Деревянные балки на длинные пролеты. Двутавровые деревянные балки своими руками. Разновидности балочных перекрытий из дерева

Элементы соединяются между собой определённым образом, и конструкция работает как единое целое.

Балочные перекрытия классифицируются по материалу балок. В современном малоэтажном домостроении применяются балки деревянные, стальные и специальные для ячеистых блоков перекрытия - для сборно-монолитного варианта.

Вариант расположения балок перекрытия: а - вид перекрытия; б - передача нагрузок от балок перекрытия на стену; 7 - балки перекрытия; 2 - несущая стена; 3 - ненесущая стена; 4 - дощатый пол или основание для чистого пола (доски черного пола); 5 - передача нагрузок на несущую стену

Междуэтажное перекрытие по деревянным балкам

В нашей стране, где много природного материала - леса, дерево является традиционным строительным материалом. В каменных домах перекрытия часто выполняют по деревянным балкам. Безусловно, дерево является экологически чистым материалом, особенно не обработанное с целью повышения огне- и биостойкости.

Вопреки расхожему мнению о недолговечности дерева, деревянные перекрытия при грамотном устройстве и надлежащей эксплуатации служат долго.

Это интересно . Примером могут служить дома Санкт-Петербурга, которые построены в его бытность Российской столицей. Деревянные перекрытия имеют не только малоэтажные усадьбы, но и шести-, семиэтажные дома в центре Санкт-Петербурга, бывшие доходные дома. Уже 200 лет в условиях сырого климата дома стоят без реконструкции и являются жилым историческим фондом.

Также можно поставить в пример Москву. Правда, здесь этажность домов в большинстве меньше, но и дома значительно старше домов Санкт-Петербурга. Так, в старых центральных районах Москвы (к примеру, в районе ул. Рождественки и Кузнецкого моста, на Бульварном кольце и других улицах) домам по 300 и более лет, и далеко не во всех произведена реконструкция.

Конечно, в те далёкие времена укладывали не брус, а брёвна, которые, по сравнению с брусом, являются более крепким и долговечным строительным материалом.

Деревянные балки просты в изготовлении и не требуют сложного механического оборудования.

Материал и параметры деревянных балок

В качестве деревянных балок используют, как правило, брус. Брус - это опиленное с четырёх сторон бревно. Изготавливают из древесины хвойных пород. На малых, до 2 м, пролётах можно укладывать доски толщиной 25, 32 или 40 мм, поставленные на ребро и сбитые между собой гвоздями - по 2 или 3 доски. Конечно, могут быть использованы и брёвна как наиболее прочный материал: но в современной жизни это оправдано только при особом дизайне помещения, либо при соответствующей отделке потолка и конструкции пола по такому перекрытию.

Параметры сечений балок зависят от размеров перекрываемых пролётов и шагов, с которыми балки укладываются, а также от величины постоянных и временных нагрузок, воспринимаемых перекрытием. Ориентировочно можно воспользоваться данными таблицы.

Наименование материала*, параметры bxh**, мм	Пролёт П, мм	Шаг Ш (не более), мм***	Наименование материала*, параметры bхh**, мм	Пролёт П, мм	Шаг Ш (не более), мм***
Брус 50x150			Брус 100x200
Брус 100x150			Брус 150x200
Брус 150x150			Брус 175x200
Брус 150x175			Брус 200x200
Брус175x175			Брус 200x250

* Данные действующего сортамента пиломатериалов по ГОСТ 24454-80*; длина бруса от 1 до 6,5 м с градацией 250 мм.

** В параметрах сечения меньший параметр b - ширина сечения, больший h - его высота.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса деревянных балок и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается на 20% (это приближение можно принять только в учебных целях, на практике нужен грамотный расчёт).

Особенностью деревянных балок является тот факт, что на больших пролётах они гарантируют прочность перекрытия, но не обеспечивают жёсткость пола: пол становится «зыбким». В принципе «зыбкость» пола проверяется расчётом, что не всегда представляется возможным сделать. Поэтому, чтобы исключить возможную «зыбкость» пола, балки кладутся с небольшим шагом - 500...600 мм, даже если расчёт балок на прочность показывает возможность большего шага. В противном случае нужно применять лаги (см. ниже).

Раскладка балок перекрытия и заделка их в стену

Длина балок подбирается в зависимости от величины перекрываемого пролёта. Балки, как правило, укладывают по наименьшему пролёту, если перекрываемое помещение прямоугольное. Если помещение квадратное, то не имеет значения направление укладки балок. Дело в том, что все стены каменного дома можно отнести к несущим, так как они достаточно прочные, чтобы выдержать нагрузку от деревянных балочных перекрытий.

На рисунке показан пример раскладки деревянных балок перекрытия. Параметры балок выбраны в зависимости от величин пролётов и шагов. Интересен участок между координационными осями А/2 и Б. Для формирования перекрытия здесь введены две вспомогательные балки с сечением 150x150 мм, на которые опираются балки с сечением 100 х 150 мм. Чтобы выйти на один уровень пола, вспомогательные балки заложены в несущие стены ниже остальных на высоту своего сечения, т.е. на 150 мм.

Также, возможно, нужно пояснить, почему небольшой пролёт между осями 3 и 4 перекрыт балками 150x150 мм? На самом деле этими балками перекрыт шестиметровый пролёт между осями 1и4,а несущая стена по оси 3 служит для балок дополнительной опорой. Но, разумеется, можно готовить и отдельно балки для пролётов 1 -За 3-4.

Внимательный читатель, конечно, обратил внимание, что шаг балок не везде подчиняется модулю. Почему это подчинение необязательно, увидим, когда будем изучать состав слоёв межбалочного заполнения. Кроме того, здесь шаги показаны безотносительно к конкретному материалу стен, в которых будут устраиваться ниши для балок, а это может несколько, незначительно, повлиять на величину шагов.

Пример раскладки балок перекрытия

Балки укладываются в специально подготавливаемые в процессе кладки ниши в стене. Чтобы обеспечить надёжное и долговечное опирание, глубина заделки балки в кирпичную или любую другую каменную стену должна составлять не менее 150 мм. Глубина ниши определяется с таким расчётом, чтобы обеспечить глубину заделки балки в стену и оставить некий воздушный зазор (20...30 мм), который исключает контакт дерева с каменной задней стенкой ниши. Кроме того, воздушный зазор поможет предотвратить загнивание дерева, если в нишу будет доступ воздуха.

Ниша ничем не заполняется, если конструкция стены содержит утепляющий слой с внешней стороны. В том случае, когда в конструкцию стены не заложен утеплитель (например, стена возведена из керамического камня, и теплозащита такой стены обеспечена), ниша может быть проводником холода, так как оставшейся толщины стены здесь недостаточно. Тогда в нише мы можем получить промораживание и конденсацию влаги. Чтобы это предотвратить, нишу заполняют теплоизолирующим материалом. В качестве такого материала предпочтителен пенополистирол, так как, имея замкнутые поры, он не напитывается влагой, которую может нести с собой тёплый воздух из помещения. Конечно, пенополистирол относится к горючим материалам, но мы говорим о деревянных перекрытиях, при которых и так нужно быть особенно внимательными с точки зрения пожарной безопасности.

Заделка деревянных балок в стену: а - глухая заделка балок в утеплённую стену; б - то же, в стену без утеплителя и при возможном возникновении мостиков холода в нише под балку; в - открытая заделка балок во внутреннюю стену; г - вид анкера; 1 - монтажная пена (предпочтительно) или раствор; 2- анкер; 3 - деревянная балка; 4 - зона антисептирования балки; 5 - обёрнутый толем конец балки; 6 - антисептированная доска толщиной 32 мм (предпочтительно) или несколько слоев толя; 7- эффективный утеплитель.

Не стоит утеплитель оборачивать плёнкой или помещать, скажем, в полиэтиленовый мешок. Это может привести к выпадению конденсата в замкнутом пространстве мешка и в последующем - к плохой работе утеплителя; как итог - промерзание стены.

Торцы балок перед укладкой на стену опиливают под углом около 60°...70° и обрабатывают антисептирующим материалом. Надёжно будет концы балок обернуть толем или рубероидом (толь предпочтительнее), но торцы балок не укрывают, чтобы обеспечить доступ воздуха к дереву через его торцевую часть. Менее надёжное решение - не оборачивать балку толем, но тогда нужно обязательно укладывать балку на изолирующую подложку: тот же толь, рубероид или кусок антисептированной доски, чтобы исключить контакт дерева и камня стены. В противном случае начнётся гниение древесины. Ещё более надёжный вариант - сочетать обёртывание балки и подложку, что и показано на рисунке.

Хорошо известно, что дерево долго служит, если остаётся сухим и проветриваемым. Чтобы дерево оставалось сухим, образовавшиеся вокруг балки щели целесообразно заделать монтажной пеной. Монтажная пена, «залепляя» верхние поры дерева, хорошо защищает его от воздействия влаги со стороны помещения, но, в то же время, позволяет воздуху проникать через микропоры в нишу. Если не полениться и положить доски не только в нижнюю часть ниши, но и обложить всю нишу вокруг балки досками, пропитанными дёгтем (так как в современном мире дёготь не достать, то подойдёт и антисептик), то балки простоят не один век. Именно так подготовлены ниши в московских домах, построенных 300 лет назад и радующих нас до сих пор.

Это интересно . А как же справлялись с загниванием дерева в древние времена? Ведь тогда не было современных антисептирующих составов. Оказывается, сажа прекрасный природный антисептик, а также специфический «лак», который защищает древесину от сырости и грибка. Ею и обрабатывали балки.

Заделанная тем или иным материалом ниша носит название глухой заделки, это распространённое решение. Реже делают открытую заделку, которая предполагает не заполнять ничем зазор между балкой и стеной. Здесь экономия материалов и трудозатрат небольшая, но страдает звукоизоляция перекрытия.

При опирании балок на внутреннюю стену изоляцию под них также нужно уложить, а концы балок обязательно антисептировать.

Для связи стен с перекрытием, а также для обеспечения жёсткости здания балки в нише необходимо закрепить. Дело в том, что стены двухэтажных домов достигают в высоту семи и более метров, соединяясь только в углах. Если не обеспечивается жёсткость, стена может выйти из своей плоскости со всеми вытекающими последствиями. Сделать пространственную систему «стены-перекрытия» жёсткой поможет анкеровка балок в стену - создание горизонтальных дисков перекрытий. Это можно сделать с помощью Т-образных анкеров, вырезанных из полосовой стали. Одним концом анкер прибивается к балке, другой конец заводится в кладку. Анкер прибивается поверху или понизу балки. Анкеры крепят на каждую или через одну балку.

Концы балок, опирающихся на внутренние стены, соединяют между собой стальными полосами, прибиваемыми с обеих сторон балок.

Это интересно . Затяжки применялись всегда при балочных перекрытиях даже в больших зданиях. Например, сегодня на здании фабрики «Трёхгорная мануфактура», построенном в конце 18 века, можно увидеть, как анкера затяжек выходят на фасад.

На рисунке показано разработанное решение узла опирания деревянных балок на стены, возведённые из газобетонных или газосиликатных блоков. Как и в случае с керамическим камнем, теплозащитные свойства газобетона позволяют не утеплять стену. Поэтому в нишу закладывается утеплитель.

Опирание деревянных балок перекрытия на наружную стену из газобетонных блоков: 1 - газобетонные основные блоки; 2 - доборные блоки; 3 - минераловатный утеплитель; 4- U-образные блоки; 5- обёрнутый толем (предпочтительнее) или рубероибом конец балки; 6 - деревянная балка перекрытия; 7- стальная пластина - соединитель (анкеровка); 8 - дюбель-винт; 9- монолитный железобетонный пояс.

Поскольку прочность газобетонных блоков ниже, чем у кирпича, то под балку готовят монолитный железобетонный пояс - он будет воспринимать нагрузку от перекрытия. Утеплитель и железобетонный пояс закладывают в полость, образованную специальными U-образными блоками. Заходящий в нишу конец балки антисептируют и обёртывают рубероидом, толем и пр.

Анкеровка балок производится с помощью согнутой под прямым углом листовой полосы - соединителя, который закрепляется к балке и железобетонному поясу дюбель-винтами.

Это решение можно дополнить теми действиями и элементами, о которых мы так подробно говорили, рассматривая рисунке.

Межбалочное заполнение при конструкции перекрытия без применения лаг и с лагами

Межбалочное заполнение имеет по своей сути ограждающее значение и содержит слои и элементы, каждый из которых выполняет определённые функции.

Конструкция перекрытия без применения лаг

Конструкция перекрытия без применения лаг годится только в том случае, если шаг балок не превышает 500...600 мм. В противном случае, при большем шаге, не будет обеспечена жёсткость пола, пол становится «зыбким», прогибается.

План раскладки балок и досок чёрного пола показан на рисунке. Рассечём перекрытие и проанализируем назначение каждого слоя.

Основным, понятно, является слой звукоизоляции. Для него годится звукопоглощающий материал, который применяется и в качестве теплоизолирующего: пенополистирол, пенопласт и т.п. или минеральная вата. Надо сказать, что предпочтительнее минеральная вата: она относится к негорючим материалам. К достоинствам минеральной ваты можно отнести и то, что её боятся грызуны, а в пенопластах они легко и с удовольствием прогрызают ходы и устраивают норы. Однако все эти материалы не особенно эффективны в качестве звукоизолирующих, так как масса их невелика: так, масса слоя минеральной ваты или пенополистирола толщиной 10 см составляет всего4...10кг/м 2 . А мы помним, что набором массы конструкции решается вопрос звукоизоляции.

Лучше дело обстоит, если засыпать экологически чистый материал - керамзит: он не горюч, не токсичен. Но и у него масса невелика: слой керамзита толщиной 10 см имеет массу 70 кг/м2. Звукоизоляция значительно повышается при применении песка: масса слоя в 10 см - 200 кг/м 2 . Наибольшего эффекта достигнем, если межбалочный объём заполним так: вниз насыпаем песок, а на него кладём минеральную вату или пенополистирол. Для разделения слоёв положим геотекстиль. Таким образом мы создадим слоистую конструкцию, а все слоистые конструкции поглощают звук лучше, чем однослойные.

Звукоизолирующий материал помещают на деревянный настил, закреплённый на черепных брусках, подбитых к балкам. Сечение брусков, 30x40, 40x50 и 50x50 мм; оно зависит от массы звукоизолирующего материала: чем он тяжелее, тем больше сечение. Это понятно. Чтобы слой звукоизоляции не осыпался, на деревянный настил укладывают какой-либо рулонный материал (плёнку ПВХ, рубероид, пергамин, толь, мешочную бумагу и т.п.). Виды настилов показаны на рисунке.

Конструкция междуэтажного перекрытия по деревянным балкам без применения лаг: а - схема раскладки балок и досок черного пола; б - вид перекрытия; в-е- состав слоев балочного перекрытия; в - конструкция перекрытия со звукоизолирующим слоем из эффективного утеплителя; г - то же, из керамзита; д - то же, из песка; е - двухслойная звукоизоляция; ж - щитовой накат; з,и- виды настилов; 1 - конструкция чистого пола; 2 - доски чёрного пола; 3 - звукоизолирующая упругая прослойка (например, три слоя рубероида); 4 - рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от осыпи, мусора (например, пергамин); 5- эффективный утеплитель (минеральная вата, пенополистирол); 6- керамзит; 7- песок; 8- геотекстиль; 9-балка перекрытия; 10-черепной брусок 30x40, 40x50 или 50x50 мм; 11 - отделка потолка; 12 - доски настила; 13 - рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХ или полиэтиленовая и пр.); 14 - доски наката; 15- брусок наката; 16- горбыль настила; 17-плинтус.

Конструкция междуэтажного перекрытия по деревянным балкам с применением лаг: а - схема раскладки балок, лаг и досок черного пола; б - вид перекрытия; в - соединение лаг внахлест; г - соединение лаг встык; д - конструкция пола со звукоизолирующим слоем из эффективно™ утеплителя; е - то же, из керамзита; ж - то же, из песка; з - двухслойная звукоизоляция; 1 - конструкция чистого пола (показана условно); 2 - доски черного пола; 3 - лага 50x75 мм, положенная плашмя; 4-рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от осыпи, мусора (пергамин, толь); 5 - эффективный утеплитель (минеральная вата, пенополистирол); 6- керамзит; 7- песок; звукоизолирующая упругая прослойка; 9 - геотекстиль; 10- балка перекрытия; 11- отделка потолка; 12 - черепной брусок 30x40,40x50 или 50x50 мм; 13 - доски настила; 14 - рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХ или полиэтиленовая и пр.); 15- фанерная или дощатая накладка.

Для поддержки межбалочного заполнения годится также щитовой накат. Фрагменты щитового наката заранее готовятся, а затем укладываются опорными брусками на черепные бруски; как это выглядит, показано на рисунке.

Далее по балкам настилают доски чёрного пола, которые впоследствии будут служить основанием для конструкции чистого пола. Для чёрного пола берут доски низкого сорта, их толщина 25 или 32 мм. Для исключения звукового мостика, который возникает от ударной волны, между балкой и досками чёрного пола укладывается звукоизолирующая подкладка, например, несколько слоёв рубероида, толя, или другого упругого материала. По балкам возможен настил из досок чистого пола, но этот вариант годится не для дорогой отделки пола.

На рисунке, показан ещё один материал - пергамин, толь, настланный поверх слоя звукоизоляции. Его функциональное назначение состоит в том, чтобы защитить межбалочное заполнение от мусора или повреждения в ходе строительства.

Конструкция перекрытия с применением лаг

Как видно из таблицы, шаг балок и их сечение - величины взаимосвязанные: чем мощнее балки, тем с большим шагом они могут быть уложены. Это хорошо, потому что уменьшается трудоёмкость при заделке балок в ниши. Однако при шаге балок, превышающем 600 мм, не будет обеспечена жёсткость пола.

Повысить жёсткость пола помогут лаги - доски с сечением 50x75 или 50х 100 мм. Лаги кладутся поперёк балок плашмя или ставятся на ребро, а на них, перпендикулярно к ним, укладываются доски чёрного пола. Соединение лаг между собой должно производиться в месте опирания на балку - внахлёст или встык. Скрепляющим элементом служит фанерная или металлическая накладка.

Конструкция перекрытия с лагами и щитовым накатом: а - вид перекрытия; б - вид и параметры щитового наката; 1 - доски черного пола; 2 - лаги, положенные плашмя; 3 - звукоизолирующий слой; 4 - рулонный материал; 5 - брусок щитового наката; 6 - доски щитового наката; 7- гвозди для крепления черепного бруска; 8 - черепной брусок; 9 - балка; 10 - упругий материал для исключения звукового мостика.

Межбалочное заполнение такое же, как и в конструкции без лаг. При этом у лаг появляется и другое назначение: за счёт увеличения высоты межбалочного пространства умещается большее количество или толще слои звукоизолирующего материала. Звукоизолирующие слои укладываются на настил или щитовой накат.

Лаги располагают с шагом 400...600 мм; при этом соблюдается закономерность: нем больше шаг балок, тем меньше шаг лаг.

Лаги примыкают к стене, но в стену не заделываются.

Опирание деревянных балок на вертикальные опоры

При каркасной или комбинированной конструктивной системе балки перекрытия опираются на отдельно стоящие опоры: стойки, колонны, столбы.

В случае необходимости соединить балки нужно, чтобы место стыковки приходилось над вертикальной опорой. Если опоры деревянные, то балки крепят к опорам забитыми под углом гвоздями и соединяют скобами. Крепление может производиться с помощью фанерных накладок, которые крепят с обеих сторон соединяемых встык балок. Используются также различные металлические узлы крепления, например, показанные на рисунке. Для круглых стоек площади опирания балок может не хватать, тогда нижние грани соединяемых встык балок крепят на болтах к металлической накладке.

Лаги стыкуют также над опорами.

Опирание деревянных балок на отдельно стоящие опоры и способы их соединения: а - опирание балки на опору; б - соединение балок с помощью фанерной фасонки; в - то же, с помощью металлических деталей; г - опирание балки на круглую стойку; 1 - балка; 2 - опора; 3 - фанерная фасонка; 4 - деталь металлического крепления; 5- металлическая площадка колонны.

Междуэтажное перекрытие по стальным балкам

Стальные балки более прочные и долговечные, чем деревянные. Также к их достоинствам справедливо отнести способность перекрывать большие пролёты - до 7...8 м. Такие обстоятельства делают стальные балки всё более привлекательными в малоэтажном частном домостроении, где возникает потребность в просторных помещениях. Широко применяются стальные балки при реконструкции зданий.

Это интересно. В Московских сталинских высотках, а их, как известно, семь, перекрытия железобетонные и с применением стальных балок. Как показали обследования, время не повредило перекрытия, и они простоят ещё очень долго.

Для стальных балок годится прокатный профиль - двутавры, швеллеры, уголки.

Расположение стальных балок на плане здания производится из тех же соображений, что и деревянных балок. Поэтому схема, показанная на рисунке, вполне сгодится для изучения узлов заделки стальных балок в стену и межбалочного заполнения.

Заделка стальных балок в стену

Заделка балок в ниши аналогична таковой в случае деревянных балок, но с некоторыми особенностями.

Стальные балки заделываются в специально подготовленные в стене ниши глубиной 250 мм. Для равномерного распределения усилий под балки подстилаются стальные пластины, или балки укладываются на распределительную бетонную подушку. Такой приём к тому же защищает стену из кирпича или ячеистых блоков от смятия в области опирания балок.

Заделка стальных балок в стену: а - неутепленная ниша, анкеровка балок с помощью стальной полосы или прута; б - утеплённая ниша, анкеровка балок с помощью уголков; в - заделка балок в нишу во внутренней стене; г - вид двутавровой балки; 1 - условное обозначение стены; 2 - цементно-песчаный раствор; 3 - анкер - стальная полоса или прут; 4 - стальной лист для распределения нагрузки от балки; 5 - набетонка с той же целью; 6 - сечение » двутавровой балки; 7- двутавровая балка; 8 - анкеры - уголки; 9 - эффективный утеплитель

Глубина опирания стальных балок должна быть не менее 200 мм.

Отделывают нишу по тем же соображениям, что и в случае деревянных балок. Если устройство ниши нарушает теплозащитные свойства стены, то между задней стенкой ниши и балкой закладывают утеплитель. При этом глубину ниши рассчитывают в зависимости от требуемой толщины утеплителя.

Полость ниши заделывают цементно-песчаным раствором. В отличие от балок деревянных, стальные «хорошо себя чувствуют» при контакте с раствором.

Анкеровка балки в стену производится с помощью металлического анкера, приваренного с одной стороны к балке, а с другой - заведённого в кладку. При этом длина отгиба должна быть не менее 200 мм. Для анкеровки сгодятся также уголки, приваренные к балке сверху и снизу и заведённые в кладку.

Опирание балок на внутреннюю стену, их анкеровка и отделка ниши производится так же, как и в случае наружных стен.

Межбалочное заполнение

Шаг балок зависит от материала межбалочного заполнения, а именно настила, на котором располагается звукоизолирующий слой.

Настил - деревянные щиты. Щиты предварительно сбиваются на земле. К брускам снизу подбивают доски, оставляя свободными концы брусков. Затем бруски свободными концами опирают на нижние полки двутавров, которые играют роль черепных брусков. Бруски в местах опирания на балки антисептируются.

Исходя из особенностей работы дерева, из которого сколачивается настил, шаг балок не может превышать 2 м; модулю шаг балок не подчиняется.

Все остальные слои межбалочного заполнения такие же, как и при деревянных балках; выбор вида заполнения остаётся за заказчиком, которому нужно поведать все «за» и «против» того или иного материала.

Для исключения контакта с металлическими балками доски чёрного пола должны обязательно изолироваться деревянными лагами или каким-либо другим изолирующим материалом. Лаги устанавливаются плашмя или на ребро. Соединение лаг на ребро встык производится с помощью фанерной фасонки. Для жёсткости между лагами вставляется распорка. При соединении внахлёст лаги несколько заходят за плоскости верхних полочек балок. Распорки здесь также могут понадобиться. Лаги должны быть защищены от контакта с металлом балок; для этого годится толь, рубероид и т.п.

Лаги, положенные плашмя, позволят несколько уменьшить высоту перекрытия.

Параметры сечения стальных балок, как и деревянных, зависят от перекрываемых пролётов, шагов, нагрузок. Ориентировочно параметры сечения можно принять из таблицы.

Конструкция междуэтажного перекрытия по стальным балкам с применением щитового наката: а - состав слоев конструкции перекрытия; б - соединение лаг встык; в - то же, внахлест; 1 - конструкция чистого пола; 2 - доски черного пола; 3 - лаги 50x75, поставленные на ребро; "/-рулонный материал, защищающий межбалочное заполнение от мусора, осыпи; 5 - эффективный утеплитель; 6- керамзит; 7- песок; 8- звукоизолирующая упругая прослойка; 9- геотекстиль; 10-рулонный материал (толь, рубероид и пр.); 11 - стальная двутавровая балка № 12 (только для этого конкретного примера); 12 - брусок щитового наката, опирающийся на полочки двутавра; 13 - доски наката; 14 - отделка потолка; 15 - лаги, соединенные встык 16- то же, внахлест; 17- фанерная фасонка; 18- распорка.

Сечения двутавровых балок при применении деревянных щитов

№ профиля балки*	Сечение hxb, мм**	Пролёт, мм	Шаг, мм***	№ профиля балки*	Сечение xb, мм**	Пролёт, мм	Шаг, мм***
№10Б1	100x55			№16Б1	157x82
№12Б1	117x64			№18Б1	177x91
№14Б1	137x73			№20Б1	200x100

* Данные действующего сортамента прокатного профиля ГОСТ 27772-88*.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса деревянных щитов и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается примерно на 20%.

Преимуществом этого способа является использование дерева - материала доступного и недорогого. Кроме того, имеется возможность положить балки с небольшим шагом, при котором не обязательны лаги для повышения жёсткости пола. Это позволит уменьшить высоту сечения перекрытия.

Однако этот способ отличает высокая трудоёмкость и, как следствие, увеличение сроков строительства.

Удобнее и современнее использовать в качестве настила мелкоразмерные железобетонные плиты - ПРТМ . Особенно это будет удачным решением для устройства перекрытий в санитарных узлах, где возможны протечки. Вид плит ПРТМ показан на рисунке, а наименование и их параметры приведены в таблице.

Параметры мелкоразмерных плит ПРТМ*

Наименование изделия	Параметры lxbxh, мм	Наименование изделия	Параметры lxbxh, мм	Наименование изделия	Параметры lxbxh, мм	Наименование изделия	Параметры lxbxh, мм
ПРТМ-1	1170x390x90	ПРТМ-4	1770x390x90	ПРТМ-7	2370x390x120	ПРТМ-10	2970x390x120
ПРТМ-2	1370x390x90	ПРТМ-5	1979x390x120	ПРТМ-8	2570x390x120	ПРТМ-11	3170x390x120
ПРТМ-3	1570x390x90	ПРТМ-6	2170x390x120	ПРТМ-9	2770x390x120	ПРТМ-12	3370x390x120
						ПРТМ-13	3570x390x120

Шаг балок не может быть взят произвольно, как в случае деревянного настила: он будет зависеть от длины плит. Поскольку самая маленькая плита имеет длину 1170мм (ПРТМ-1), то соответственно наименьший шаг балок составит 1,2 м. Масса такой плиты всего 65 кг, поэтому укладка именно этих плит практикуется в малоэтажном строительстве, если нет возможности задействовать подъёмно-транспортную технику.

Пример раскладки балок и плит, а также состав слоёв межбалочного заполнения показаны на рисунке. Здесь плиты положены на нижние полочки балок. При этом они располагаются рёбрами вверх. Участки, некратные ширине плит, замоноличиваются.

Плиты могут быть положены и на верхние полочки - рёбрами вниз.

Строго говоря, плиты ПРТМ способны воспринять значительную нагрузку, что явствует из их названия (рассчитаны на тяжёлую нагрузку). И для восприятия нагрузки они сконструированы таким образом, чтобы быть расположенными рёбрами вниз. Однако в балочном перекрытии нагрузка приходится на балки, поэтому в качестве межбалочного заполнения мы можем положить плиты рёбрами вверх.

На плиты ПРТМ укладывается звукоизолирующий слой. Затем, поскольку шаг балок не обеспечивает жёсткость чёрного пола, необходимо уложить лаги. Шаг лаг такой же, как в случае перекрытия по деревянным балкам, т.е. 400...600 мм.

Параметры сечения балок в случае заполнения плитами ПРТМ зависят от перекрываемых пролётов, шагов и, конечно, нагрузок. Ориентировочно параметры сечения можно принять из таблицы.

Пример устройства перекрытия по стальным балкам с применением плит ПРТМ: а - план раскладки балок и плит ПРТМ; б - вид и параметры плиты ПРТМ; 7 - двутавр № 18 (только для этого конкретного примера); 2- плита П РТМ-1; 3 - монолитный участок; 4- швеллер № 18; 5 - конструкция чистого пола; 6- доски черного пола; 7-лаги 50x75, положенные плашмя; 8 - рулонный материал, защищающий межбалочное пространство от осыпи; 9 - эффективный утеплитель; 10 - керамзит; 11 - песок; 12 - звукоизолирующая упругая прослойка; 13- геотекстиль; 14- рулонный материал (толь, рубероид, пленка ПВХи пр.); 15- отделка потолка; 16 - металлическая сетка (при отделке потолка штукатуркой).

№ профиля балки*	Сечение hxb, мм**	Пролёт, мм	Шаг, мм***	№ профиля балки*	Сечение hxb, мм**	Пролёт, мм	Шаг, мм***
№12Б1	117x64			№18Б1	177x91
№14Б1	137x73			№20Б1	200x100
№16Б1	157x82			№23Б1	230x110

* Данные действующего сортамента прокатного профиля ГОСТ 27777-88.

** Большая величина h - высота профиля, меньшая b - ширина полки двутавра.

*** В расчёт шага заложена полезная нагрузка на перекрытие 200 кгс/м 2 , масса плит ПРТМ и звукоизолирующего слоя из минераловатных плит с плотностью 100 кг/м 3 . В случае засыпки керамзитом шаг уменьшается примерно на 20%.

Укладывая плиты на верхние полочки балок, их размещают рёбрами вниз. Здесь не нужны ни лаги, ни доски чёрного пола: конструкция пола устраивается, как по железобетонной плите (см. раздел «Полы»). Несомненно, это достоинство такого решения, а несовершенством его является низкая звукоизоляция, по сравнению с крупноразмерными плитами: ведь масса ПРТМ мала. Повысить звукоизоляционные качества мы сможем, если соответствующе заполним межбалочный объём. Для формирования межбалочного объёма на нижние полки балок укладываются либо деревянные щиты, если между балками не больше 2 м, либо плиты - гипсоволокнистые, стекломагнезиальные, кальциевосульфатные и другие, предлагаемые строительным рынком. Звукоизолирующий слой выбирается любым - от экологически чистых песка и керамзита до синтетических эффективных утеплителей.

Этот вариант не требует графического пояснения, поэтому, скомпилировав все выше приведённые решения, Вы сможете самостоятельно разработать сечение межбалочного пространства.

Монолитные железобетонные плиты по стальным балкам

Вместо сборной технологии - укладки плит ПРТМ - по стальным балкам может быть устроено монолитное железобетонное перекрытие. При этом стальная балка либо обетонируется, либо остаётся открытой. Во втором случае балки обязательно скрываются подвесным потолком, в первом - по желанию заказчика.

В обоих вариантах необходимо устанавливать опалубку, по которой производится бетонирование. Армирование и толщина сечения плиты определяются расчётом. Получаемая ребристая плита имеет жёсткую арматуру в рёбрах в виде стальных балок, и поэтому это самое прочное перекрытие. В малоэтажном жилищном строительстве применяется, как правило, при больших пролётах в каркасных конструктивных системах.

Чердачное перекрытие при холодном чердаке

Чердачное помещение может быть тёплым или холодным.

В холодном чердаке крыша не утепляется, и отопление не предусматривается. Чтобы холодный воздух из такого чердака не проникал в помещение под чердаком, чердачное перекрытие утепляют.

Однако из жилого тёплого подчердачного помещения в большей или меньшей степени тёплый воздух всё равно диффузирует (приникает) в чердак, неся с собой водяной пар. Пар поднимается выше и, сталкиваясь с холодной внутренней поверхностью крыши, превращается в конденсат. Иногда капли конденсируемой влаги настолько обильны, что, собираясь в ручейки, текут по стенам. Появляется сырость, плесень, грибок и прочие явления, ухудшающие не только влажностный и санитарный режим дома, но и разрушающие конструкции стен и крыши. Ясно, что это недопустимо.

Меры борьбы с появлением конденсата различны. Для начала нужно уменьшить, а по возможности отсечь поступление пара в объём чердака. Это делается с помощью пароизоляционных материалов, укладываемых со стороны подчердачного тёплого помещения, т. е. под утеплителем. Чердак, не используемый как жилое помещение, не требует полной звукоизоляции и высококачественной отделки пола, поэтому некоторые элементы чердачного перекрытия могут быть в него не заложены. Как решает этот вопрос одна из крупных проектных московских фирм показано на рисунке.

При желании сделать чердачное перекрытие таким же, как и междуэтажное, нужно настелить под утеплителем не любой рулонный материал (вспомним, что в обычном междуэтажном перекрытии он играл роль барьера от осыпи звукоизолирующего материала), а именно пароизоляционный.

Если пар всё-таки проникает через неплотности конструкции или иные пути, что чаще всего и происходит, то принимаются конструктивные меры: например, устраиваются продухи для проветривания крыши, о чём будет рассказано в разделе «Крыши».

При тёплом чердаке в конструкцию крыши закладывается утеплитель (подробнее об этом говорится в разделе «Крыши»), а чердачное перекрытие не утепляют.

Цокольное (подвальное) перекрытие над холодным помещением

Холодным помещением может быть неотапливаемый подвал или цокольный этаж. Здесь ситуация аналогична той, что с холодным чердаком. Водяной пар, устремляясь в холодное помещение, конденсирует на стенах подвала (цокольного этажа) и нижней поверхности перекрытия, обращённой в помещение подвала. Сырое холодное помещение будет совсем непригодно для любых целей. Другая опасность: в сыром помещении деревянные балки быстро сгниют, а стальные покроются ржавчиной; это - к вопросу неверного конструктивного решения, которое уменьшает долговечность перекрытия.

Нормальные эксплуатационные условия в подвале (цокольном этаже) будут обеспечены, если:

• проложить пароизоляционный слой со стороны тёплого надподвального (надцокольного) помещения, т.е. над утеплителем;
• сделать продухи по периметру дома, дающие доступ воздуха в подвал для вентиляции, если подвал не полностью заглублён в грунт (наименьший размер продухов - в один кирпич). Продухи заделывают сетками, а на зиму, если необходимо, их чем-то закрывают, например кирпичом или специальными заглушками.

Устройство перекрытия по деревянным балкам над холодным помещением и вентиляция помещения: 1 - деревянная балка перекрытия; 2 - конструкция чистого пола; 3 - доски черного пола; 4- лаги; 5 - пароизоляция; 6 - теплоизоляция; 7- рулонный паропроницаемый материал; 8 - дощатый настил; 9 - черепной брусок; 10 - продух; 11 - конструкция пола по грунту.

В случае подземного этажа, т.е. когда подвал полностью заглублён в грунт, нужно вывести вентиляционные воздуховоды. Это уже к вопросу инженерного оборудования дома, которое в настоящей книге не рассматривается.

Отделка потолка балочного перекрытия

Отделка потолка перекрытия производится в зависимости от дизайнерской задумки. До этого мы изучали чертежи, на которых балки скрыты какой-либо отделкой или подшивкой. Для отделки годится штукатурка, профилированная натуральная доска типа «вагонка», гипсокартонные листы («сухая штукатурка»), специальные отделочные потолочные плитки и т.п.

Что касается стальных балок, то практически всегда их закрывают, поскольку красоты в них нет, если, конечно, дом не выполняется в определённом стиле.

Однако деревянные балки нередко хочется подчеркнуть. В таких случаях черепные бруски подбиваются к балкам на желаемую высоту. Более того, черепным брускам также можно придать фигурную форму. Обычные бруски скрываются подшивкой.

Принимая этот вариант решения потолка, не надо забывать, что межбалочный объём здесь уменьшится, и, следовательно, пострадает звукоизоляция перекрытия.

Совсем простой вариант - не устраивать межбалочное пространство вообще и набивать доски пола непосредственно на балки перекрытия. Для перекрытий капитальных домов это способ, по всей видимости, не подходит, но хорош для временных или непритязательного назначения построек.

В этой статье обсудим как выполнить расчёт перекрытия по деревянным балкам. Крепление лаг (деревянных балок) в этой статье мы рассматривать не будем, а сделаем акцент на расчёте.

Давайте рассмотрим виды конструкцию перекрытия по лагам (деревянным балкам).

Перекрытие над цоколем

Перекрытие цоколя деревянными балками выполняется следующим образом

Т.к. в данном случае нет возможности поводить работы под полом, то чтобы уложить черновой пол к лагам по бокам прибивается черепной брусок сечением 40х40 или 50х50 мм.

На черновой полу укладывается гидроизоляционная паропроницаемая мембрана. Необходимо отметить, что мембрана должна быть паропроницаема (нельзя укладывать пароизоляцию с 2-х сторон от утеплителя), иначе влага внутри пола не сможет выветриваться.

Далее укладывается утеплитель. В качестве утеплителя используется стекловата или минеральная вата из базальтового волокна. Толщина утеплителя подбирается по теплотехническому расчёту в зависимости от региона строительства. При этом она не должна быть не много меньше высоты лаг, чтобы пароизоляция имела небольшой провис. Поэтому если требуется уложить утеплитель толщиной 150 мм, то лага должна иметь высоту не менее 200 мм.

Поверх утеплителя укладывается пароизоляционная плетка.

Далее следует покрытие пола. Покрытием пола могут быть доски, уложенные на лаги; либо ковролин/линолеум, уложенный на листы OSB. В случае укладки плитки рекомендуется для жёсткости уложить ещё слой плиты ЦПС.

Перекрытие между этажами

Один из вариантов перекрытие по деревянным балкам между этажами выполняется представлен ниже:

Межэтажное перекрытие отделывается с 2-х сторон. Снизу непосредственно на лаги или через деревянную обрешётку закрепляется гипсокартонный лист, который впоследствии окрашивается. Обрешётка имеет шаг 400 мм и выполняется из бруска сечением 40х40 или 50х50 мм.

Между обрешёткой и балками перекрытия закрепляется пароизоляционная пленка.

Шаг и сечение деревянных балок подбирается по расчёту.

Между балками укладывается минеральная вата из базальта или стекловата, но служит она здесь не как теплоизоляция, а как звукоизоляция. Толщина при этом должна быть хотя бы 100 мм.

Поверх балок перекрытия крепиться OSB лист, толщина которого подбирается исходя из шага балок. Чтобы исключить скрип перекрытия при небольших деформациях между плитой OSB и балкой перекрытия укладывается резиново-пробковая подложка.

Выше идёт конструкция пола.

Перекрытие между этажами (звукоизолирующее)

Чтобы улучшить звукоизолирующие способности перекрытия применяют следующую конструкцию перекрытия:

В данном типе перекрытия пол верхнего этажа опирается на свою балку, а потолок нижнего этажа подвешивается на свою. Таким образом удаётся очень хорошо сократить шум.

Подбор дощатого настила или плиты OSB для пола

Толщина доски пола выбирается исходя из шага лаг по следующей таблице:

Толщина плиты OSB выбирается исходя из шага лаг по следующей таблице:

Расчёт деревянных балок

Расчёт конструкции балок начинаем со сбора нагрузок. Возьмем к примеру конструкцию межэтажного перекрытия. На перекрытие действуют 2-а типа нагрузок: постоянные нагрузки от веса самой конструкции и полезная временная длительная нагрузка (вес людей, мебели и т.д.).

Также нагрузки бывают нормативными и расчётными. Расчётные нагрузки учитываются при расчёте на 1-е предельное состояние (прочность). Нормативные нагрузки учитываются при расчёте на 2-е предельное состояние (деформации). Перевод нагрузок из нормативных в расчётные осуществляется умножением их на коэффициент надёжности по нагрузке. Далее мы рассмотрим эти нагрузки.

Расчёт осуществляется методом подбора, т.е. мы уже перед началом расчёта назначаем сечение балки и его шаг, а затем проверяем его несущую способность.

Я бы рекомендовал брать шаг балок равным таким образом, чтобы между балками чётко влезал утеплитель без подрезки – это даст экономию на минеральной вате т.к. будет меньше отходов на подрезку и монтировать балки будет удобнее. Минеральная вата имеет ширину 500 или 600 мм. К примеру, возьмём минеральную вату шириной 500 мм, а толщину доски примем 50 мм, т.е. шаг между балками будет 500+50=550 мм.

Расчётная схема для балок принята как однопролётная т.е. балки опираются на стены 2-мя концами, при этом промежуточные опоры отсутствуют.

Расчёт постоянных нагрузок

К постоянным нагрузкам относится вес перекрытия. Собираем вес всех составляющих перекрытия, а далее объединим их в таблице. Нагрузку вычисляем на 1 м.п. балки сечением 50х250 с шагом 550 мм при пролёте 5 м.

1. Вес балки. Чтобы вычислить вес балки предварительно назначаем его сечение. Например, сечение балки принимаем 50х250. Объём древесины на 1 м.п. балки будет V=1*0.25*0.05=0.0125 м 3 . Плотность дерева отличается для разных пород и влажности. Для расчёта примем доску из сосны, плотность для неё при влажности 20% равно 520 кг/м 3 . Таким образом вес доски равен q=0.0125*520=6.5кг/м.п.
2. Вес обрешётки. шаг обрешётки 400 мм, сечение 50х50 мм. Обрешётка даёт точечную нагрузку, но с равным шагом, поэтому её можно принять как равномерно-распределённую. Обрешётка расположена поперечно балке и вес, передаваемый на балку зависит от шага самих балок. При шаге расположения балок 550 мм объём дерева обрешётки равен V=0.55*0.05*0.05=0.001375 м 3 . Вес одной рейки обрешётки F=0.001375*520=0.715 кг. Шаг обрешётки равен 0,4м, поэтому равномерно-распределённая нагрузка от веса обрешётки равна q=0.715/0.4=1.7875кг/м.п.
3. Вес пароизоляции не учитываем.
4. Вес листа гипсокартона толщиной 9,5 мм – 9,5 кг/м 2 . При шаге балок 550 мм нагрузка на балку от веса гипсокартона: q=9.5*0.55=5.225кг/м.п.
5. Вес минеральной ваты. Для расчёта примем толщину минеральной ваты 150 мм. Плотность минеральной ваты 50 кг/м 3 . Вес минеральной ваты при шаге балок 550 мм и шириной балки 50 мм будет равен: q=50*0.15*(0.55-0.05)=3.75кг/м.п.
6. Вес листа OSB на полу. Для расчёта веса OSB определяем его толщину – для шага между балками 550 мм это будет лист толщиной 18 мм. Вес 1 м 2 по данным производителя 11.7 кг/м 2 . При шаге между балками 550 мм нагрузка от веса OSB будет равна q=11.7*0.55=6.435кг/м.п.
7. Вес напольного покрытия. На деревянные балки можно уложить разное покрытие, даже керамическую плитку, но пирог будет отличаться, нагрузки будут разные и это нужно учесть на стадии расчёта балок. Легче всего будет покрытие из ковролина или ламината. Тяжелее всего будет керамическая плитка. Соответственно вы можете менять шаг или сечение балок в зависимости от веса покрытия.

Для ковролина нет необходимости что-то дополнительно устраивать, поэтому вес покрытия пола будет равен весу ковролина 0,6-1,2 кг/м 2 .

Перед укладкой ламината требуется дополнительно уложить плиту ЦПС или OSB толщиной 12 мм, вес с учётом ламината будет 16.2+7=23.2 кг/м 2 .

Для укладки плитки потребуется уложить слой гидроизоляции, сделать армированную стяжку толщиной не менее 5 см и уложить на стяжку плитку. Общий вес пирога будет около 140-150 кг/м 2 .

Как видим разброс слишком большой, чтобы принять какой-то из вариантов за основной. Для примера сделаем расчёт при укладке пола ламинатом. При шаге балок 600 мм нагрузка на балку будет q=23,2*0,55=12.76 кг/м.п.

Расчёт полезной нагрузки

Полезная нагрузка принимается исходя из назначения помещения по таблице 8.3 СП 20.13330.2016:

Таблица 8.3 СП 20.13330.2016

N п.п.	Помещения зданий и сооружений	Нормативные значения равномерно распределенных нагрузок P , кПа, не менее
1	Квартиры жилых зданий; спальные помещения детских дошкольных учреждений и школ-интернатов; жилые помещения домов отдыха и пансионатов, общежитий и гостиниц; палаты больниц и санаториев; террасы	1,5
2	Служебные помещения административного, инженерно-технического, научного персонала организаций и учреждений; офисы, классные помещения учреждений просвещения; бытовые помещения (гардеробные, душевые, умывальные, уборные) промышленных предприятий и общественных зданий и сооружений	2,0
3	Кабинеты и лаборатории учреждений здравоохранения, лаборатории учреждений просвещения, науки; помещения электронно-вычислительных машин; кухни общественных зданий; помещения учреждений бытового обслуживания населения (парикмахерские, ателье и т.п.); технические этажи жилых и общественных зданий высотой менее 75 м; подвальные помещения	2,0
4	Залы:
	а) читальные	2,0
	б) обеденные (в кафе, ресторанах, столовых и т.п.)	3,0
	в) собраний и совещаний, ожидания, зрительные и концертные, спортивные, фитнес-центры, бильярдные	4,0
	г) торговые, выставочные и экспозиционные	4,0
5	(Исключен, Изм. N 1).
6	Сцены зрелищных предприятий	5,0
7	Трибуны:
	а) с закрепленными сиденьями	4,0
	б) для стоящих зрителей	5,0
8	Чердачные помещения	0,7
9	Покрытия на участках:
	а) с возможным скоплением людей (выходящих из производственных помещений, залов, аудиторий и т.п.)	4,0
	б) используемых для отдыха	1,5
	в) прочих	0,7
10	Балконы (лоджии) с учетом нагрузки:
	а) полосовой равномерной на участке шириной 0,8 м вдоль ограждения балкона (лоджии)	4,0
	б) сплошной равномерной на площади балкона (лоджии), воздействие которой не благоприятнее, чем определяемое по 10, а	2,0
11	Участки обслуживания и ремонта оборудования в производственных помещениях	1,5
12	Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы (с относящимися к ним проходами), примыкающие к помещениям, указанным в позициях:
	а) 1, 2 и 3	3,0
	б) 4, 5, 6 и 11	4,0
	в) 7	5,0
13	Перроны вокзалов	4,0
14	Помещения для скота:
	а) мелкого	2,0
	б) крупного	5,0
Примечания 1 Нагрузки, указанные в поз.8, следует учитывать на площади, не занятой оборудованием и материалами. 2 Нагрузки, указанные в поз.9, не следует учитывать одновременно со снеговой нагрузкой. 3 Нагрузки, указанные в поз.10, следует учитывать при расчете несущих конструкций балконов (лоджий) и участков стен в местах защемления этих конструкций. При расчете нижележащих участков стен, фундаментов и оснований нагрузки на балконы (лоджии) следует принимать равными нагрузкам примыкающих основных помещений зданий и снижать их с учетом 8.2.4 и 8.2.5. 4 Нормативные значения нагрузок для зданий и помещений, указанных в позициях 3, 4, г , 6, 11 и 14, следует принимать по заданию на проектирование на основании технологических решений.

При шаге балок 600 мм нагрузка на балку от полезной нагрузки будет 150*0,55=82,5 кг/м.п.

Сбор нагрузок:

Выше мы рассчитали нормативные нагрузки. Чтобы перевести нагрузки в расчётные их необходимо умножить на коэффициент надёжности по нагрузке согласно СП 20.13330.2016. Для деревянных конструкций коэффициент надёжности по нагрузке равен γ=1.1, для изоляционных и отделочных материалов, в том числе минеральной ваты и плит γ=1.3 (Таблица 7.1 СП 20.13330.2016), для равномерно-распределённой (полезной) коэффициент надёжности по нагрузке равен γ=1.3 (п.8.2.2 СП 20.13330.2016). Сбор нагрузок отразим в следующей таблице:

Расчёт на 1-е предельное состояние (на изгиб)

Расчёт на 1-е предельное состояние (расчёт на прочность конструкции), при обеспечении от потери устойчивости, производиться по расчётным нагрузкам согласно формулам 23 и 24 СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Устойчивость балок обеспечивается закреплением сверху OSB плиты (обязательно необходимо закрепить сверху лист OSB, который закрепит балки от поперечного смещения). В случае если закрепление балок не производиться, то балку проверяют по формуле 30 СП 64.13330.2017.

Проверка изгибаемых элементов (балок) производится по формуле 23 СП 64.13330.2017:

где M – максимальный изгибающий момент, действующий на балку

Wрасч – расчётный момент сопротивления поперечного сечения

W расч – расчётный момент сопротивления поперечного сечения

R и – расчётное сопротивление изгибу

Расчёт максимального изгибающего момента:

Для однопролётной балки при равномерно-распределённой нагрузке эпюра изгибающего момента будет следующая:

Максимальный изгибающий момент равен:

M max =ql 2 /8=153*5 2 /8=478 кг*м

Расчётный момент сопротивления поперечного сечения для прямоугольного сечения вычисляется по формуле:

W=b*h 2 /6=0.05*0.25 2 /6=0.0005208 м 3

где b=0,05м – ширина балки, h=0,25м – высота балки в метрах.

Расчётное сопротивление изгибу древесины определяется по формуле 1 СП 64.13330.2017. Подробнее как определить расчётное сопротивление для деревянных конструкций читайте . В нашем случае R и =10,017 МПа

Проверяем балку по формуле 23 СП 64.13330.2017:

M=478 кг*м=4.78 кН*м

W=b*h 2 /6=0.05*0.25 2 /6=0.0005208 м 3

M/W=4.78/0.0005208=9179 кПа=9,2 МПа, что меньше максимально допустимой 10,017 Мпа

Таким образом сечение балки удовлетворяет условиям прочности по изгибу.

Расчёт на 1-е предельное состояние (на скалывание)

Проверка изгибаемых элементов на скалывание выполняется по формуле 24 СП 64.13330.2017:

где Q – расчётная поперечная сила, определяется по эпюре напряжений балки (см. ниже);

S’ бр — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси, который равен произведению площади сдвигаемой части на расстояние от центра тяжести сдвигаемой части до нейтральной оси;

I бр — момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b рас — расчетная ширина сечения элемента (для нашего примера b рас =0,05м);

R CK — расчетное сопротивление скалыванию при изгибе, определяемое по формуле 1 СП 64.13330.2017 (см. статью Определение расчётного сопротивления). В нашем случае R CK =1.28МПа

Для однопролётной балки при равномерно-распределённой нагрузке эпюра поперечной силы приведена выше. Максимальная поперечная сила равна:

Q=ql/2=153*5/2=382.5 кг

где q – расчётная равномерно-распределённая нагрузка на балку (см. сбор нагрузок);

l – длина пролёта балки (в нашем примере l=5м).

Для прямоугольно сечения статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси равен:

S’ бр =bh²/8=0.05*0.25²/8=0.00039 м 3

Момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси для прямоугольного сечения равен:

I бр =bh 3 /12=0.05*0.253/12=0.0000651 м 4

Расчёт на 2-е предельное состояние (по деформациям)

Максимально-допустимый прогиб для балки согласно строке 2. Таблицы Д.1 СП 64.20.13330.2016.

Максимальный вертикальный прогиб для балок длиной:

В нашем случае при l=5 м максимальный прогиб равен f=l/200=5000/200=25 мм

Прогиб для шарнирно-опёртой балки с нагружением равномерно-распределённой нагрузкой максимальный вертикальный прогиб вычисляется по формуле:

l – длина пролёта;

E – модуль упругости древесины, равный 10ГПа (для сосны 1-го сорта);

I x – момент инерции поперечного сечения, для прямоугольного сечения равен:

I X =bh 3 /12=0.05*0.253/12=0.0000651 м 4

В нашем примере расчёт будет следующим:

У деревянных перекрытий присутствует эффект «батута» т.е. пол как-бы пружинит, но деформации всё равно находятся в пределах нормы. Однако если вы хотите снизить деформации, то сделать это можно повысив момент сопротивления поперечного сечения I x . Наибольший вклад в него вносит высота сечения, поэтому при подборе балок необходимо прежде всего стараться выбрать балку наибольшей высоты.

Подбор балок легче выполнить в

Для удобства подбора балки сделал таблицу подбора балок перекрытия из сосны 1-го сорта, при устройстве покрытия пола из ламината:

Шаг балок, мм	Сечение балки в мм при пролёте:
	3 м	4 м	5 м	6 м
300	25х150	50х150	40х200	50х250
400	40х150	40х200	50х250	50х250
500	50х150	50х200	50х250	75х250
550	50х150	50х200	50х250	—
600	50х150	50х200	60х250	75х250
700	40х200	50х250	60х250	100х250
800	40х200	50х250	75х250	100х250

Чтобы перекрыть пролёт более 6-ти метров нужно воспользоваться специальными балками, выпускаемые заводами, например двутавровыми деревянными балками, которые имеют большую высоту сечения.

Posted in Tagged

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.

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

• 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.

Таблица. Выбор шага балок

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.

На практике застройщики чаще всего используют более простой метод заделки без использования утеплителя и деревянного короба, закрывая лаги обрезками блоков или просто растровом.

Брусья перекрытия опирают на , 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.

Монтаж перекрытия методом врубки в стены

Вариант установки балок на «стульчиках»

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.

Если проектируется строительство двухэтажного или одноэтажного дома, но с подвалом или чердаком, необходимо правильно рассчитать и возвести межэтажные перекрытия. Рассмотрим этапы и нюансы выполнения перекрытия по деревянным балкам и выполним расчет сечений балок, обеспечивающих достаточную прочность.

Устройство межэтажных перекрытий нуждается в особом внимании, ведь выполненные «на глазок», они могут не выдержать приходящихся на них нагрузок и обрушиться, либо потребовать излишних, не мотивированных затрат. Поэтому нужно всесторонне обдумать и рассчитать один или несколько возможных вариантов. Окончательное решение можно принять, сравнив стоимость или доступность приобретения материалов.

Требования к межэтажным перекрытиям

Межэтажные перекрытия обязаны выдерживать постоянные и переменные нагрузки, то есть кроме собственного веса выдерживать вес мебели и людей. Они должны быть достаточно жёсткими и не допускать превышение максимального прогиба, обеспечивать достаточную шумо- и теплоизоляцию.

Удельные нагрузки от мебели и людей для жилого помещения принимаются согласно нормам. Однако если планируется установка чего-то массивного, например, аквариума на 1000 л или камина из натурального камня, это обязательно нужно учитывать.

Жесткость балок определяется расчётом и выражается в допустимом изгибе на длину пролёта. Допустимый изгиб зависит от вида перекрытия и материала покрытия. Основные предельные прогибы, определяемые СНиП, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Элементы конструкций	Предельные прогибы в долях пролёта, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий	1/250
2. Балки чердачных перекрытий	1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги	1/200
б) балки консольные	1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)	1/300
г) плиты	1/250
д) обрешётки, настилы	1/150
4. Несущие элементы ендов	1/400
5. Панели и элементы фахверха	1/250
Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта. 2. При наличии строительного подъёма предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Учтите, что напольное покрытие в виде керамической плитки или бетонной стяжки, склонной к растрескиванию, могут ещё более ужесточить требования по допустимому прогибу, особенно при достаточно длинных пролётах.

Чтобы снизить нагрузки на балки, следует при возможности располагать их параллельно коротким стенам, с одинаковым шагом. Максимальная длина пролёта при перекрытии их деревянными балками — 6 м.

Типы межэтажных перекрытий

По назначению перекрытия делятся на:

• межэтажные;
• чердачные;
• подвальные (цокольные).

Особенности их конструкции заключаются в допустимых нагрузках и устройстве паро- и теплоизоляции. Если чердак не предназначается для проживания или хранения массивных предметов, переменные нагрузки при расчёте прогиба можно уменьшить до 50-100 кг/м 2 .

Теплоизоляция между двумя жилыми этажами может показаться излишней, но шумоизоляция для большинства желательный параметр, а достигается это, как правило, одними и теми же материалами. Следует принимать во внимание, что чердачные и подвальные перекрытия нуждаются в более толстом слое теплоизоляционного материала. Плёночный материал для пароизоляции в чердачном перекрытии должен быть расположен под слоем утеплителя, а в подвальном — над ним. Для профилактики возникновения сырости и поражения конструкций грибком, все помещения должны быть оборудованы вентиляцией.

Варианты перекрытий: 1 — дощатый щит; 2 — пароизоляция; 3 — теплоизоляция; 4 — разреженный настил; 5 — доски; 6 — напольное покрытие

Конструкция перекрытий также может быть различной:

• с открытыми и скрытыми балками;
• с различными типами несущих балок;
• с разными материалами заполнения и обшивки перекрытия.

Скрытые балки зашиты с обеих сторон и не видны. Открытые — выступают из потолка и служат элементами декора.

На рисунке ниже показано, какой может быть структура перекрытия мансардного этажа со щитовым накатом и с подшивкой из досок.

а — со щитовым накатом; б — с подшивкой из досок; 1 — дощатый пол; 2 — полиэтиленовая пленка; 3 — утеплитель; 4 — пароизоляция; 5 — деревянные балки; 6 — черепные бруски; 7 — щитовой накат; 8 — отделка; 9 — подшивка из досок

Виды креплений и соединений деревянных балок

В зависимости от конструкции и материала несущих стен деревянные балки крепятся:

• в предусмотренные в кирпичной или блочной кладке гнёзда, заглубив брус или бревно не менее 150 мм, а доску не менее 100 мм;
• на предусмотренные в кирпичной или блочной кладке полочки (уступы). Применяется в случае, если толщина стены второго этажа меньше, чем первого;
• в вырезанные пазы в бревенчатых стенах на глубину не менее 70 мм;
• к брусу верхней обвязки каркасного дома;
• к металлическим опорам-кронштейнам, закреплённым на стенах.

1 — опора на кирпичную стену; 2 — раствор; 3 — анкер; 4 — изоляция толем; 5 — деревянная балка; 6 — опора на деревянную стену; 7 — болт

Если длины балки не хватает, можно её удлинить, соединив (срастив) по длине одним из известных способов с помощью деревянных штырьков и столярного клея. При выборе типа соединения руководствуйтесь направлением приложения нагрузки. Сращенные брусы желательно усилить металлическими накладками.

а — сжатие; б — растяжение; в — изгиб

О деревянных балках перекрытия

В строительстве используют балки прямоугольного, круглого или частично круглого сечения. Наиболее надежными являются пиломатериалы прямоугольного сечения, а остальные применяют в условиях отсутствия бруса или из соображений экономии, при наличии таких материалов в хозяйстве. Ещё большей прочностью обладают клееные материалы из древесины. Балки из клееного бруса или двутавра могут устанавливаться на пролёты до 12 м.

Самый недорогой и востребованный вид древесины — сосна, но используют также и другие породы хвойных — лиственницу, ель. Из ели делают перекрытия в дачных, небольших домиках. Лиственница хороша для строительства помещений с повышенной влажностью (баня, бассейн в доме).

Отличаются материалы также сортностью, которая влияет на несущую способность балок. Сорт 1, 2 и 3 (см. ГОСТ 8486-86) подходят для балок перекрытия, но 1 сорт для такой конструкции может быть излишне дорогим, а 3 сорт лучше использовать на небольших пролётах.

Расчет несущих балок

Для определения сечения и шага балок необходимо рассчитать нагрузку на перекрытие. Сбор нагрузок выполняют по методике и с учётом коэффициентов, изложенных в СНиП 2.01.07-85 (СП 20.13330.2011).

Расчет нагрузок

Общая нагрузка рассчитывается суммированием постоянной и переменной нагрузки, определённых с учётом нормативных коэффициентов. При практических расчётах сначала задаются определённой конструкцией, включающей и предварительную раскладку балок определённого сечения, а затем корректируют, исходя из полученных результатов. Так что на первом этапе выполните эскиз всех слоёв «пирога» перекрытия.

1. Собственная удельная масса перекрытия

Удельная масса перекрытия складывается из составляющих её материалов и делится на горизонтальную суммарную длину балок перекрытия. Для расчёта массы каждого элемента нужно рассчитать объём и умножить на плотность материала. Для этого воспользуйтесь таблицей 2.

Таблица 2

Наименование материала	Плотность или насыпная плотность, кг/м 3
Асбоцементный лист	750
Базальтовая вата (минеральная)	50-200 (от степени уплотнения)
Берёза	620-650
Бетон	2400
Битум	1400
Гипсокартон	500-800
Глина	1500
ДСП	1000
Дуб	655-810
Ель	420-450
Железобетон	2500
Керамзит	200-1000 (от коэффициента вспенивания)
Керамзитобетон	1800
Кирпич полнотелый	1800
Линолеум	1600
Опилки	70-270 (от фракции, породы дерева и влажности)
Паркет, 17 мм, дуб	22 кг/м 2
Паркет, 20 мм, щитовой	14 кг/м 2
Пенобетон	300-1000
Пенопласт	60
Плитка керамическая	18 кг/м 2
Рубероид	600
Сетка проволочная	1,9-2,35 кг/м 2
Сосна	480-520
Сталь углеродистая	7850
Стекло	2500
Стекловата	350-400
Фанера клееная	600
Шлакоблок	400-600
Штукатурка	350-800 (от состава)

Для древесных материалов и отходов плотность зависит от влажности. Чем выше влажность — тем тяжелее материал.

К постоянным нагрузкам относятся и перегородки (стены), удельный вес которых принимается ориентировочно 50 кг/м 2 .

Обстановка комнаты, люди, животные — всё это переменная нагрузка на перекрытие. Согласно табл. 8.3 СП 20.13330.2011, для жилых помещений нормативная распределённая нагрузка составляет 150 кг/м 2 .

Суммарная нагрузка не определяется простым сложением, необходимо принять коэффициент надёжности, который по тому же СНиП (п. 8.2.2) составляет:

• 1,2 — при удельной массе меньше 200 кг/м 2 ;
• 1,3 — при удельной массе больше 200 кг/м 2 .

4. Пример расчета

В качестве примера возьмём комнату длиной 5 и шириной 3 м. Через каждые 600 мм длины положим балки (9 шт.) из сосны сечением 150х100 мм. Перекроем балки доской толщиной 40 мм и настелим линолеум толщиной 5 мм. Со стороны первого этажа зашьём балки фанерой толщиной 10 мм, а внутри перекрытия уложим слой минеральной ваты толщиной 120 мм. Перегородки отсутствуют.

1 — балка; 2 — доска; 3 — утепленный линолеум 5 мм

Расчет постоянной удельной нагрузки на площадь комнаты (5 х 3 = 15 м 2) приведен в таблице 3.

Таблица 3

Расчетная нагрузка на балку (qр) — 250 х 0,6 м = 150 кг/м (1,5 кг/см).

Расчёт допустимого прогиба

Принимаем допустимый прогиб межэтажного перекрытия — L / 250, т. е. для трёхметрового пролёта максимальный прогиб не должен превышать 330 / 250 = 1,32 см.

Так как балка обоими концами лежит на опоре, расчёт максимального прогиба ведётся по формуле:

• h = (5 х qр х L4) / (384 х E х J)

L — длина балки, L = 330 см;

Е — модуль упругости, Е = 100 000 кг/см 2 (для древесины вдоль волокон по СНиП);

J — момент инерции, для бруса прямоугольного сечения J = 10 х 153 / 12 = 2812,5 см 4 .

Для нашего примера:

• h = (5 х 1,5 х 3304) / (384 х 100000 х 2812,5) = 0,82 см

Полученный результат по сравнению с допустимым прогибом имеет 60% запас, что представляется чрезмерным. Следовательно, расстояние между балками можно увеличить, снизив их количество и повторить расчёт.

В заключение предлагаем посмотреть видео о расчёте перекрытия по деревянным балкам с помощью специальной программы:

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 .

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.

Вам также может быть интересна статья о расчёте количества необрезной и обрезной доски в кубе:

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

Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, см 2 , при числе стержней									Масса 1 пог.м, кг	Диаметр, мм
Проволочная и стержневая арматура
Семипроволочные канаты класса К-7

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.

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.