Балки перекрытия деревянные доска или брус

Деревянные балки перекрытия: размеры и расчет

Значимость перекрытия при возведении дома неоспорима, ведь на него приходится основной вес, особенно при строительстве выше одного этажа. Вес мебели, жителей, собственный вес балок должен учитываться, чтобы потом при эксплуатации не возникало эффекта батута, а впоследствии обвала. По назначению деревянное перекрытие бывает:

• чердачным (разделяет жилые помещения и крышу);
• межэтажным (отделяет один этаж от другого);
• цокольным (перекрытие для подвального или цокольного помещений).

Для чердаков, утепленных легкими материалами, которые не являются местом хранения вещей, расчетная нагрузка составляет 50 кг/ м 2 . При эксплуатации – 70 умножить на 1,3, равняется 90 кг/м 2 , где 70 – норма для данного типа чердака, 1,3 – значение коэффициента. Суммарная нагрузка равняется сумме двух величин, полученных ранее, что равняется 140 кг/м 2 , стоит округлить до 150 кг/м 2 . Если для утепления используется утеплитель большого веса и планируется большая нагрузка, то установленное значение составит 150 кг/м 2 , тогда суммарная нагрузка рассчитывается так: сумму 150 умножив на коэффициент 1,3 и 50, получим 245 кг/м 2 , округлим до 250 кг/м 2 . Если планируется мансарда, тогда собственная нагрузка равняется 300-350 кг/м2. Перекрытие между этажами рассчитывается с предполагаемой нагрузкой 350-400 кг/м 2 . Глубина укладки в стены составляет около 10-15 см для стен из бетона или кирпича и больше 70 мм для деревянных конструкций.

Что скрывается в перекрытии?

Водопровод и канализация

Дом это не только фундамент, стены и крыша. В доме прокладываются электрические провода, водопроводные и канализационные трубы, трубы отопления и вентиляции. Если строить дом не по образцу и подобию хрущевских квартир, а размещать помещения так, как удобно для жизни, а не для прокладки коммуникаций, то на верхнем этаже санузлы могут не совпадать по вертикали с санузлами на нижнем этаже. Это означает, что возможно потребуется проложить какую-то часть канализационной и водопроводных труб внутри перекрытия, чтобы скрытно подвести их к стояку. Многие считают, что этого делать нельзя, ввиду риска протечек. Но их опыт основывается на ветхом оборудовании старых домов, построенных еще в советское время, когда выбор материалов для монтажа водопровода и канализации был сильно ограничен. В современной реальности, существует огромный мировой опыт прокладки коммуникаций в стенах и перекрытиях. При качественном выполнении работ, с использованием современных пластиковых и металлических труб, с современными уплотнителями, такой риск практически равен нулю, зато удобством использования ванной комнаты примыкающей к спальне вы будете наслаждаться каждый день.

Вентиляция

Другим элементом комфортного проживания в доме является вентиляция. В соответствие со СНиП все помещения должны в достаточной мере вентилироваться, эти правила существуют очень давно, но при проектировании квартир, обычно, делают всего одну вентиляционную шахту на квартиру. И вентиляция устраивается только в кухне и в санузлах, которые примыкают к кухне. Но в собственном доме, особенно если он достаточно большой, такой вентиляции будет не достаточно, особенно когда мы стремимся сделать свой дом теплым, тщательно закрывая все щели, чтобы сохранить тепло. Спросите у людей, которые сделали вентиляцию в спальнях, как они высыпаются и как чувствуют себя. Поверьте сон на свежем воздухе, даже зимой, предохранит вас от многих заболеваний. Поэтому просто необходимо делать вентиляцию по всему дому, а это возможно при условии прокладки части вентиляционных труб под потолком или в перекрытии.

Электропроводка

Вспомним еще и про электричество. В большинстве домов трудно найти помещение, в котором нет потолочных светильников (только пожалуй в ванной и туалете). Но, возможно, электрику будет легче (и экономичнее для вас) проложить внутри перекрытия и провода для других установочных приборов. Обычно провода удобнее и безопаснее прокладывать в пластиковых или металлических трубах.

В бетонных и кирпичных домах с железобетонными плитами перекрытия все эти коммуникации обычно прячутся в короба и крайне редко в стены или в пол. В отличие от бетонного перекрытия, деревянное перекрытие это отличное место для закладки проводов и труб. Поэтому стоит рассмотреть перекрытие не только, как несущую конструкцию, но и как короб для прокладки коммуникаций, наравне со стенами, подпольем или подвалом.

Что же лучше доски, двутавровые балки или фермы?

По правилам строительства деревянных перекрытий, перекрытия на которых расположены спальные помещения рассчитываются на меньшую нагрузку, и поэтому расстояние между лагами может быть больше и чаще всего лаги устанавливают на расстоянии 60 см между осями. На нижнем этаже это расстояние обычно 40 см иногда даже 30 см. Чаще всего для перекрытий используют лаги сечением не менее 50х200 мм. (смотрите таблицы сечений лаг и промежутков между ними для спален и мансард и для остальных помещений). Перекрытие из досок самое дешевое, но и менее практичное. Во-первых, потому что доски имеют свойство усыхать и скручиваться. Во-вторых, очень трудно найти идеально ровные доски. В-третьих, очень трудно найти доски шириной более 200 мм, которые могут понадобиться при необходимости перекрыть больший пролет, как видно из таблицы для жилых помещений самый максимальный пролет для досок сечением 50х200 мм составляет 4 м 30 см. При строительстве современных домов с открытой планировкой этой величины может быть недостаточно. Для разбивки пролета придется устанавливать промежуточные балки, что также увеличивает стоимость и снижает высоту потолка. Конечно при использовании строганной балки её можно оставить на виду в качестве декоративного элемента.

Доски

Проблема с перекрытием из досок все же в другом.

• Для вентиляции обычно прокладывают трубы от 100 до 200 мм. Такие трубы просто не поместятся в пространстве между полом и потолком.
• Не всегда трубы будут прокладываться параллельно лагам. При небольшой толщине перекрытия будет просто невозможно протянуть такие трубы.
• В лагах можно делать отверстия или врубки, но их нельзя делать в крайних третях между опорами, а только посередине, и их размер ограничен. Поэтому в деревянном перекрытии такой толщины прокладывают только провода, водопроводные трубы и трубы отопления. Вентиляционные и канализационные трубы прокладывают только на небольшое расстояние без пересечения лаг.

Деревянные двутавровые балки

Двутавровые балки обладают рядом преимуществ в сравнении с досками: длина пролета больше, они не усыхают и не скручиваются, и они идеально ровные и можно купить балки большего сечения. Двутавровые балки, как правило, изготавливаются в заводских условиях. Верхний и нижний пояса делаются из сухой строганной древесины, между ними крепится фанера или OSB. Деревянные пояса нельзя подпиливать или делать в них врубки, поскольку именно на них приходится наибольшая нагрузка. При этом самая большая нагрузка действует на крайние части балок близ опор (стен). В средней части балки из фанеры или OSB можно просверливать отверстия или делать прямоугольные вырезы. Смотрите рисунок на котором изображена схема технологических отверстий.

Осторожно: Сверление, распил, шлифовка производят образование древесной пыли. Краска и/или защитное покрытие двутавровых балок может содержать диоксид титана. Древесная пыль и диоксид титана вызывают рак. Используйте средства защиты дыхательных путей при производстве работ.

Недостаток двутавровых балок заключается в том, что необходимо много сверлить или выпиливать прямоугольные отверстия, чтобы провести трубы разных диаметров. Это занимает довольно много времени. Кроме того двутавровые балки боятся сырости, поэтому необходимо их защищать от осадков в период строительства. Достоинством двутавровых балок по сравнению с фермами является их более низкая стоимость и отсутствие необходимости заказывать их заранее. Стоимость за погонный метр начинается от 350 рублей, что приблизительно вдвое дешевле ферм.

Деревянные и комбинированные фермы перекрытия

Прокладка разных коммуникаций через фермы

В отличии от двутавровых балок, фермы делаются из натуральных материалов и в них не нужно делать отверстия. Благодаря своей решетчатой структуре, через них можно пропускать трубы в любом направлении без особого труда. Деревянные фермы обычно изготавливаются шириной не менее 30 см, что позволяет провести сквозь них вентиляционные трубы. Деревянные фермы могут перекрывать пролет до 8 метров (иногда и больше), обладают идеальной геометрией, не усыхают и не скручиваются.

Но стоимость деревянных ферм довольно высока, кроме того их необходимо заказывать заранее, поскольку для каждого дома конструкция фермы рассчитывается индивидуально. Разница в стоимости между перекрытием из досок и фермами для перекрытия 100 кв м может превысить 100 тысяч рублей. Но это разница только в стоимости материала. Если учесть стоимость прокладки коммуникаций, стоимость дополнительных труб, проводов, которые придется укладывать по более длинному пути, может компенсировать эту разницу. Кроме того, вам в будущем может понадобится сделать дополнительную проводку или отопление, а также в случае капитального ремонта, деревянные фермы помогут значительно сократить расходы на эти работы. Деревянные фермы также почти вдвое дороже деревянных двутавровых балок, натуральные продукты почти всегда стоят дороже. Но, как и в случае с досками, значительно экономится время прокладке коммуникаций. Об объеме работ вы можете судить по фото внизу, на котором видна только часть перекрытия небольшого по площади дома, на нем видно сколько больших и малых отверстий пришлось сделать мастеру.

Выводы

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при строительстве дома большей площади от двух этажей (или с цокольным этажом), использование деревянных ферм предпочтительнее других строительных материалов для каркаса перекрытия. Особенно если учесть, что в принципе, деревянные фермы можно изготовить самостоятельно, хотя и придется повозиться, и если вы не специалист, то необходимо будет заказать расчет инженеру, владеющему специализированной программой для расчета ферм.

Новый вид деревянных двутавровых ферм с прорезями для коммуникаций

Коммуникации в перекрытии из двутавровых балок

Прокладка труб и проводов в деревянном перекрытии экономит пространство

Какими бывают деревянные перекрытия

Балки перекрытия деревянные используются практически для всех уровней дома. Балочный каркас необходимо предусмотреть для следующих типов конструкции:

• подвальное или цокольное перекрытие (пол первого этажа);
• междуэтажное перекрытие;
• чердачное перекрытие.

Толщина несущего бруса для чердака составляет от 10 до 20 см

От типа зависит нормируемая полезная нагрузка, которая берется в расчет деревянных балок перекрытия. Также разница будет в толщине утеплителя и его необходимости.

Между балками над подвалом обычно укладывают от 5 до 15 см минеральной ваты, пенопласта или экструдированного пенополистирола. В междуэтажных конструкциях достаточно будет предусмотреть пару сантиметров для звукоизоляции. На холодном чердаке требуется больше всего материала. Здесь толщина может составлять от 10 до 20 см. Точные значения зависят от климатического района строительства.

Между балками подвального перекрытия укладывают минеральную вату

Иногда подвальное перекрытие предпочитают делать не из дерева, а из металла и железобетона. В этом случае в качестве несущих балок используют двутавр или швеллер, а бетон заливают в опалубку из профлиста. Такой вариант будет надежнее при вероятности подтопления. Также он будет лучше сопротивляться сырости из подвала.

Сопряжение балок с стенами

Самым ответственным этапом работ является сопряжение балок с несущими стенами. Если стены выполнены из кирпича или бетона, то ее на этапе возведения стены в ней делают гнезда под каждую балку или паз по всей длине дома. В эти пазы закладывают концы балок, разделяя разнородные материалы гидроизоляцией. Глубина пазов или гнезд не должна быть менее 150 мм.

Другой вариант сопряжения балок перекрытия со стенами не зависит от материала стен. На вертикальную поверхность крепятся специальные кронштейны сложной формы, в которые закладывают концы балок. Крепление кронштейнов должно выполняться с особой надежностью, для этого используют анкера или резьбовые элементы повышенной толщины и длины. Балки перекрытия располагают на расстоянии 60-100 мм друг от друга.

Как рассчитать нагрузки на перекрытие?

Для чердачного перекрытия с легким утеплителем постоянная нагрузка принимается в пределах 50 кг/м2. Нормативное значение для такого вида чердака 70 кг/м2. Расчет эксплуатационной нагрузки: 70 х 1,3 = 90 кг/м2, где 1, 3 – это коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка = постоянная нагрузка + эксплуатационная нагрузка = 50 + 90 = 130 кг/м2. Эту цифру лучше округлить в большую сторону – 150 кг/м2.

Если утеплитель и обшивка полотка будут более тяжелыми, или чердак предполагается использовать для хранения массивных вещей, то нормативную нагрузку нужно увеличить до 150 кг/м2. В этом случае общий параметр будет составлять: 50+150х1,3 = 245 кг/м2.

Если перекрытие междуэтажное или на нем планируется возведение мансарды, общая нагрузка будет не меньше 300 кг/м2. Если планируете поставить большое количество мебели, ориентируйтесь на цифры 350-400 кг/м2.

Зная общую расчетную нагрузку и длину пролета, вы без труда подберете размеры деревянных балок с помощью онлайн-калькуляторов и таблиц, представленных в интернете.

Определение размеров сечения деревянной балки при помощи специальных формул.

В основном компоненты чердачного или межэтажного перекрытия – это балки, которые содержат в себе один пролет и свободное опирание на стену (несущую), столб.

500 кг/м3 – это самая оптимальная нагрузка на балку для помещений со средним показателем эксплуатации. Для каких-либо уличных сооружений или более влажных помещений — 600 кг/м3.

75 МПа – это предел прочности хвойной породы древесины, которая работает на изгиб, а показатель жесткости определяет ее склонность к деформации при каких-либо нагрузках.

При среднестатистических условиях нагрузок конструкции при ее эксплуатации:

Е = 10 000 Мпа – вдоль волокон;

Поперек волокон показатель Е уменьшается почти в 50 раз.

На прочность дерева также оказывает немалое влияние температура воздуха. В случае, когда она повышается, происходит понижение упругости, следовательно, повышается хрупкость древесины. Такое же явление происходит и температуре ниже нуля.

При совершении расчетов конструкций бывают нагрузки двух видов:

1. Расчетные (умножение h на n – перегрузку).
2. Нормативные.

Надежность балки определяется по действию максимального момента изгиба:

σ — напряжение в балке;

Wр — расчетный момент сопротивления;

Rи — расчетное сопротивление по изгибу, которое для древесины хвойных пород равно 13 МПа.

Подбор сечения рассчитывается, исходя из требуемого момента сопротивления Wтр:

1. Для прямоугольного сечения:
2. Для круглых сечений:
3. Проверка жесткости производится на действие нормативных нагрузок:

f – предельный прогиб балки;

l – расчетный пролет балки в см;

f/l – относительный прогиб, который не должен превышать: 1/250 — для перекрытий между этажами; 1/200 – для перекрытий чердака;

J – момент инерции в см4;

qн — нормативная нагрузка в кг/пог. см;

Е = 10 000 МПа, 100 000 кг/см2 – модуль упругости древесины;

с – предельно допустимый коэффициент для отношения l/h, где h — высота сечения балки: 18.4 — для междуэтажных перекрытий; 23.0 – для чердачных перекрытий.

В случае, когда l ≤ ch, балки проверяются только на прочность. Если l > ch, они проверяются только на жесткость.

Для примера рассчитаем деревянную балку междуэтажного перекрытия. Пролет l = 4.5 м; вес перекрытия — g = 200 кг/м2; временная нагрузка p = 150 кг/м2; расстояние в плане между осями балок а = 0.9 м; материал балки — сосна Rи = 130кг/см2; m коэффициент условия работы — 1.0.

Расчетная нагрузка на 1 пог. м элемента:

q = (gнn + pнn1) х a = (200 х 1.1 + 150 х 1.4) х 0.9 = 387 кг/пог. м

n, n1 — коэффициенты надежности постоянной и временной полезной нагрузок.

Момент сопротивления, который необходим, определяется из условия прочности:

Основываясь на специальные таблицы с расчетами, можно подобрать прямоугольное сечение элемента – bхh. Принимаем брус 8х24 см (W = 768 см3). В рассматриваемом случае отношение l/h = 450 : 24 = 18.75, а предельно допустимое с = 18.4 — для междуэтажных перекрытий. Исходя из этого, расчет на прогиб не производится.

Разновидности перекрытия из дерева

Деревянные перекрытия разделяют по нескольким типам. Первый вид – по типу сечения. К нему относятся квадратные, круглые или овальные, прямоугольные, двутавровые. Также деревянные перекрытия различают по типу материала. Они могут быть выполнены как из цельного бруса или доски, так и из клееного бруса.

Советы по покупке перекрытия между этажами из дерева: как правильно выбрать

Выбор качественных досок для деревянного перекрытия – залог долговечности и надежности вашего дома. Перекрытие между этажами из дерева должно обладать определенными свойствами и соответствовать некоторым нормам:

1. Прочность. Это главный критерий при покупке балок перекрытия, так как помимо собственного веса они также несут на себе нагрузки от предметов интерьера и находящихся в комнате людей. Если в помещении необходимо установить тяжелые предметы, следует обязательно учесть оказываемые ими сосредоточенные нагрузки.
2. Жесткость. Данный критерий означает устойчивость к прогибу под воздействием нагрузок. Конструкция из деревянного перекрытия должна быть стабильной и не изменяться при перестановке мебели или хождении людей.

Также существуют определенные правила по выбору деревянного межэтажного перекрытия. Лучше остановить свой выбор на древесине хвойных пород, так как она содержит большое количество смолы, что позволяет лучше сопротивляться различным микроорганизмам.

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.

Крепление к стене деревянных балок перекрытия. Чердачное перекрытие по деревянным балкам: обзор лучших конструкций и советы по выбору балок

При строительстве крыши всегда особое внимание уделяется конструкции чердака. Ведь важно, чтобы его перекрытие было сделано технологически правильно, не оказывало излишнего давления на стены и было способно вынести нагрузку от хранящихся под крышей вещей и порой целого набора мебели.

Поэтому в этой статье мы подробно с вами разберемся, как правильно должно быть устроено чердачное перекрытие по деревянным балкам: особенности его монтажа, расчета нагрузок и крепления. А в помощь вам будут наши подробные иллюстрации.

Для начала предлагаем вам посмотреть небольшой

Перекрытие – это горизонтальные силовые конструкции, которые разделяют жилой этаж от чердачного помещения, и воспринимает на себя при этом нагрузки от веса всего, что находится под крышей.