Расчет деревянных балок перекрытия

Горизонтальная конструкция, которая создается и разделяет два помещения, называют – межэтажным перекрытием. Если она строится снизу, то является полом, если сверху – потолком. Материалом для создания перекрытия может послужить, как и дерево, так и железо.

Перекрытие при строительстве дома

Специфика расчета деревянных балок 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.

Расчет перекрытия деревянных балок, особо востребован как для мансард, так и для чердаков которые не эксплуатируются.

Для начала расчета сечения учитываем рекомендованные параметры специалистами:

  • Соотношения прямоугольника должно быть 7/5 (ширина всегда будет меньше высоты);
  • Пролет 2–4 м;
  • Прогиб, который допускается 1/200;
  • Пролет 4–2,5 м (размещение по короткой стороне прямоугольника);
  • Допустимый прогиб 1/200 (2 см на рекомендуемую длину).

По нормативам СНиП, есть и другие таблицы, которые необходимы чтобы вычислить породу дерева.

И имеют коэффициенты конструкции:

  • Чтобы обеспечить долговечную надежность к – 0,8;
  • Для использования на протяжении 50 – 90 лет: к – 0,9:
  • Для того, чтобы помещение служило 50 лет: к – 1.

Коэффициент умножаем на сопротивление самой балки, учитывая минимальную допустимую ширину или же высоту самого сечения пиломатериала.

Иногда бывает, что для проверки балки недостаточно расчета, произведенного на производстве. Необходимо сделать расчет прогиба конструкции и сравнить его.

В работу принимают шарнирное описание, формула которого выглядит так:

F=(5NL^4)/IE где:

Е – упругость;

I – инерционный момент.

Первая из характеристик балки зависит от самого материала, для древесины он составит 100 тыс. Кг/см2.

Но исходя из того какая влажность, значения может варьироваться 110 тыс. – 70 тыс. Кг/см2.

Тогда инерционный момент равняется: I=(a*x*h^3)/12
Расчет шарнирного опирания балок производится по формуле: F = (5NL^4)/IE

Как определить нагрузку, которая совершается на покрытие?

Деревянная балка

Покрытие в любом случае передает нагрузку, совершаемую на балку. Она может так же быть в сумме и с самым покрытием, и с теми предметами, которые расположены на ней. Точный расчет могут выполнить только специализированные проектные организации.

Но простые способы расчета находятся в свободном доступе, чтобы самостоятельно их выполнять, по данной схеме:

В перекрытиях на чердаке, которое не используется для складирования вещей или материалов, с легкими утеплителем с использованием подшивной доски, действует постоянная нагрузка (от собственного веса — Рсобств.) на 1 м2 около 50 кг.

Эксплуатационная нагрузка (Рэкспл.)для такого перекрытия (согласно СНиП 2.01.07-85) составит:

1.3*70 = 90 кг/м², где цифра 70 — это нормирована нагрузка на перекрытия: 1.3 – коэффициент прочности.)

Общая расчетная нагрузка, которая будет действовать на данное чердачное перекрытие составит:

Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 90+50 + 130 кг/м2

Если утеплитель между балками значительно тяжелее, чем используемая минеральная вата, то нагрузку будут считать равной 150 кг/м². По итогу: 150*1.3+50 =245 кг/м — будет является общей нагрузкой. Округляем до 250 кг/м2.

В мансардах, к нагрузке прибавляется общая масса покрытия напольного, предметов интерьера и мебели. Тогда рассчитываемая нагрузка увеличится до 350-400 кг/м².

Балки, которые составляют покрытия между этажами, нагрузка у них будет принята за 400 кг/м².

Что следует знать о нагрузке, совершаемой на балку?

Перекрытия будут, является как полом, так и следующим этажом. А это значит, что надо сделать так, чтобы не было никаких рисков при перегрузке мебелью: их объединить.

Такая вероятность зачастую возникает, если отказаться от лагов, и совершать большие шаги между балками.

При этом толщина самой доски не должна быть меньше 28 мм, а ее длина 50 сантиметров.

Если есть в наличии лаги, то длина будет достигать и до 1 метра. Учитывается обязательно и масса самого утеплителя.

К примеру, используя керамзит, вы сделаете нагрузку тяжелее, а минеральная вата наоборот дает более облегченный вариант.

Учитывается и полезная нагрузка. Между этажами она составляет 150 кг на метр квадратный, а чердак принимает нагрузку максимум 75 кг на один квадрат.

Шаг и сечение балок деревянного перекрытия

Балки перекрытия для домаЕсли знать длину, которая необходимая для балок деревянного перекрытия и определить расчетную нагрузку, то, можно будет определить какое необходимо сечение и шаг укладки, которые будут связаны между собой. Принято считать, что самым лучшим сечением у балки является прямоугольное.

Лучшим является прямоугольное сечение балки деревянного перекрытия, с соотношением высоты (h) и ширины (s) как 1,4:1. Ширина балки может составлять 40 – 200 мм, высота 100 – 300 мм. Зачастую высоту балки выбирают так, чтобы она соответствовала толщине предполагаемого утеплителя. Если используются балки-бревна, то их диаметр может составлять 11 – 30 см.

Шаг балки выбирают:

  1. по размеру плиты утеплителя или листа ее подшивки. Но в зданиях каркасных, предпочтительно, чтобы шаг укладки соответствовал шагу стоек.
  2. 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

Провести расчеты можно будет с онлайн-калькуляцией «расчет деревянных балок перекрытия», который с легкостью предоставлен для общего пользования в интернете. Но всегда нужно учитывать прогиб, для чердаков он должен быть 1/200, а между этажами 1/350.

Как рассчитывается балка из дерева?

Несущая способность балки, рассчитывается по формуле: 

M/W≤R_Д,  где

М – момент изгибания;

W – момент сопротивления;

Rд = 130 кгс/м2 – сопротивления для древесины, которое получилось из расчетов.

Рассчитываем прочность исходя из того как воздействуют расчетные нагрузки, а изгиб рассчитывается по итогу нормативных нагрузок.

Вычисляем по формуле изгибающий момент: 

M=(gl*2)/8, где

L – длина самого пролета;

G – нагрузка, кгс/м2.

Расчет прочности выполняется по исходящим данным расчетных нагрузок. А вот расчет, на изгиб их нормативных нагрузок.

Какие используются ГОСТы и СНиПы в деревянных балках?

В изготовлении и монтаже деревянных балок в перекрываемую конструкцию всегда принимаются разные ГОСТы:

  • Хвойные породы обязательно должны соответствовать ГОСТ 8486-86, а их размеры соответствуют ГОСТ 24454-80;
  • Бруски черепные изготавливаются из хвойной породы ГОСТ 8486-86, а лиственные соответствуют ГОСТ 2695-83;
  • Дерево, из которой изготавливают балки и бруски, должны относится к 2-рой категории и соответствовать СНиП II-25-80;
  • Дефекты не должны превышать допустимое значение, которые для пиломатериала должно быть 2 – го сорта;
  • Для крепления строительные материалы должны использоваться только сделанные по ГОСТ 4028-63;
  • Балки, которые изготавливаются на основе клееной конструкции, должны соответствовать ГОСТ 20850-84 качеством клеевых соединений;
  • В маркировке должны содержаться знаки, которые соответствуют ГОСТ 14192-77.

Возведение деревянных перекрытий

Определение нагрузки, действующей на перекрытие

Нагрузка на балку состоит из следующих компонентов:

  • Вес балки
  • Масса заполнителя перекрытия
  • Бытовой нагрузки (мебель бытовая техника люди).

Таблица  создаваемого давления на перекрытие

 Легкий утеплительТяжелый утеплитель
   
Нагрузка7070
Коэффициент1,31,3
Получаем9090
Общая150250
Мансарда350400
   

Шаг и конфигурация балок перекрытия

Размеры балок при разном шаге.  Длинны пролета при давлении 350-400 кг/м2

Шаг\Пролет23456
0,675*10075*200100*200150*200150*225
175*1501009175125*200150*225175*250

Доска, брус сечение при давлении от 150 до 300 кг/м2

Нагрузка, кг/м2 \\ Пролет, м3,04,05,06,0
15050*14060*18080*200100*220
20050*16070*180100*200140*220
25060*16070*200120*200160*220
30070*16080*200120*220200*220

Диаметр бревен для монтажа при давлении 400 кг/м2, мм:

Пролет м23456
Шаг м     
0,6Ø110Ø140Ø170Ø200Ø230
1,0Ø130Ø470Ø210Ø240Ø270

Шаг балок в м сечением 50х160-200 мм для пролета 3-6 м

Пролет3,03,54,04,55,05,56,0
Сечение       
Чердак       
50*1601,20,90,650,50,42
50*2001,851,351,050,80,650,550,45
Потолок       
50*1600,80,60,45
50*2001,20,90,70,50,4

Изготавливаем перекрытие при помощи деревянных балок

Деревянные балки для перекрытия, являются самими распространенным и экономным вариантом, которые используют в постройке дома.

К плюсам деревянного покрытия можно отнести:

  • Небольшой вес, если сравнить с железобетонной конструкцией. — — Благодаря этому значительно снижает общую нагрузку на стены, помещения и фундамент;
  • Легкость и быстрота монтажа;
  • Монтаж можно сделать и самостоятельно, не прибегая к дополнительной помощи;
  • Относительно низкая стоимость продукта;
  • Красивый вид;
  • Хорошо поддается ремонту.

Существуют также и минусы деревянного перекрытия, а именно:

  • Материал легко воспламеняется;
  • Нужно регулярно обрабатывать дерево пропитками для защиты от огня и составом лакокрасочным;
  • Недолговечное;
  • Требует постоянной циркуляции воздуха;
  • Подвергается воздействию грибка, влаги, и разных живых организмов.

Общие рекомендации

  • Перекрытия из дерева лучше всего делать там, где они действительно необходимы; Балки перекрытия
  • Должно соблюдаться расстояние от вентиляционных каналов не меньше чем 250 мм;
  • Обязательно все перекрытия нужно будет обработать средствами от огня;
  • В местах соприкасания кирпичей и балок, мы обрабатываем составом с защитой и используем рубероид;
  • Максимальное расстояние между балками — 1000 мм;
  • Минимальная ширина между каждой опорой — 6 м.

Какие бывают виды и типы деревянного перекрытия?

По назначениям делятся:

  • Цокольные.
  • Подвальные перекрытия по балкам. Здесь требуется высокая прочность. Из-за того что, балки на дальнейшее будут служить как основа при перекрытии пола и поэтому обязаны выдержать немалую нагрузку.
    Совет: В случае, когда вы задумали разместить гараж под первым этажом либо сделать подвал. Рекомендовано сделать под деревянными балками крепления из металлических балок. Из-за того что, дерево больше подвергается гниению и есть шансы что они не выдержать сильную нагрузку. Либо просто уменьшить нужно расстояние между самими балками.

Перекрывания чердака по деревянным балкам. Является принципом конструктивного устройства, которое может продолжением крыши. Сверху — это основа будущего пола, снизу — это опора потолка.

Каждая балка из дерева отличается между собой, у них могут быть совершенно разные преимущества:

  • Цельномассивные балки. Чтобы их изготовить применяют массив хвойных или лиственных деревьев. Перекрытия полностью цельное будет только тогда, когда длина самого пролета не будет составлять больше 5-тиметров;
  • Клееные балки или двутавровые. Данный вид как раз таки снимет все ограничения по длине. Применимы в случаях сильной нагрузки на перекрытие.

Какие достоинства у клееных балок?

  • Срок проф. пригодности намного больше, чем в обычных балок;
  • Имеют небольшой вес;
  • Практически нет внешних деформаций;
  • Легко монтируются;
  • Хорошая пожаростойкость.

Требования к перекрытиям из дерева и к балкам перекрытия

Весь материал, который используется для изготовления деревянных балок покрытия, должен иметь определенные свойства и также соответствовать всем требованиям к нему:

  • Прочность материала. Что бы возможность выдержать даже самую большую нагрузку, которая может создаваться большим количеством мебели, так и самими людьми;
  • Дополнительная вентиляция в обязательном порядке должна быть, если это перекрытие будет устанавливаться над подвалом;
  • Жесткость материала. Он должен хорошо сопротивляться пригибанию;
  • Звукоизоляция. Для достижения наилучшего результата, советуют, в местах образования стыков, заделать все имеющиеся щели;
  • Утепления перекрытия. Особенно если это касается помещений, у которых разный температурный режим. Это может быть чердак и обычная жилая комната. В противном случае если своевременно не утеплить, все тепло будет уходить;
  • Обезопасить от пожара;
  • Укладка теплоизоляционного материала. Если нет такой возможность, можно также использовать и керамзит, перлит, минеральную вату, шлак и пенопластил. На самом деле неважно, чем вы закрепите накат, главное, чтобы слой утеплителя был обязательно.

Если соблюдать все строительные стандарты, по итогу деревянное перекрытие сможет прослужить не один год.

Какую древесину из хвойных деревьев лучше использовать в изготовлении балок?

Лучше использовать хвою, влажность которой должна составлять не больше 14 %, это обусловлено тем, что если она будет превышена, образуется прогиб под нагрузкой. Ни в коем случае не рекомендуется использовать дерево, на котором заметны какие- либо пороки, она поражена плесенью, или же на ней обитают вредители.

Каким способом лучше укладывать при монтаже деревянные балки?

Рекомендуется укладывать «маячным способом». Суть эго метода в том, что поначалу производится монтаж балок, которые с краю, а потом уже промежуточных. Чтобы проверить, правильно ли совершенна укладка используется ватерпас или, к примеру, тот же уровень.

Оставить комментарий

очиститьОтправить

Нажимая "Отправить" вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности