиболее проблемная часть любого сруба – нижний венец. Его нужно было максимально оградить от воздействия влаги. Поэтому для него всегда брали лиственницу. Это дерево, в отличие от других хвойных пород, содержит не просто смолу, а особую. Она придает материалу уникальные свойства. Например, при намокании древесина становится только прочнее. Ну а что именно использовать – на усмотрение домашнего мастера.
Практика малоэтажного строительства показывает, что наиболее используемые типоразмеры двутавровых балок следующие:
Остается добавить, что минимально допустимое сечение бруса (мм) – 35 х 25. И это лишь для опалубки. Если использовать такой двутавр в качестве перекрытия, то заготовки придется монтировать как можно плотнее, а это – повышенный расход древесины. Следовательно, брус необходимо брать большего сечения.
Стойка
Основных вариантов два – из многослойной фанеры или ОСВ. Хотя в продаже встречаются двутавровые балки и других исполнений, для изготовления своими силами лучше ориентироваться на эти материалы. Предпочтительнее ОСВ, так как они обеспечат большую прочность и долговечность конструкции благодаря особому структурному составу и технологии производства.
Как правило, на это мало кто обращает внимание. Хотя все клеи отличаются друг от друга, в том числе, и токсичностью. Вот это и следует учесть. При выборе средства нужно ознакомиться с его составом, особенно если предполагается монтаж перекрытий из двутавровых балок в жилом строении. Рекомендация простая – чем меньше «химии», тем лучше.
Особенности изготовления двутавровой деревянной балки
После подготовки брусьев в них делаются выпилы для последующей установки стойки. Она должна располагаться строго вертикально, поэтому особое внимание – точности разметки (ведется от продольной оси заготовок).- Каждая плита перед использованием тщательно осматривается. Малейший дефект (а он скажется на несущей способности двутавровой балки) – причина для отбраковки. Кромки отобранных плит немного скашиваются, чтобы образцы лучше входили в пазы.
- Выпилы в брусьях промазываются клеящим составом; в нижний вставляется стойка, после чего накладывается верхний и прижимается.
- Сборка оставляется в таком положении до полного просыхания клея. Это время указывается в инструкции по применению состава.
Качественную стыковку всех элементов двутавровой балки можно обеспечить отрезками швеллера аналогичной длины. Они накладываются на бруски и стягиваются импровизированными хомутами (веревка, ремни с карабинами и тому подобное), до полного отвердевания клея. И только после этого деревянную балку-двутавр можно использовать для обустройства перекрытия.
Процесс изготовления опор из древесины, как и выбор материалов, особых сложностей не представляет. Работа, выполненная своими руками, экономит и время, и деньги. Но это оправдано лишь в том случае, если расчеты нагрузок проведены на профессиональном уровне. Если нет полной уверенности, что это получится сделать самостоятельно, рисковать не стоит. Перекрытие – ответственная часть любой конструкции, и никакая экономия не может служить оправданием нарушению проектных параметров.