Оглавление статьи:
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:
Устройство перекрытий в деревянном доме из бруса
Межэтажные перекрытия в домах из бруса, как и в зданиях, возводимых из другого материала, несут двойную нагрузку: сверху на них настилается чистовой пол, а снизу крепится потолок. Между балками перекрытия брусового дома укладывается тепло- и звукоизоляционный материал. Перед установкой балок перекрытия в доме из бруса обязательно нужно провести обработку антисептическим средством.
Установка балок перекрытия в доме из бруса своими руками
Деревянные перекрытия в домах из бруса имеют массу преимуществ: они легкие, обладают всеми необходимыми свойствами — тепло- и звукоизоляцией, подходят практически для любых эксплуатационных условий. Перекрытия выполняют роль таких элементов конструкции дома, которые обеспечивают распределение нагрузок по горизонтали.
Конструкции, которыми являются перекрытия, состоят из несущих элементов и ограждений. В качестве несущих элементов выступают балки, которые воспринимают нагрузку, как собственного веса, так и веса ограждений и заполнителей. Готовая конструкция деревянного перекрытия в доме из бруса должна выдерживать эксплуатационные нагрузки, которые рассчитываются заранее.
Перед укладкой балки обязательно антисептируют. Размещают их параллельно друг другу вдоль короткой стороны пролета, соблюдая шаг. Балки сопрягают с венцами сруба сковороднем, а затем торцы обрабатывают антисептиком. Для звуко- и гидроизоляции концы балок оборачивают различными материалами. Нередко куски толя, рубероида и войлока подкладывают под концы балок.
Нагрузка на перекрытия складывается из их собственной массы и тех временных нагрузок, которые возникают в ходе эксплуатации постройки в целом. Вес перекрытий зависит от их конструкции, а также вида утеплителя.
В среднем она составляет 230 кг/м2, но может быть и больше. Для определения полной нагрузки, приходящейся на 1 м2 перекрытия во время эксплуатации дома, следует сложить собственную и временную нагрузку. Расстояние между балками выбирается обычно 0,5-1 м.
При устройстве перекрытий в доме из бруса следует учитывать, что на проемы между ними также приходятся нагрузки, именно поэтому делать их больше 1 м не стоит. Оптимальным вариантом будет применение балок сечением 6 х 18 см с шагом между ними в 40 см.
Если в перекрытии брусового дома необходимо выполнить проем для лестницы или дымовой трубы, устанавливается дополнительный ригель, на котором и монтируются нужные балки. Прикрепляют их к ригелю несколькими способами: с помощью соединения «ласточкин хвост», применяя металлические хомуты, на черепных брусках. В больших пролетах балки при необходимости можно укрепить с помощью промежуточных столбов.
Чтобы передать нагрузки от утеплителя балкам, устраивают накат. Его выполняют в виде щитов из продольных или поперечных досок, или в виде щитов как из продольных, так и из поперечных досок. Их плотно подгоняют одна к другой. Для сооружения наката потолочного перекрытия в доме из бруса нередко используется листовой материал, например фанера.
Главное, чтобы он был способен выдержать вес утеплителя. С боковых сторон к балкам прибивают бруски сечением 5×5 см, на которые и опирают щиты.
Накат покрывается слоем толя или рубероида, на него укладывается или засыпается утеплитель, который подбирается заранее в соответствии с температурой воздуха зимой в данном регионе, финансовыми возможностями хозяина и его предпочтениями.
Перекрытия из бруса между этажами: установка межэтажных балок в брусовом доме
Во время строительства двухуровневых домов на межэтажные перекрытия в брусовом доме приходится и эксплуатационная нагрузка (кроме их собственного веса). Поэтому поверх деревянных балок в таких домах часто сооружают деревянный настил, а потолок просто подшивают. Лаги пола укладывают на балки, между которыми помещают толь, а сверху на него — утеплитель. В качестве утеплителя и шумопоглощающего материала может служить обычный песок, однако следует помнить, что он значительно увеличивает вес конструкции.
На месте ванных комнат и санузлов (ввиду того что в них влажность воздуха повышена) перекрытия между этажами в доме из бруса нуждаются в постоянном контроле. Для этого нижнюю подшивку можно не выполнять. Такой подход поможет, кроме того, обеспечить достаточную вентиляцию в помещении и избежать появления на полу и стенах плесени. Гидроизоляционное покрытие (пленочный материал) в этих местах поднимают таким образом, чтобы его край можно было прикрепить к стенам с захлестом не менее 6 см.
В том случае, если в доме планируется сооружать печь или камин, необходимо тщательно проработать места в перекрытии, где будет располагаться дымоход. Балки размещают так, чтобы они не касались кирпичной трубы и отстояли от нее не менее чем на 35 см.
Проемы в перекрытии зашиваются несгораемым материалом. Прочно соединять кирпичную кладку с балками не следует, так как в процессе последующей усадки дома при таком соединении труба может разрушиться.
Далее подробно описано, как сделать перекрытия в доме из бруса.
Выполнение потолочного перекрытия в брусовом доме
Шаг 1
Сначала выполняют укладку балок потолочного перекрытия в доме из бруса: для этого тщательно укрепляют верхнюю часть стены нагелями. Деревянные балки укладывают параллельно друг другу. Расстояние между балками должно быть одинаковым. Под концы балок, опирающихся на внутренние стены, подкладывают рубероид или толь. Концы балок, которые опираются на наружные стены, покрываются слоем антисептика, а затем оборачиваются рубероидом или толем. Торцы всех балок оставляют открытыми. Балки прикрепляют к брусьям стен с помощью специальных металлических крепежных изделий.
Балки потолочного перекрытия в брусовом доме должны располагаться строго горизонтально. При необходимости дополнительно они укрепляются гвоздями, забитыми под наклоном.
Шаг 2
Для устройства потолка используются доски сечением 4 X 20 см. Прикрепляют их саморезами к балкам чердачного перекрытия со стороны жилого помещения.
Со стороны чердачного помещения между балками помещается гидроизоляционный материал, а на нем — утеплитель (например, эковата — ее расход составляет 30-40 кг на 1 м3). Равномерно распределяют утеплитель по поверхности.
Сверху утеплитель закрывают рубероидом, прикрепив его к балкам перекрытия с помощью строительного степлера.
Шаг 3
В чердачном помещении выполняется настил из сухих строганых досок толщиной 4 см. Прикрепляют их к балкам перекрытия саморезами.
В жилом помещении прикрепляют к потолку пароизоляционную пленку. Следят за тем, чтобы пленка не сминалась. Сверху прикрепляется саморезами высушенные строганые доски сечением 2×20 см.
К доскам крепятся заранее подготовленные листы гипсокартона.
Устройство деревянных перекрытий между этажами: расчет и схемы монтажа
Планируя строительство загородного коттеджа, владельцу приходится решать непростой вопрос выбора перекрытий. Одни подрядчики советуют ему использовать железобетонные панели, другие настаивают на использовании в качестве перекрытия деревянных балок.
Мы решили помочь новичкам выйти из затруднительного положения. В нашей статье вы найдете обзор достоинств и недостатков деревянных межэтажных перекрытий.
Полезные советы по их монтажу и важные нюансы выполнения этой работы также не будут лишними. Надеемся, что полученная информация пригодится вам на стройке и поможет избежать серьезных ошибок.
Содержание статьи:
Основные преимущества и недостатки деревянных перекрытий
В сознании граждан сложился стереотип, согласно которому панели из сборного железобетона — единственно возможное решение для любого здания. Преодолеть его не трудно.
Достаточно перечислить преимущества деревянных балочных перекрытий:
- Минимальная стоимость (1 м3 бруса в несколько раз дешевле 1м3 пустотных панелей);
- Нагрузка на стены в 2-3 раза меньше, чем от панелей. Это позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона при устройстве фундамента;
- На небольших пролетах (до 4 метров) деревянные балки можно укладывать вручную, используя простейшие приспособления (лебедку или подъемный блок). Смонтировать тяжелые плиты без мощного крана – задача нереальная;
- Низкая трудоемкость и высокая скорость работ (по сравнению с заливкой монолитного ж/б перекрытия);
- Экологичность (в бетоне используется гранитный гравий, радиационный фон которого может существенно превышать норму).
Как известно, достоинства не бывают без недостатков. У перекрытий из древесины их немного:
- Повышенная деформативность. Проявляется в эффекте вибрирования при хождении и образовании трещин в местах примыкания перегородок из гипсокартона;
- Низкая огнестойкость (без специальной пропитки);
- Относительно небольшая длина (не превышает 6 метров). У ж/б панелей она достигает 7,2 метра.
К числу недостатков данных конструкций некоторые авторы тематических статей относят образование трещин в штукатурке потолка и плохую изоляцию ударного шума. Однако, при грамотном подходе к монтажу две эти проблемы решаются просто и надежно. Для этого ниже несущих балок укладывают ряд менее толстых брусьев, специально предназначенных для подшивки потолка (гипсокартон, ОСП, вагонка, доска).
Подшивочный брус также, как и основной ставится на стену, но ниже, и к нему крепится облицовка потолка. Это решение встречается не часто, хотя оно грамотное и его история насчитывает не одно столетие, кроме отсечки структурного шума второго этажа такой вариант избавляет от трещин в потолке. Они появляются в том случае, когда балка служит опорой пола второго этажа и одновременно к ней подшивается потолок первого этажа. От вибрации и ударной нагрузки в отделке появляются трещины.
Области применения и расчет деревянных перекрытий
Перекрытия по деревянным балкам рекомендуется применять:
- в зданиях, построенных из древесины (каркасных и рубленых);
- в дачных домах, рассчитанных на летнюю эксплуатацию;
- в хозяйственных постройках (сараях, банях, мастерских);
- в быстровозводимых домах сборно-разборного типа.
Кроме перечисленных вариантов, деревянные конструкции для межэтажных перекрытий можно использовать в коттеджах, предназначенных для круглогодичного проживания. Только в этом случае нужно использовать двухрядную систему установки балок, о которой мы рассказали выше.
Подбирать сечение бруса по принципу «чем толще, тем лучше», мы не советуем. Есть простая методика расчета, взятая из строительных нормативов.
Согласно ей, высота деревянной балки должна быть не меньше 1/25 размера перекрываемого пролета. Например, при 4-х метровом расстоянии между стенами нужно купить пиловочник с высотой сечения (Н) не менее, чем 400/25 = 16 см при толщине (S) 12 см. Для создания запаса прочности найденные параметры можно увеличить на 2-3 см.
Второй параметр, который нужно правильно выбрать — количество балок. Он зависит от их шага (расстояния между центральными осями). Зная сечение бруса и размер пролета, шаг определяют из таблицы.
Указанная в таблице расчетная нагрузка 350-400 кг/м2 является максимальной для второго этажа. Если он не будет жилым, то ее величина не превысит 250 кг/м2.
Планируя раскладку брусьев, нужно учесть, что два крайних должны отступать от торцевых стен не менее, чем на 5 см. Остальные балки распределяют по стенам равномерно (в соответствии с выбранным шагом).
Этапы и особенности монтажа
Технологически устройство перекрытия по деревянным балкам нельзя назвать сложным. Главное внимание следует уделить выравниванию балок по горизонтали и качеству заделки их концов в массив стены. Просто положить брусья на кладку и заложить их кирпичом нельзя. Необходимо обеспечить им надежную связь со стенами и качественно защитить древесину от гниения.
Варианты заделки балок в зависимости от материала кладки, вида стеновых конструкций (наружная, внутренняя, дымоход) и способы их крепления приводятся на рисунках.
Длина опорной части балок в кирпичной и блочной стене должна составлять не менее 16 см (в деревянной 7-8 см). Если вместо бруса используются спаренные доски, поставленные на ребро, то их заделывают в кладку не менее, чем на 10 см.
Боковые части балок, контактирующие со стеной, оборачивают 2 слоями пергамина или 1 слоем рубероида. Опытные мастера обрезают торцы брусьев под углом (60-70°) и оставляют неизолированными, при этом не забыв обработать их антисептирующим составом на ровне с остальной частью. Так обеспечивается «дыхание» древесины, обернутой гидроизоляцией.
При монтаже перекрытия по бокам у каждого бруса оставляют небольшие зазоры (3-5 см), заполняемые минватой или паклей. В пространство между торцом каждой балки и стеной тоже ставят теплоизолятор. Так устраняют «мостик холода» возникающий за счет уменьшения толщины кладки.
При устройстве перекрытий в стенах из газобетонных и арболитовых блоков рекомендуется использовать открытую заделку. В этом случае концы балок так же подрезают под углом, антисептируют и оклеивают их толем на мастике, оставляя свободными торцы.
Наружную стенку гнезда утепляют войлоком или минватой и вставляют в него короб, сделанный из кусков антисептированной доски. Его высота выбирается такой, чтобы над балкой образовался воздушный зазор (2-3 см). Через него в помещение в зоне плинтуса будет выходить водяной пар, накапливающийся в древесине. Такое решение предохраняет опорную часть балки от загнивания.
Брусья перекрытия опирают на армированный пояс, который используется для повышения пространственной жесткости блочной кладки.
Во внутренние несущие стены балки заделывают закрытым способом. Для увеличения жесткости перекрытия их через три связывают между собой стальными анкерными пластинами.
Участок балки, примыкающий к дымовому каналу, изолируют асбестом или другим негорючим материалом. Основной защитой от возгорания здесь служит кирпичная разделка (утолщение кладки трубы) толщиной 25 см.
В деревянных домах монтаж балочных перекрытий выполняют двумя способами:
- Врубкой в бревенчатые венцы;
- Через стальную фасонную пластину (стульчик), фиксируемую к стене с помощью резьбовых шпилек.
Если верхний этаж или чердачное помещение не будет жилым (отапливаемым), то необходимо выполнить утепление деревянных перекрытий. Для этого в пространство между балками укладывают утеплитель (минвату, эковату), предварительно расстелив по подшивке потолка слой пароизоляции.
Использовать для этой работы пенопласт не следует по трем причинам:
- Он не пропускает водяной пар, и древесина под ним загнивает;
- Не изолирует ударный шум;
- Является проблемным с точки зрения экологичности.
Конструктив утепленного перекрытия приводится на схеме.
Аналогично выполняется утепление перекрытия первого (цокольного) этажа. Разница между ними заключается в том, что подшить балки снизу из неглубокого подполья довольно сложно. В этом случае строители поступают иначе. К боковым граням балок они подбивают черепной брусок (5х5 см). На него укладывают антисептированный дощатый настил. Он служит опорой для плитного утеплителя, размещаемого в промежутках между брусьями. Под минвату подкладывают пароизоляцию. Сверху по балкам также настилают пароизоляцию. После этого к ним крепят лаги и по ним уже монтируют чистовой пол.
Минватную плиту следует ставить между брусьями как можно плотнее, чтобы исключить продувание пола. Для лучшей изоляции все стыки утеплителя обрабатывают монтажной пеной.
Контроль горизонтальности установки брусьев выполняют с помощью пузырькового уровня, уложенного на ровную длинную доску. Для выравнивания используют обрезки досок, защищенне битумной мастикой. Их подкладывают под торцы брусьев.
Полотна пароизоляции следует стелить с нахлестом не менее 10 см и проклеивать строительным скотчем все стыки.
Для снижения ударного шума перед монтажом лаг пола второго этажа по балкам укладывают звукоизолирующую ленту толщиной 5 мм. Гидроизолирующую пленку под лаги ставят только в том случае, если помещение второго уровня будет жилым. Она защитит утеплитель от попадания воды при мытье пола. Технология ее монтажа аналогична укладке пароизоляции.
Завершающий этап устройства деревянного перекрытия – монтаж чернового пола из досок, фанеры или плит OSB при помощи саморезов. После завершения этой работы настилают чистовое покрытие из ламината, линолеума, паркета и выполняют финишную отделку потолка.
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.
Устройство перекрытия деревянного дома из бруса
Применять готовые железобетонные перекрытия в деревянном доме нельзя по нескольким причинам: вес изделий влечёт за собой риск обрушения всей постройки, взаимодействие холодного бетона и тёплой древесины приведёт к образованию конденсата, а, следовательно, к гнили и к грибку. Цена на плиты ЖБИ значительно превышает деревянные лаги. Поэтому для брусового или бревенчатого дома, естественно, более подходят природные пиломатериалы и их производные. Например, брус 50 на 150. Как сделать перекрытие в брусовом доме – ответы ниже.
Классификация перекрытий
В зависимости от проекта каждый объект может обладать несколькими этажами. Для рационального разделения цокольного, подвального, межэтажного и чердачного пространства устанавливают деревянные лаги, служащие одновременно полом и потолком. Конструкции бывают:
- Подвальные. Главной особенностью станет хорошая теплоизоляция пола.
- Межэтажные. Упор делается на усиление конструкции и звукоизоляции.
- Чердачные. Обязательно применение всех трёх составляющих защиту – тепло-, паро, и гидроизоляций.
Гидроизоляция
- Рубероид. Дёшев, экологичен, отлично задерживает влагу. Однако, подвержен механическому повреждению – в случае монтажа на чердачное перекрытие, неосторожное обращение с гвоздями сделает его попросту дырявым, и надежды на качественную гидроизоляцию можно не возлагать. Рубероид лучше использовать как защиту деревянных балок на концах.
Теплоизоляция
- Ватные плиты. Распространённые изоляторы для частных домов. Однако, имеют несколько недостатков – слёживаются, могут вызвать аллергию, гигроскопичны. Их лучше применять на полу, а потолочное перекрытие в брусовом доме изолировать иным способом.
- Стиролы. Идеальные утеплители для крыши – абсолютно не пропускают влагу, удерживают тепло, и при этом древесина получает возможность дышать.
- Керамзит, песок. Абсолютно безопасны в экологическом плане. Песок ещё и отводит влажность. Сложность заключается в предварительной работе по выстраиванию герметичных секторов.
Лёгкий дом из бруса, перекрытия которого утяжелены много килограммовыми утеплителями, плохо отреагирует на усадку – ответственная древесина пойдёт трещинами. Это следует учесть перед использованием многослойных материалов.
Они (слои) должны учитываться габаритами перекрытий – они представляют собой балки сечением не меньше 50 мм и шириной до 150 мм. Если требуется усиление для каких-либо конструкций, то лаги комбинируют между собой посредством вставки и закрепления между ними деревянных брусков.
Устройство перекрытий в деревянном доме своими руками
Самостоятельное конструирование не должно отклоняться от правил, положенных стандартом. Это чревато нарушением распределения нагрузки, что влечёт за собой перекос или разрушение объекта. Далее:
- Предварительно по венцу, на который будут укладывать лаги, вырезают пазы. Ширина их должна быть чуть меньше, чем толщина балок на 2-3 мм. Они должны лечь туда плотно и по возможности без дополнительных креплений.
- Ширина установки равна 50-60 см. Для одноэтажных объектов, это расстояние можно увеличить до 1 м, большие значения опасны.
- Укладку балок или лаг ведут с разных концов, для того чтобы в случае неровной плоскости, всегда была возможность исправить положение. Для этого применяют небольшие бруски дерева, подкладывая их под балки.
- Не стоит выводить перекрытие брусового дома за пределы стен – лучше, наоборот, заглубить его на пару сантиметров и запенить участок вровень с поверхностью. Так концы не будут контактировать с холодным воздухом в зимний период и накапливать конденсат.
- Когда каркас готов, можно приступать к настилу чернового пола, который одновременно может быть и потолком. Нельзя использовать для этого доски, не освобождённые от коры – жук не замедлит появиться.
- Следующим слоем будет идти гидроизоляция, затем утепление и уже тогда можно зашивать поверхность обрезной доской и монтировать чистовую отделку. Если отделка идёт с обратной стороны, то вместо гидроизоляции на потолочные черновые доски укрепляют пароизоляцию и повторяют слои аналогично напольным.
Так происходит устройство перекрытий в доме из бруса. Работа вполне под силу домашним строителям, если они имеют даже малый навык в пользовании инструментом.
Требования к древесине для перекрытий
В первую очередь весь материал должен быть без каких-либо видимых дефектов – искривления, сучковатости. При усадке они напрямую скажутся на уровне пола и потолка. Естественно, не должно быть признаков гнили плесени и кладок короеда.
При покупке стоит узнать, какой лес применялся при изготовлении лаг – зимние срезы обладают меньшей влажностью. Проверить это можно несколькими способами:
- Влажные балки перекрытия в брусовом доме посинеют от капли йода.
- Торцы летних срезов более грязные, чем у зимних.
- Края спила у спиленных хлыстов в зимнее время ровнее, чем в жаркую погоду.
До монтажа всю древесину необходимо обработать всевозможными антисептирующими составами. Если работа затягивается, то приобретённый материал укладывают в сухом месте на бруски, накрыв плёнкой и периодически проветривая штабель.
Лаги и балки деревянного дома – конструкции ответственные. Уделить внимание материалу стоит ещё до начала строительства. Лучше всех с возложенной миссией справится перекрытие дома из клеёного бруса.