Перекрытие больших пролетов деревянными балками: клеенные балки, деревянные фермы. Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций Толщина перекрытия по деревянным балкам

Деревянные балки перекрытия для большого пролета. Установка деревянных балок для перекрытия между этажами не является большой редкостью. Главным предназначением является равномерное распределение будущей нагрузки на и стены здания.

Для того чтобы конструкция могла выполнять свои функции, следует правильно подбирать материалы, проводить расчеты сечения и длины.

Разновидности перекрытий

Все деревянные перекрытия можно разделить на несколько видов по назначению и разновидности материала, из которого они сделаны. По назначению они бывают чердачными, межэтажными, цокольными и подвальными. По разновидности материала балки бывают из клееной и цельной древесины. Пролет между этажами обязательно должен быть надежным и прочным, поэтому между полом и потолков во внутренний объем укладывают пароизоляционные и звукоизоляционные наполнители. Потолочная часть должна быть зашита требуемыми материалами, а сверху производится укладка пола.

Чердачное перекрытие может быть установлено в качество элемента крыши, и тогда оно будет являться частью стропильной системы. Оно может быть установлено в качество независимого элемента. Для сохранения тепла следует обязательно использовать слои с теплоизоляцией и . Перекрытие цокольного этажа и подвала должно быть очень прочным и способным выдерживать большие нагрузки. Такие пролеты тоже утепляют и прокладывают слои материала для пароизоляции, чтобы холод ни в коем случае не проник из подвала в дом.

Между собой балки отличаются по видам, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сделать цельные балки, используют древесину твердых пород. Большим недостатком являются цельномассивные деревянные балки, так как у них есть ограничение по длине – не более 5 метров. Балки из клееной древесины отлично сочетают в себе эстетику и высокую прочность. Их использование помогает существенно увеличивать предельную длину, которая может быть до 20 метро и идеально подойдет для перекрытия больших пролетов. Учитывая то, что этот материал выглядит очень красиво, его зачастую не перекрывают , и он является элементом дизайна.

Преимущества

Есть несколько весомых преимущества, к которым можно отнести:

• Простоту установки.
• Способность к перекрытию больших пролетов.
• Небольшой вес.
• Большой срок эксплуатации.
• Высокий уровень безопасности от пожаров.
• Материал не поддается .

Перекрытия балками между этажами делается материалом с прямоугольным сечением, что характерно для доски или бруса, или же используется круглое, которое изготовлено из бревна.

Требования к балкам перекрытия

Установка перекрытий из деревянных балок способно повлечь за собой ряд особых требований, которые следует учитывать.

Состоят они в следующем:

Порядок расчета

Перед началом установки деревянного перекрытия балками следует выполнить некоторые расчеты, благодаря которым вы узнаете размеры и количество балок.

Для этого вам потребуется:

• Определить, какова будет длина пролета, на которой и будет производиться установка.
• Сделать расчеты на предполагаемую нагрузку, которая будет после установки.
• С указанными данными можно выполнить расчеты на сечение балок и шага установки. Для этого используйте специальные калькуляторы онлайн или таблицы.

Длина балок будет сложены из таких данных, как длина пролета, который следует перекрыть и запаса балки, который будет установлен в самой стене. Узнать пролет можно при помощи любых измерительных приборов, а запас балок, который будет установлен в стене, напрямую зависит от материала, из которого выполнена стена.

Важно! Если здание кирпичное, то запас балок должен быть не менее 10 см для балок из досок и не менее 15 см для балок из брусьев. В деревянных строениях должны быть специальные пазы, глубина которых обязательно должна быть не меньше 7 см и даже больше для укладывания балок. Если балки будут играть роль основы для крыши, то их делают на 5 см длиннее пролета.

Самый популярный вариант пролета, который перекрывают балками, равен от 250 до 400 см. Но учтите, что самая большая допустимая длина балок, сделанных из доски или бруса, не может быть более 600 см. В случае, если длина пролета больше допустимого размера, советуем сделать балки из клееного бруса. Кроме этого, для перекрытия пролета, который более 600 см, можно поставить специальную деревянную ферму. Нагрузка, которая идет на деревянную балку, в целом состоит из веса деталей пролета (внутреннего наполнения, балок, обшивка пола и потолка) и веса элементов временного назначения (бытовая техника, предметы мебели, люди, присутствующие в помещении).

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система :

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

• Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
• Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
• Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
• Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
• Есть возможность изменить ширину шага укладки.
• Можно установить внутренние коммуникационные линии.
• Отличная .
• Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

• Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
• Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
• Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Перекрытия между этажами, подвальные или чердачные конструктивно устраиваются по двум схемам – безбалочное перекрытие (в основе лежит использование монолитной плиты), и балочное перекрытие (применяются деревянные балки перекрытия). Делают перекрытия для разделения междуэтажных помещений, а также, чтобы отделить комнаты от подвала и чердака. Балки могут быть изготовлены из различных материалов, например, из древесины, монолитного железобетона или металлических прогонов.

Установка деревянных балок перекрытия позволяет решить такие задачи:

1. достичь необходимых показателей прочности и жесткости перекрытия;


2. обеспечить соответствие звукоизоляции и сопротивления теплопередаче уровню необходимому для энергосбережения;


3. выдержать соответствие установленным нормативам показателей паро- и воздухопроницания.

Выбор балки для межэтажных перекрытий:

По виду и типу:

• Балки перекрытия из бруса . Чаще всего для изготовления балок выбирают брус прямоугольного сечения. Высота бруса должна находится в пределах 140-240 мм, а толщина 50-160 мм. При этом выдерживается правило: толщина балки составляет не менее 1/24 от ее длины. Профессионалы отмечают, что большая прочность присуща деревянной балке с соотношением сторон 7:5.

• Балки перекрытия из бревна . Экономически более выгодное решение. Бревно обладает большой стойкостью к нагрузкам, но и низкой стойкостью к изгибу. Бревно пригодно для использования только если выдержано в сухих условиях не менее одного года.

• Балки перекрытия из досок . Использование доски приводит к уменьшению потребляемого для устройства перекрытия количества пиломатериалов. Но, стоит отметить, что в данном случае понижается устойчивость перекрытия к огню, долговечность и звукоизоляция. Обычно доска используется при строительстве чердачного перекрытия. Чтобы усилить доски можно воспользоваться приемом - срастить вместе две доски по длине. Тогда суммарное сечение будет соответствовать уровню нагрузки. Такая конструкция может выдерживать нагрузку в 2 раза большую, нежели бруса или две доски, уложенные вплотную друг к другу. В данном случае крепление осуществляется саморезами или гвоздями, зафиксированными в шахматном порядке с шагом 20 см.

2. Приобретение бруса, бревна или пиломатериала и обработка его антисептиком, противопожарным, противогрибковым раствором и биологической защитой.

3. Выбор вида крепления балки к стене.

Крепление деревянных балок перекрытия к несущей стене осуществляется двумя способами:

• крепление в стене. Балка вмуровывается в несущую стену на глубину 150-200 мм.

При данном способе монтажа торец балки нужно спилить под углом 60°. Чтобы защитить торцы балки их нужно обвернуть в два-три слоя рубероида. При этом торец балки остается открытым, и он не должен упираться в стену. Наличие зазора в 20-25 мм. позволит обеспечить свободный воздухообмен. А получившаяся ниша (щель) заполняется минеральной ватой.

• крепление подвесным методом. В этом случае балки фиксируются на стене посредством металлических накладок.

4. Укладка деревянных балок перекрытия

На этом этапе подготавливаются балки нужной длины. Длина зависит от способа монтажа. Если балка заводится в стену, то рассчитывается так: длина комнаты плюс 300-400 мм. для крепления в стене. Если крепится к стене, то длина балки равна длине комнаты.

Установка деревянных балок перекрытия начинается с крайних балок. Каждую балку проверяют строительным уровнем. После этого балки фиксируются в гнездах стены с использованием сухого щебня.

Когда балки установлены точно по уровню и проверена горизонталь их можно бетонировать в посадочных гнездах.

Заключение

Выполненное по такой технологии перекрытие деревянными балками будет надежно служить вам несколько десятилетий. Однако, чтобы продлить срок его службы, нужно обработать древесину и производить периодический осмотр для контроля их состояния. При наличии дефектов выполнить ремонт (частичная или полная замены поврежденных элементов).

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

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.

Одним из самых популярных решений при устройстве межэтажных перекрытий в частных домах является использование несущей конструкции из деревянных балок. Она должна выдерживать расчетные нагрузки, не изгибаясь и, тем более, не разрушаясь. Прежде чем приступить к возведению перекрытия рекомендуем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором и рассчитать основные параметры балочной конструкции.

Если в частном доме на внутренней конструкции планируется устройство перекрытия, состоящее из деревянных балок , важной составляющей подготовительного этапа станет расчет точных размеров, лучшего сечения реек и шаг, который следует отступать между ними. Рассчитывать размеры и количество реек необходимо, прежде всего, для экономии средств, а также, чтобы избежать недостачи стройматериала.

В Интернете сегодня предлагается масса интернет–калькуляторов, которые позволяют сделать расчет максимально простым и быстрым. Первично исчисление предполагает определение разновидности используемых балок:

• балки бывают цельными;
• склеенными из досок;
• склеенными из шпона;
• частью срезанного бревна.

Какие замеры потребуются

Деревянные балки перекрытия, вернее точное их количество, определяется исходя из таких данных, которые замеряются строительной рулеткой:

• размеры пролета, на который будут фиксироваться рейки;
• варианты фиксации к настенным конструкциям , а именно глубина, предполагаемая для крепежей;
• оценка нагрузки, действующая непосредственно при эксплуатации;
• шаг и сечение определяются чаще по специальным таблицам.

Деревянные балки перекрытия и их длина

Длина реек перекрытия зависит от размеров пролета, на котором разворачиваются строительные работы , плюс желательно учесть небольшой запас, требующийся для того, чтобы поместить деревянные балки в стену. Длину можно измерить самому, а вот размеры глубины зависят от используемого материала.

Например, если стены сделаны из кирпича или была применена блочная система, деревянные балки перекрытия уходят в так называемые гнезда, глубина их варьируется в пределах 100-150 мм. Деревянные сооружения следует оснастить зарубками глубиной в 70 мм. Предполагаемое применение металлических крепежей, всевозможных хомутов, уголков определяет размеры реек, равных пролету. Есть желание соорудить свес крыши, деревянные балки перекрытия выводятся за пределы дома на 30-50 см.

Самые оптимальные размеры пролета, перекрывающего балки, колеблются в пределах 2,5-4 м. Специалисты не рекомендуют превышать длину рейки более чем на 6 м, в противном случае лучше закупить клееный брус или в качестве опор использовать промежуточные стены, колонны.

Схема расчета нагрузки на перекрытии

Нагрузка, которая действует в отношении перекрытия деревянных реек, состоит из нескольких видов нагрузки:

1. Собственная масса деталей перекрытия.
2. Постоянная или, наоборот, временная нагрузка, к примеру, если на верхнем этаже установлена мебель, бытовые приборы . оборудование.

Чердачное перекрытие, которое не удерживает вещи, хлам, а только учитывает массу легкого утеплителя по типу минеральной ваты или пенопласта и собственный вес, принимается в величине 50 кг/кв. м. Исходя из этого, нагрузка по эксплуатации перекрытия вычисляется:

70 × 1,3 = 90 кг/кв. м, 70 – единственно принятое неизменное значение нагрузки для чердака, а 1,3 – показатель запаса.

Рассчитаем общую нагрузку:

(50 + 90) × 1,3 + 50 = 232 кг/кв. м, округляем до 240 кг/кв. м.

Для чердачного перекрытия , где обустроена мансарда, следует добавить вес напольной конструкции , перегородок и мебели. Тогда нагрузка повышается до значения в 300-350 кв. м. Прибавляем вес нескольких жителей и посетителей здания и получаем нагрузку 350-400 кг/кв. м.

Пошаговое руководство по расчету размеров деревянных реек

Когда установлена возможная нагрузка на деревянные балки перекрытия, самое время приступить к вычислению сечения деталей и расстояния между ними при фиксации. Для примера возьмем нагрузку в 300 кв. м и пролет в 6 м. Тогда сечение балки предполагает использование формулы:

Размеры сечения = (20 × 22Н) / (В = 25). Эта формула создана ведущими инженерами и проектировщиками. Итак, получаем: (20 × 22) / 25 = 17,6 см – идеальные размеры деревянных балок перекрытия.

Что касается высоты, стоит изучить пропорциональность показателя толщине материала, который выбран в качестве надежного утеплителя. Между рейками в идеале следует закладывать не менее 30 см, но и не более 1,2 м. Ориентируйтесь на размеры блоков утепляющего полотна, фиксирующегося в межбрусочном пространстве, или на панели подшивки потолочной плоскости.

Шаг фиксации бруса должен соответствовать шагу стоек каркасной основы, как утверждают профессионалы, этот простой прием позволит добиться лучшей жесткости установки, надежности и прочности конструкции.

Если вы все еще не уверены в собственных силах , просчитывая размеры деталей, необходимых для обустройства перекрытия, изучите справочную информацию технических учебников, которая для удобства представлена в табличном варианте.

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача , как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Важно! Если деревянные балки заделываться в стены - это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100-150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70-90 мм. Естественно, что из-за этого также изменится конечная несущая способность.

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30-50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров . В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10-12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным . Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски , высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55-155 мм. Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

Расшифруем значение каждой переменной в формуле:

• Буква М вначале формулы указывает на изгибающий момент. Он исчисляется в кгс*м.
• W обозначает момент сопротивления. Единицы измерения см 3 .

Расчёт прогиба деревянной балки является частью, представленной выше формулы. Буква М указывает нам на данный показатель. Чтобы узнать параметр применяется следующая формула:

M=(ql 2)/8

В формуле расчёта прогиба есть всего две переменных, но именно они в наибольшей степени определяют, какой в конечном итоге будет несущая способность деревянной балки:

• Символ q показывает нагрузку, которую способна выдержать доска.
• В свою очередь буква l - это длина одной деревянной балки.

Внимание! Результат расчёт несущей способности и прогиба зависит от материала из которого сделана балка, а также от способа его обработки.

Насколько важно правильно рассчитать прогиб

Этот параметр крайне важен для прочности всей конструкции. Дело в том, что одной стойкости бруса недостаточно для долгой и надёжной службы, ведь со временем его прогиб под нагрузкой может увеличиваться.

Прогиб не просто портит эстетичный вид перекрытия. Если данный параметр превысит показатель в 1/250 от общей длины элемента перекрытия , то вероятность возникновения аварийной ситуации возрастёт в десятки раз.

Так зачем нужен калькулятор

Представленный ниже калькулятор позволит вам моментально просчитать прогиб, несущую способность и многие другие параметры без использования формул и подсчётов. Всего несколько секунд и данные по вашему будущему дому будут готовы.

Балки в доме относятся обычно к стропильной системе или перекрытию, и, чтобы получить надежную конструкцию, эксплуатация которой может осуществляться без каких-либо опасений, необходимо использовать калькулятор балок .

1 На чем строится калькулятор балок

Когда стены уже подведены под второй этаж или под крышу, необходимо сделать, во втором случае плавно переходящее в стропильные ноги. При этом материалы нужно подобрать так, чтобы и нагрузка на кирпичные либо бревенчатые стены не превышала допустимую, и прочность конструкции была на должном уровне. Следовательно, если вы собираетесь использовать древесину, нужно правильно подобрать балки из нее, сделать расчеты для выяснения нужной толщины и достаточной длины.

Проседанию или частичному разрушению перекрытия могут послужить разные причины, например, слишком большой шаг между лагами, прогиб поперечин, слишком малая площадь их сечения или дефекты в структуре. Чтобы исключить возможные эксцессы, следует выяснить предполагаемую нагрузку на перекрытие, будь оно цокольное или межэтажное, после чего используем калькулятор балок, учитывая их собственную массу. Последняя может меняться в бетонных перемычках, вес которых зависит от плотности армирования, для дерева и металла при определенной геометрии масса постоянна. Исключением бывает отсыревшая древесина, которую не используют в строительных работах без предварительной сушки.

На балочные системы в перекрытиях и стропильных конструкциях оказывают нагрузку силы, действующие на изгиб сечения, на кручение, на прогиб по длине. Для стропил также нужно предусмотреть снеговую и ветровую нагрузку, которые также создают определенные усилия, прилагаемые к балкам. Также нужно точно определить необходимый шаг между перемычками, поскольку слишком большое количество поперечин приведет к лишней массе перекрытия (или кровли), а слишком малое, как было сказано выше, ослабит конструкцию.

2 Как рассчитать нагрузку на балку перекрытия

Расстояние между стенами называется пролетом, и в помещении их насчитывается два, причем один пролет обязательно будет меньше другого, если форма комнаты не квадратная. Перемычки межэтажного или чердачного перекрытия следует укладывать по более короткому пролету, оптимальная длина которого – от 3 до 4 метров. При большем расстоянии могут потребоваться балки нестандартных размеров, что приведет к некоторой зыбкости настила. Оптимальным выходом в этом случае будет использование металлических поперечин.

Что касается сечения деревянного бруса, есть определенный стандарт, требующий, чтобы стороны балки соотносились как 7:5, то есть высота делится на 7 частей, и 5 из них должны составить ширину профиля. В этом случае деформация сечения исключается, если же отклониться от вышеуказанных показателей, то при ширине, превышающей высоту, получится прогиб, либо, при обратном несоответствии – загиб в сторону. Чтобы подобное не получилось из-за чрезмерной длины бруса, нужно знать, как рассчитать нагрузку на балку. В частности, допустимый прогиб вычисляется из соотношения к длине перемычки, как 1:200, то есть должен составлять 2 сантиметра на 4 метра.

Чтобы брус не провисал под тяжестью лагов и настила, а также предметов интерьера, можно выточить его снизу на несколько сантиметров, придав форму арки, в этом случае его высота должна иметь соответствующий запас.

Теперь обратимся к формулам. Тот же прогиб, о котором говорилось ранее, рассчитывается так: f нор = L/200, где L – длина пролета, а 200 – допустимое расстояние в сантиметрах на каждую единицу проседания бруса. Для железобетонной балки, распределенная нагрузка q на которую обычно приравнивается 400 кг/м 2 , расчет предельного изгибающего момента выполняется по формуле М max = (q · L 2)/8. При этом количество арматуры и ее вес определяется по следующей таблице:

Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней

Нагрузка на любую балку из достаточно однородного материала рассчитывается по ряду формул. Для начала высчитывается момент сопротивления W ≥ М/R. Здесь М – это максимальный изгибающий момент прилагаемой нагрузки, а R – расчетное сопротивление, которое берется из справочников в зависимости от используемого материала. Поскольку чаще всего балки имеют прямоугольную форму, момент сопротивления можно рассчитать иначе: W z = b · h 2 /6, где b является шириной балки, а h – высотой.

3 Что еще следует знать про нагрузки на балку

Перекрытие, как правило, является заодно и полом следующего этажа и потолком предыдущего. А значит, нужно сделать его таким, чтобы не было риска объединить верхние и нижние помещения путем банального перегруза меблировкой. Особенно такая вероятность возникает при слишком большом шаге между балками и отказе от лагов (дощатые полы настилаются прямо на брус, уложенный в пролеты). В этом случае расстояние между поперечинами напрямую зависит от толщины досок, например, если она составляет 28 миллиметров, то длина доски не должна быть более 50 сантиметров. При наличии лагов минимальный промежуток между балками может достигать 1 метра.

Также обязательно следует учитывать массу, используемого для пола. Например, если укладываются маты из минеральной ваты, то квадратный метр цокольного перекрытия будет весить от 90 до 120 килограммов, в зависимости от толщины термоизоляции. Опилкобетон увеличит массу такого же участка в два раза. Использование же керамзита сделает перекрытие еще тяжелее, поскольку на квадратный метр будет приходиться нагрузка в 3 раза больше, чем при укладке минеральной ваты. Далее, не следует забывать про полезную нагрузку, которая для межэтажных перекрытий составляет 150 килограммов на квадратный метр минимум. На чердаке достаточно принять допустимую нагрузку в 75 килограммов на квадрат.

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 кг\м 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

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Подбирая сечение таким упрощенным способом, лучше подстраховаться и выбрать его с запасом или округлять значения в большую сторону.

Расчет деревянных балок междуэтажного перекрытия видео:

Чтобы перекрытие было максимально надежным, следует подбирать точные размеры балок, используемых для работы. Так, например, расчет деревянных балок – неизменная часть работы перед их изготовлением, в расчет при этом берут длину балок и их сечение. Длина как деревянных, так и металлических балочных конструкций, зависит от ширины планируемого перекрытия, а сечение нужно просчитывать в зависимости от шага, нагрузки и длины пролета.

В Интернете можно найти специальные онлайн калькуляторы, помогающие выполнить расчеты онлайн, но далеко не все доверяют калькулятору, поэтому мы расскажем, по каким формулам и как именно производится расчет балок перекрытия.

Как выполняется расчет деревянной балки перекрытия

Деревянная балка перекрытия представляет собой элемент конструкции, обладающий несущими функциями. При расчете и выборе материала нужно учитывать следующее:

Поэтому используя калькулятор для проведения расчетов, не забудьте принять во внимание вышеуказанные советы, это поможет вам установить перекрытия более надежно.

Определение примерной нагрузки на перекрытие

Вполне естественно, что перекрытие будет давать балкам нагрузку, которая будет состоять из непосредственного ее веса и веса предметов, которые будут находиться на перекрытии. Подробный расчет нагрузки можно произвести только благодаря специальному калькулятору в проектной организации. А вот более просто рассчитать нагрузку на перекрытие можно благодаря следующим советам:

Как определить шаг и сечение балок перекрытия

Теперь, когда нам известна их длина и расчетная нагрузка, следует выполнить расчет шага балок перекрытия и их сечение. Для этого руководствуемся такими правилами:

Какими должны быть деревянные балки перекрытия

Особенности металлических балок перекрытия

Для перекрытий металлические балки применяют не так часто, как деревянные, но среди их преимуществ можно назвать такие факторы, как более долгий по сравнению с деревом срок эксплуатации, огнеустойчивость и безопасное перекрывание пролетов в 5 метров.

В качестве металлических балок служат уголки, швеллеры и двутавры.

Расстояние между металлическими балками должно быть вдвое больше, чем между деревянными. Оно зависит от размеров плит настила, оказывающих определенную нагрузку. Также их нельзя применять как лаги для пола, да и подшить к ним потолок будет нелегко.

Однако, непопулярность использования металлических конструкций связана с такими недостатками, как:

1. при повышенной влажности образовывается ржавчина;
2. при монтаже следует применять грузоподъемник;
3. необходимость устранения звукопроводности путем обертывания торцов при помощи войлока.

Чтобы не допустить появления коррозии на несущих конструкциях можно использовать железобетон, укладывать их следует на расстоянии около метра друг от друга, а полученное пространство между ними заполняют легкобетонными плитами или блоками. Сверху же перекрытие оснащают стяжкой под пол, а потолок штукатурят.

Как видите, произвести нужные расчеты при использовании балок перекрытия очень нелегко, но это можно сделать самому, не используя при этом специальные вычислители или калькуляторы.