Деревянный двутавр для перекрытий расчет нагрузки, статья

Пример расчета деревянного перекрытия

Основной задачей расчета деревянного перекрытия является подбор сечения и шага деревянных балок. Шаг деревянных балок обычно принимают 0.5-1.5м, а сечение приходится рассчитывать. Непосредственно этой задачей мы и будем заниматься в данном примере.

Расчет перекрытия будем вести между 1-ым и 2-ым этажами. Зададимся исходными данными.

1. Размер перекрытия 4х6 м (балки располагаем по стороне 4 метра)2. Шаг балок – 0.6 м3. Порода древесины – сосна4. Сорт древесины – 2 сорт5. Состав перекрытия:

a. Балка перекрытия (для примерного подсчета нагрузки от собственного веса возьмем сечение 200х100)b. Черепной брусок 40х40 (крепим к балке перекрытия)c. Щит наката толщиной 20 ммd. Шумоизоляция толщиной 140 мм (пусть плотность равна 100 кг/м3)e. Черновой пол толщиной 50 мм

f. Чистовой пол толщиной 15 мм

Для начала соберем распределенную нагрузку на балку.

Сбор нагрузок на балку

Все постоянные и временные нагрузки на балку сведем в таблицу:

Сперва найдем все нормативные нагрузки на площадь (кг/м2) – столбец №3.

3.1 Для определения нормативной нагрузки в кг/м2 для балок перекрытия воспользуемся следующим методом: найдем массу всех балок перекрытия и разделим на площадь, которую они перекрывают (4,8х4м).Масса одной балки – 0.2м * 0.1м * 4м * 500 кг/м3 = 40 кгМасса всех балок – 40 кг * 9 шт = 360 кгНормативная нагрузка в кг/м2 от балок перекрытия – 360 кг / 4,8м / 4м = 18,75 кг/м2

3.2 Для определения нагрузки от черепного бруска воспользуемся тем же методом:Масса одного бруска – 0,04м * 0,04м * 4м * 500 кг/м3 = 3,2 кгМасса всех брусков – 3,2 кг * 18 шт = 57,6 кгНормативная нагрузка в кг/м2 от черепного бруска – 57,6 кг / 4,8м / 4м = 3 кг/м2

Для определения нормативной нагрузки на площадь, зная плотность материала и его толщину, можно просто перемножить эти два значения, что мы и сделаем для 3, 4, 5 и 6 пунктов:

3.3 Щит наката – 0,02 м * 500 кг/м3 = 10 кг/м23.4 Шумоизоляция – 0,14 м * 100 кг/м3 = 14 кг/м23.5 Черновой пол – 0,05 м * 500 кг/м3 = 25 кг/м23.6 Чистовой пол (паркет) – 0,015 м * 650 кг/м3 = 9,75 кг/м23.7 Полезную нагрузку на перекрытие 2-ого этажа найдем в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» таблица 8.3. Нормативное значения равномерно распределенной нагрузки будет как для квартир жилых зданий и равна 1,5 кПа или 150 кг/м2.

Запишем все полученные значения в 3-ий столбец таблицы.

После того, как нашли нагрузку на площадь – переведем ее в нагрузку на погонный метр балки. Сделать это легко, нужно просто умножить нагрузку на площадь (столбец №3) на грузовую ширину балки 0,6м (шаг между балками).

4.1 Балки перекрытия – 18,75 кг/м2 * 0,6 м = 11,25 кг/м4.2 Черепной брусок – 3 кг/м2 * 0,6 м = 1,8 кг/м 4.3 Щит наката – 10 кг/м2 * 0,6 м = 6 кг/м 4.4 Шумоизоляция – 14 кг/м2 * 0,6 м = 8,4 кг/м 4.5 Черновой пол – 25 кг/м2 * 0,6 м = 15 кг/м 4.6 Чистовой пол (паркет) – 9,75 кг/м2 * 0,6 м = 5,85 кг/м 4.7 Полезная нагрузка – 150 кг/м2 * 0,6 м = 90 кг/м

Так же сведем все полученные значения в 4-ый столбец таблицы и просуммируем их, для дальнейшего определения прогиба данной балки.

Далее, руководствуясь разделами 7 и 8 СП 20.13330.2016, расставим коэффициенты надежности по нагрузке (чем меньше вероятность точного подсчета нагрузки, тем больше коэффициент надежности по нагрузке).

Для заполнения 6-ого столбца таблицы перемножим 3-ий и 5-ые столбцы.Для заполнения 7-ого столбца таблицы перемножим 4-ый и 5-ые столбцы.Значения в 7-ом столбце просуммируем для дальнейшего расчета на прочность.

Все эти нагрузки Вы также могли бы посчитать в нашем калькуляторе по сбору нагрузок на балку.

Как видно на рисунке – наша посчитанная расчетная нагрузка 174,96 кг/м практически совпадает с нагрузкой в калькуляторе 172,5 кг/м.

Расчет балки на прочность

При расчете балки на прочность будем руководствоваться СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» и основная наша формула будет выглядеть следующим образом:

Формула говорит о том, что максимально изгибающий момент в балке M, деленный на момент сопротивления сечения Wрасч, должен быть не более расчетного сопротивления дерева на изгиб Rи.Зная M и Rи мы найдем Wрасч, а зная Wрасч, мы сможем найти геометрические размеры сечения нашей балки.Максимальный изгибающий момент M в нашем случае мы можем найти по простой формуле:

M = q * L * L / 8

где q – расчетная нагрузка на метр балки (174,96 кг/м)L – пролет балки (по факту он будет чуть-чуть меньше наших 4 метров за счет величины опирания балки, но мы будем принимать 4 м)

M = 174,96 кг/м * 4м * 4м / 8 = 349,92 кг*м или 3499200 Н*мм

Также максимальный момент можно рассчитать у нас в калькуляторе балки.

Расчетное сопротивление дерева на изгиб Rи найдем по формуле

Сильно вникать в формулу не будем, но если кратко, то берется расчетное сопротивление в идеальных условиях и умножается на ряд коэффициентов, которые чаще всего уменьшают нам расчетное сопротивление. В нашем случае, согласно пунктов 6.1 и 6.9 СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», мы умножаем на следующие коэффициенты:

Mдл = 0.66 – коэффициент, характеризующий режим работы балки (для совместного действия постоянной и кратковременной нагрузки).Mв = 0.9 – нормальные условия эксплуатации (влажность древесины меньше 12%, максимальная относительная влажность воздуха при 20 градусах – 65%)Mт = 0,85 – для температуры воздуха в эксплуатируемом помещении 22 градусаMсс = 0,9 – для срока службы сооружения 75 летПо таблице 3 данного СП расчетное сопротивление для 2 сорта древесины равно 19,5 МПа. Умножим это сопротивление на вышеперечисленные коэффициенты.

Rи = 19,5 Мпа * 0,66 * 0,9 * 0,85 * 0,9 = 8,86 Мпа

8,86 Мпа – это то сопротивление, которое мы дальше будем принимать в расчетах.

Зная максимально изгибающий момент М и расчетное сопротивление дерева на изгиб Rи, найдем момент сопротивления сечения Wрасч как для прямоугольного сечения:

Wрасч ≥ М / Rи = 3499200 Н*мм / 8,86 Мпа = 394943 мм3

Зная формулу момента сопротивления W, можем задать ширину либо высоту сами и найти неизвестную величину, либо задать отношение высоты к ширине и решить уравнение.

W = b * h * h / 6;

Где b – ширина сечения, h – высота сечения

Рассмотрим 1-ый вариант и зададим ширину сечения b= 75 мм.

h ≥ корень(6 * Wрасч / b)h ≥ корень (6 * 394943 мм3 / 75 мм) = 177,75 мм

Принимаем h = 200 мм. Следовательно, имеем сечение 200х75 мм, которое проходит по прочности. Для интереса можем узнать момент сопротивления в этом калькуляторе

Как видно на рисунке, полученное значение 500 000 мм3 получилось больше нашего расчетного 394 943 мм3, а значит, мы все сделали правильно!

Конечно же, у нас был и калькулятор расчета балки на прочность, в котором можно сразу получить ответ. Давайте же проверим результат и там:

Прочность на рисунке обеспечена с небольшим запасом, как и у нас в расчете.Далее рассчитаем данное сечение на прогиб.

Расчет балки на прогиб

Если балка проходит по прочности, это совсем не значит, что она проходит по прогибу. Может получиться так, что балка сильно провисла, но прочность свою не потеряла, но из-за большого прогиба, человек будет крайне некомфортно себя чувствовать в таком помещении. Поэтому (и не только) прогибы не должны превышать значений, установленных в СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Придерживаться будем таблице Д.1 из вышеуказанного СП:

Для балок пролетом 3 метра максимальный прогиб L/150, а для балок пролетом 6 метров – L/200. Методом интерполяции найдем отношение для нашей балки (4 метра).

150 + (4-3)/(6-3)*(200-150) = 167

А, значит, максимальный прогиб = L/167 = 4000 / 167 = 23,95 мм.

Теперь найдем фактический прогиб нашей балки от нормативной нагрузки на метр, которая у нас получилась 138,3 кг/м, по следующей формуле:

f = 5*q*L*L*L*L/384/E/I

где q = 138,3 кг/м или 1,383 Н/ммL = 4000 ммE – модуль упругости дерева 10000 МпаI – момент инерции прямоугольного сечения (b*h*h*h/12 = 75*200*200*200/12 = 50000000 мм4, также это значение можно найти в калькуляторе моментов инерции)

f = 5 * 1,383 Н/мм * 4000 мм * 4000 мм * 4000 мм * 4000 мм / 384 / 10000 Мпа / 50000000 мм4 = 9,22 мм

Получаем, что фактический прогиб 9,22 мм меньше предельного прогиба 23,95 мм, а, значит, балка сечением 200х75 мм проходит по прогибу.Прогиб балки проверим еще у нас в расчете:

Прогиб в программе (9,77 мм) почти совпал с посчитанным прогибом (9,22 мм).

Вывод.Деревянная балка сечением 200х75 мм проходит как по прочности, так и по прогибу.В ближайшее время еще сделаю онлайн расчет по расчету/подбору балок для деревянного перекрытия, так что подписывайтесь на обновления и не забывайте поблагодарить автора, мне это будет очень приятно.

Рассчитать балку на прогиб калькулятор. Какой длины нужны балки? Ключевые особенности деревянных двутавров

На сегодняшний день все чаще и чаще при возведении домов стали использовать каркасный тип строительства. Он предполагает под собой сборку из уже готовых деталей конструкции, производство, которого осуществляется на заводе. Но сегодня произвести подобные изделия можно даже в домашних условиях. Их монтаж очень прост и не занимает много времени, зато полученное основание для пола получается прочным и эстетичным.

Для двутавровой балки характерно наличие двух элементов, которые расположены в форме двух диаметрально противоположных букв Т. Если вы решили изготовить такую конструкцию в домашних условиях, то стоит задействовать для этих целей клееный брус.

На видео - расчет деревянных двутавровых балок перекрытия:

Как использовать сухую дубовую обрезную доску в целях балок можно из данной

Теперь можно переходить к расчетам нагрузки на перекрытие. На представленную конструкцию воздействует нагрузка его собственной массы, эксплуатационная нагрузка, которая включается в себя массу мебели, пола, элементов обихода.

Рассмотрим расчетные мероприятия на таком примере: чердачное помещение, утепленное легким материалом, имеется легкая подшивка, может выдерживать нагрузки собственной массы 50 кг/м2. Для определения эксплуатационной нагрузки необходимо воспользоваться нормативными документами. Если чердачное перекрытие сделано из деревянных основных материалов и легким теплоизолятором, то нагрузка согласно СНИП2.01.07-85 будет соответствовать: 70*1,3=90 кг/м². 70 кг/м². В результате удалось получить нагрузку с учетом нормативов. В формуле присутствует коэффициент запаса, равный 1,3.

Для вычисления общей нагрузки необходимо сложить такие цифры: 50+90=140 кг/м². Чтобы быть уверенным надежности полученного значения его стоит округлить в большую сторону. В таком случае общая нагрузка будет составлять 150 кг/м2.

О том сколько стоит доска обрезная 50х150х6000 для использования в виде балок можно узнать из данной

В том случае, когда помещение будет использоваться интенсивно, необходимо увеличить нормативное значение нагрузки. Для этих целей расчет имеет следующий вид: 50+150*1,3=245 кг/м². После округления принимает 250 кг/м2. Если при изготовлении балки применяли более тяжелые материалы, то это также нужно учитывать при расчете.

Когда на чердаке будет происходить обустройство мансарды, то учитывать следует вес пола и мебели. В таком случае общая нагрузка может достичь 400 кг/м2.

Как использовать доску обрезную размером 40х150х6000 и какова её цена можно узнать

Цены

Приобрести такое изделие можно в любом строительном магазине. Его цена не такая высокая, она составит 200 -250 рублей за единицу.

Оптимальных параметров жесткости перекрытий в современном строительстве добиваются за счет монтажа двутавровых балочных конструкций, имеющих поперечное сечение в виде буквы H. Металлический двутавр давно известен отечественным строителям, а вот двутавровая деревянная балка пока еще вызывает определенные опасения. Какие преимущества существуют у применения этого стройматериала, есть ли нюансы по его монтажу и возможно ли изготовить столь ответственный конструктивный элемент своими руками?

Универсальный стройматериал – клеедеревянная двутавровая балка

Ключевые особенности деревянных двутавров

Основная весовая нагрузка при эксплуатации сооружения любого типа ложится на межэтажные, цокольные и чердачные перекрытия. Их несущие элементы должны гарантированно выдерживать постоянные и переменные нагрузки, включающие их собственный вес, а также вес людей и мебели.

На первый взгляд, сборные деревянные конструкции по прочности не могут конкурировать с железобетоном или металлом, но практика и расчет доказывают обратное.

Производство двутаврового элемента из дерева

Двутавровое сечение деревянной балки получается в результате комбинации трех элементов – двух полок, обычно изготавливаемых из столярного леса, и стойки из ориентировано-стружечной плиты. Нередко материалом для полок служит сосновая доска либо брус LVL (склеенный из нескольких слоев хвойного шпона пиломатериал, отличающийся от фанеры и массива древесины высокой устойчивостью к горизонтальным нагрузкам).

Чтобы повысить рабочие качества древесины и предотвратить гниение, изготовитель ее высушивает в несколько этапов, а для защиты от насекомых и повышения пожаробезопасности обрабатывает продукцию антисептиком и антипиреном.

Части двутавра соединяются между собой двойным шипом на специальных прессах с использованием водостойкого клея. Такая технология производства дает возможность:

получить более высокую прочность изделия на изгиб (в сравнении с массивными балками прямоугольного сечения);
избежать недостатков, присущих древесине – усушки, усадки, появления скрипов, сдвигов и трещин.

Производство балки-двутавра из дерева

По готовности балки ее могут усилить дополнительными накладками – ребрами жесткости. Таким образом, несущая способность клееного деревянного двутавра при равных площадях сечения превышает аналогичный показатель других систем, применяемых в малоэтажном и коттеджном строительстве.

Область применения и сортамент балок-двутавров

Сегодня двутавровые балки из дерева главным образом задействуются в каркасном производстве домов. В каменных постройках такой стройматериал также применяется все активнее, поскольку с его помощью можно быстро провести следующие работы:

обустройство всех видов перекрытий, а также стропильной конструкции кровли;
монтаж бесшумных полов, межкомнатных перегородок;
создание высококачественной монолитной опалубки под бетонный фундамент;
всевозможные реконструкции – замена балок перекрытия, подъем уровня пола;
возведение дополнительных помещений – мансард, беседок, террас и т. д.

Виды lдеревянных двутавров

Чтобы удовлетворить растущий спрос, производители разработали достаточно широкий ассортимент, позволяющий легко подобрать нужный размер и характеристики балок либо стоек:

БДК – балка двутавровая клееная, предназначенная для использования в коротких пролетах;
БДКУ – балка усиленная, отличается увеличенной шириной полки и применяется на длинных пролетах;
БДКШ – балка широкая, предназначена для использования в крайне нагруженных конструкциях, стропильных системах или на сверхдлинных пролетах;
СДКУ – стойка усиленная, используется как основа стенового каркаса;
СДКШ – стойка широкая, применяется в монтаже стеновых панелей.

Об использовании в качестве конструктивного материала бруса ЛВЛ покупатель информируется литерой Л в маркировке. Также здесь указываются геометрические размеры сечения, важные для определения несущей способности деревянной двутавровой балки перекрытия.

Окрашенные балки для полов и перекрытий

Как определить требуемые размеры клееной балки

Подбор сечения «на глазок» недопустим, так как несущие конструкции могут не выдержать нагрузки и деформироваться либо обрушиться. Расчет параметров деревянной двутавровой балки для перекрытия капитальных сооружений лучше доверить инженеру, способному учесть условия эксплуатации и особенности работы.

Самостоятельные вычисления осложнены тем, что регламентирующие их документы имеют множество поправок и обновленных требований, разобраться в которых непросто.

Приведенные в открытых источниках данные могут быть устаревшими, а актуальная информация зачастую закрыта от бесплатного доступа.

Межэтажное перекрытие из балок

Рассчитывать «на коленке» допускается только конструктивные части подсобных помещений небольшой площади. При упрощенных вычислениях важно учитывать нормативную нагрузку, шаг укладки балок и размер перекрываемого пролета. Примерные значения нагрузки на перекрытие выглядят таким образом:

для перекрытия неэксплуатируемого чердака постоянная нагрузка принимается в пределах 50 кг/м2, а эксплуатационная – 90 кг/м2, следовательно, общая расчетная нагрузка составляет 130 кг/м2 (с округлением в большую сторону 150 кг/м2);
в случае интенсивного использования чердачного пространства эксплуатационная нагрузка должна быть увеличена до 195 кг/м2, а значит, ее суммарный показатель будет равен 245 кг/м2 (для увеличения запаса прочности он увеличивается до 250);
при использовании чердачного пространства в качестве мансарды дополнительно учитывается вес полов, перегородок, мебели и, как результат, общая расчетная нагрузка должна составлять не менее 300 кг/м2;
межэтажное деревянное перекрытие также включает свою конструкцию полы, а его эксплуатационная нагрузка состоит из веса людей и предметов быта, поэтому ее значение не может быть меньшим, чем 400 кг/м2.

Зная необходимую длину балки и действующую на нее нагрузку, по таблицам можно определить необходимый размер сечения.

Таблица подбора сечения двутавровой балки для междуэтажного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Таблица подбора сечения двутавровой балки для чердачного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Плюсы и минусы использования Н-образных балок из ОСП

Какие выгоды можно получить, заменив в строительном проекте обычные балки на деревянные двутавровые? Из-за малого веса конструкций (6-метровая балка весит около 6 кг) на первый план выступает существенное облегчение транспортировки и монтажа. Как следствие, уменьшаются сроки ведения работ и снижаются затраты. Установка такого стройматериала не требует применения тяжелой спецтехники, и монтаж осуществляется стандартным плотницким инструментом.

К плюсам использования Н-образных балок также можно отнести:

высокие прочностные характеристики, позволяющие перекрывать длинные пролеты (до 8–12 м) без использования промежуточных опор;
многообразие типоразмеров, стабильность форм и геометрических параметров;
отсутствие недостатков, присущих естественной древесине;
экономия жилого пространства за счет прокладки скрытых коммуникаций в нишах двутавров;
минимизация риска появления мостиков холода – дерево имеет низкую теплопроводность и теплоемкость.

Сравнительная таблица различных систем перекрытий

Перекрытия из досок, конечно, выигрывают у двутавровых по цене, однако необходимость создания частой обрешетки, опорных элементов, а также периодические ремонты усложняют их эксплуатацию и в результате могут свести полученную экономию к нулю.

Кроме высокой стоимости деревянных двутавров, из реального опыта выплывает и другой их недостаток – риск приобрести контрафактную малонадежную продукцию, произведенную в кустарных условиях.

Изготовление балки в домашних условиях

Чтобы исключить возможность покупки недоброкачественного стройматериала, рекомендуется покупать балки у производителей или посредников с хорошей репутацией, либо попробовать сделать их самостоятельно. В отличие от металлических изделий, деревянные двутавровые балки перекрытия своими руками вполне могут быть выполнены с должным качеством, если предварительно ознакомиться с технологией и рядом нюансов промышленного производства.

Схема и размеры балок

Выбор и подготовка материала

Для изготовления опорных балочных элементов лучше выбирать клееный брус – его правильная геометрия способствует получению качественной заготовки.

Оптимально если он будет изготовлен из лиственницы, так как она при наборе влаги в процессе эксплуатации не теряет, а наоборот, набирает прочность, но можно использовать брус из любой хвойной породы. Его сечение определяется расчетом, но в любом случае не должно быть меньше 30х25 мм.

Вполне приемлемый по стоимости и характеристикам материал для стоек – многослойная фанера (для малонагруженных балок) или лист OSB (для возведения массивных сооружений). Толщина фанеры или ориентировано-стружечной плиты составляет 24–27 мм, и при необходимости плиту можно усилить дополнительными ребрами жесткости.

Готовый двутавр из дерева

Чтобы соединить заготовки, требуется подобрать клей для древесины на водной основе (для жилых помещений он должен быть нетоксичным, о чем свидетельствует маркировка ECO). Наибольшую статическую и динамическую прочность соединения обеспечивает полиуретановый и казеиновый состав. Перед обработкой материалы должны быть отбракованы, отшлифованы и высушены.

Нередко изготовление происходит прямо на стройке

Изготовление деталей и их сборка

Для изготовления двутавровой балки из дерева понадобятся следующие инструменты:

рулетка;
фрезерный станок (вариант – циркулярная, электро- или бензопила);
фрезерные диски нужной толщины, желательно, с трапециевидным профилем;
гидравлический пресс (или швеллер с хомутами).

Важнейшим технологическим этапом является разметка – от ее точности зависит долговечность и прочность изделия.

Нельзя допустить даже малейшего перекоса, поэтому выборка крепежной канавы должна вестись строго по осевой линии, проведенной при разметке. Глубина и ширина паза зависит от размеров бруса и ОСП и составляет примерно 10% от ширины стойки.

Схема сборки балки

Равномерным тонким слоем промазать контактные поверхности.
Приложить к заготовке стенки нижний и верхний брус.
Выровнять и прижать детали друг к другу.

Во избежание перекоса балки во время высыхания склеивание лучше проводить на пневмо- либо гидровайме, которую можно также заменить самодельным приспособлением – аналогом струбцины. Для этого необходимо подобрать швеллер по размерам планки, согнуть лист металла в нужную форму. После этого надо осторожно наложить с обеих сторон металлические детали на собранный двутавр и зафиксировать хомутами. Время выдержки балки зависит от вида клея.

Видео: Как сделать двутавр из дерева

Что необходимо знать о монтаже балок

Деревянная балка-двутавр готова к монтажу после покрытия антипиреновым и антисептическим составом и полного высыхания. Строителям, обустраивающим несложные перекрытия, необязательно владеть специальными навыками, чего нельзя сказать о возведении дома из деревянных двутавровых балок.

Для гарантии безопасности и надежности каркасное сооружение круглогодичного проживания лучше заказывать профильной компании-застройщику.

Нюансы укладки балок перекрытия

Для заведения балки в кирпичную или каменную стену еще на этапе ее кладки следует предусмотреть специальные ниши – гнезда.
Если стены выполнены из бруса либо бревна, эти отверстия в них вырубаются.
Вне зависимости от стенового материала дно гнезд необходимо устлать двойным слоем рубероида, а края балок (это касается только случая, когда их монтируют в кирпич или камень) обработать любым водоотталкивающим составом, например, битумом.
Длина опорного конца балки должна быть не меньше 150 мм.
Начинать установку лучше от края одной из стен, после этого перейти к монтажу промежуточных балок.
Монтажный шаг выверяется шаблоном, а с целью проверки горизонтальности установки необходимо использовать ватерпас.
Чтобы добиться горизонтальной поверхности, под опорные концы может потребоваться подложить деревянные плашки.
Каждую третью балку рекомендуется закреплять анкерами либо деревянными распорками.
Оставшиеся свободными полости в гнездах можно заполнить паропроницаемым утеплителем, например, минватой, либо залить строительным цементным раствором.
После того как балки надежно закреплены, их требуется обшить вагонкой, доской или гипсокартоном.

Балки перекрытия в кирпичной стене

Перечень основных шагов строительства каркасного дома

Технология, по которой строятся каркасные дома из фанеры и ОСП, называется канадской. Раньше в качестве несущих элементов использовали брус и доску, однако в настоящее время их все чаще заменяют двутавровыми балками. Канадский коттедж не нуждается в массивном основании, поэтому его обычно заменяют легким ленточным фундаментом.

Стропильная система из двутавровых балок

Общая последовательность сборки каркаса выглядит таким образом:

Установка на фундамент деревянной обвязки.
Монтаж цокольного перекрытия из двутавровых балок.
Крепление рядовых панелей и дверного блока непосредственно на балочное перекрытие.
Связывание панелей между собой полосами фанеры ФСФ толщиной 27 мм.
Монтаж межэтажного перекрытия поверх фанерной обвязки.
Строительство второго этажа из стеновых панелей и их обвязка.
Установка чердачного перекрытия, фронтонов, конька и стропил.
Утепление и проведение отделочных работ – обшивка каркаса, монтаж кровли и фасада.

Полученное жилье отличается легкостью и прочностью, а его строительство обходится дешевле, чем кирпичное здание той же площади. Однако есть и критические минусы: к качеству материалов должны предъявляться очень высокие требования, которым пока соответствует только отличающаяся дороговизной продукция мировых производителей – Nascor или Steiko. Дешевые аналоги ненадежны и зачастую представляют опасность для здоровья человека.

Схема строения каркасного дома

Обшитый каркас изнутри

Дом из деревянных двутавровых балок весьма уязвим относительно вандалостойкости – деревянные стены легко разрушаются бензопилой, и хозяевам здания важно обеспечить систему защиты придомового участка.

Впрочем, производители, стремясь к расширению рынка, постоянно развивают технологии, поэтому, скорее всего, каркасные дома в ближайшем будущем избавятся от этих недостатков.

Для обустройства перекрытий при строительства дома потребуются балки. В частном строительстве чаще всего используют деревянные варианты. Для выбора конкретных размеров требуется произвести расчет деревянных балок перекрытия.

Перекрытие по деревянным балкам. Фото

Какой длины нужны балки?

Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется несколькими моментами. Балки должны перекрывать пролет и иметь некоторый запас, чтобы можно было заделать их в стены. Если стены сделаны из кирпича или бетонных блоков, то углубление балок выполняется на 10 - 15 см. Нижняя граница для досок, верхняя для бруса. В стенах из дерева углубление делают на семь сантиметров.

В некоторых вариантах балки крепятся уголки, хомуты и другие приспособления. В таком случае длина деревянных балок перекрытия равна расстоянию от одной стены до другой. Иногда балки выводят на 30-50 см наружу и они участвуют в создании ската крыши.

Оптимальны балки из дерева для перекрытия расстояний от двух с половиной метров до четырех. Максимальная длина, которую может перекрыть такой элемент из дерева - 6 м. Далее прочность оказывается недостаточной. Для более длинных пролетов используют варианты из клееного бруса или ставят дополнительные опоры, например, колонны.

Как определить нагрузку?

На деревянные балки перекрытия постоянно воздействует нагрузка, складывающаяся из нескольких составляющих. Первым слагаемым является собственный вес всех деталей, составляющих перекрытие. Второе слагаемое - эксплуатационная нагрузка. Она бывает временной или постоянной. Точный расчет достаточно сложный, но вполне возможно применять упрощенный вариант формулы.

Если рассчитывается нагрузка для перекрытия чердака, в котором не будут что-либо хранить, то постоянная нагрузка принимается за 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка в таком варианте будет: 70*1,3=90 кг/м2. 70 - нормативное значение для данного чердака, 1,3 - коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка - сумма из двух названных, т.е. 50+90=130 кг/м2. Округляем и получаем 150 кг/м2.

Данные расчеты предполагают, что будет использоваться легкий утеплитель. Если же будут применяться материалы с большим весом или чердак будет активно использоваться для разных целей, то нормативная нагрузка, действующая на перекрытие повышается до 150 кг/м2. В этом случае 150*1,3+50=245 кг/м2. Данное значение можно округлить до 250 кг/м2.

При создании мансарды учитывается вес напольного покрытия и основы пола, мебели, людей. В результате нагрузка получается от 350 до 400 кг/м2.

Балки перекрытия: сечение и шаг

Когда значение длины балок известно и проведены расчеты общей нагрузки, то можно определить требуемое сечение этой детали и шаг монтажа, который должен использоваться.

При расчете деревянных балок перекрытия учитывается, что оптимальным вариантом сечения является прямоугольное. Высота и ширина должны иметь соотношение 1,4:1.

Ширина балок варьируется от 4 см до 20, а высота от 10см до 30. Высоту стараются выбрать такую, чтобы было удобно укладывать утеплитель.

На сечение балок деревянного перекрытия влияет и такой показатель, как шаг, с которым они укладываются. Обычно шаг балок деревянного перекрытия находится в диапазоне от 60 см до 1м. но может изменяться в меньшую сторону до 30 см и в большую до 1,2 м. Иногда шаг подбирают по ширине плиты теплоизоляционного материала. В каркасных постройках его привязывают к шагу каркасных стоек для обеспечения максимальной жесткости.

Для проверки и расчетов подходят онлайн-калькуляторы, которые широко представлены в интернете.

Экономичный вариант перекрытия

Экономичным называется перекрытие, состоящее из деревянных щитов . Эти детали бывают с обшивкой с одной или с двух сторон. Они соединены с каркасом , что помогает им хорошо выдерживать все нагрузки вертикального характера. Щиты являются несущими только тогда, когда они надежно соединяются с каркасными досками. Доски повернуты ребрами к щитам и соединяются именно этими поверхностями. Поскольку ребра из досок и обшивка прочно соединены в единую конструкцию, они имеют несущую способность не меньше, чем деревянные балки перекрытия.

Отличным материалом для обшивки являются строительная фанера и плиты ДСП . Применяются и обычные доски , но они не создают перекрытие, обладающее высокими несущими характеристиками. При их применении получается значительное количество швов, имеющих одно направление.

Не могут быть дополнительными несущими элементами и гипсокартонные плиты, а также столярные и цементостружечные плиты. Рациональность их использования невелика еще и потому, что они стоят дороже, чем ДСП и фанера.

Звукоизоляция перекрытий

Обычно производится утепление перекрытий по деревянным балкам, но межэтажные перекрытия не требуют высокого уровня теплоизоляции. Уровень звукоизоляции является более важным показателем в данном случае. Высокая прочность перекрытий не всегда сочетается с необходимыми показателями шумозащиты. Нередко балки перекрытия в деревянном доме приходится дополнительно изолировать , чтобы избавиться от проникающих звуков. Особенно сложно приходится проектировщикам сборных домов. Им необходимо совместить два направления. Необходимо создать конструкцию, которая будет отличаться высокой прочностью и выдерживать значительные нагрузки. При этом в ней должны быть «мягкие» элементы, поглощающие звуковые волны. Именно они создают наилучшую звукоизоляцию.

Балки, заполненные шлаком или керамзитом, не соответствуют современным нормам. Они не подходят ни по уровню гидроизоляции, ни по технологическим особенностям создания.

Современные нормы содержат требования по сокращению количества ударных шумов, которые могут пропускаться перекрытием. При этом шумозащита должна повышаться даже в ущерб несущей способности конструкции. В результате были созданы новые варианты, объединяющие показатели.

Стали использоваться пружинные скобы . Они разъединяют нижнюю обшивку и балки, благодаря чему ударные шумы передаются меньше и быстрее гасятся.

Улучшить звукоизоляцию помогают и специальные утяжелители внутри конструкции. Для этой цели используют песок и прочие материалы, уменьшающие звукопередачу.

Поскольку песок материал сыпучий, то с этим связан его основной недостаток. При свободной отсыпке в пространство перекрытия он может просыпаться вниз через щели между плитами. Чтобы этого избежать, пространство застилают пленкой или используют специальные маты, состоящие из двух слоев пленки и песка между ними.

Вместо песка могут быть использованы плиты на цементной основе . Основной их недостаток - высокий вес. В результате необходимо увеличивать прочность балок, что делает конструкции менее экономичными.

Невозможно обеспечить высокую звукоизоляцию для открытого снизу перекрытия. Если балки снизу не обшиваются, а внутрь не закладываются изолирующие материалы, то уровень проникновения шумов будет достаточно высокий.

Защита балок от влаги и прочих внешних воздействий

Специальная защита от влаги и климатических воздействий балкам перекрытия в деревянном доме не требуется. Все конструкции мансарды, чердачное перекрытие по деревянным балкам, деревянные элементы наружной стены надежно защищены в том случае, если кровля выполнена правильно и не протекает.

Защищать древесину перекрытий специальными средствами требуется только в том случае, если перекрытие располагается над влажной зоной . Это может быть ванная комната, баня, прачечная и любое другое помещение с высокой влажностью. Вентиляция для перекрытий не требуется.

Для защиты любых конструкций достаточно стандартной обработки. Открытые балки или другие виды невентилируемых перекрытий можно обработать лакокрасочными материалами. Специальные химические средства для обработки не нужны.

Защита деревянных перекрытий от огня

Строительные материалы должны отвечать нормам пожарной защиты . Все материалы разделяют на две группы: горючие и негорючие. Конструкции бывают полуогнестойкие и огнестойкие. Первые только задерживают распространение огня, снижают скорость возгорания. Вторые же не горят, поэтому не дают огню распространяться.

Деревянный двутавр для перекрытий расчет нагрузки. Балки перекрытия: сечение и шаг. Плюсы и минусы использования Н-образных балок из ОСП

03.05.2018

Перекрытие по деревянным балкам. Фото

Какой длины нужны балки?

Как определить нагрузку?

Общая расчетная нагрузка - сумма из двух названных, т.е. 50+90=130 кг/м2. Округляем и получаем 150 кг/м2.

Балки перекрытия: сечение и шаг

Для проверки и расчетов подходят онлайн-калькуляторы, которые широко представлены в интернете.

Экономичный вариант перекрытия

Звукоизоляция перекрытий

Защита балок от влаги и прочих внешних воздействий

Защита деревянных перекрытий от огня

В жилом строительстве эти нормы должны соблюдаться максимально полно. Чтобы обеспечивать максимальную безопасность . В частности перекрытия, которые расположены в семи метрах над землей должны противостоять огню не менее, чем полчаса.

Поскольку для перекрытий часто используется дерево, то рекомендуется использовать цельную древесину . Если же применяются другие древесные материалы, то они должны обладать определенным уровнем плотности. Нередко дерево обрабатывают специальными веществами, придающими огнестойкость горючему материалу.

Когда проектируется конструкции с открытыми балками , то следует учитывать воздействие огня с нескольких сторон.

Для выявления устойчивости конструкции к огню используют специальные значения. Например, для хвойной древесины скорость выгорания принята за 0,8мм в секунду.

Рассчитывая конструкции с открытыми балками, учитывают необходимый уровень огнестойкости. Когда высота задается параметрами утеплителя, повышают ширину балок для увеличения времени задержки огня.

Вопросы к пожарной безопасности, также как и к шумозащите, еще имеются. Их продолжат решать в ближайшее время все заинтересованные стороны.

Несущая способность балок: способы повышения

Чтобы повысить несущие характеристики балок, используется несколько способов. Во-первых, крепятся накладки из досок , увеличивающие сечение.

Во-вторых, на балке можно закрепить П-образный профиль из металла. Это также увеличивает ее жесткость и прочность.

В-третьих, сокращается шаг между балками, т.е. они укладываются гораздо чаще, чем требуется. Это дает определенный запас прочности и дает свободу действий без беспокойства о надежности конструкции.

Периодически состояние перекрытий надо проверять. Поврежденные балки заменяют или ремонтируют с помощью накладок. Разрушают их вредители. Влага совместно с гниением.

Двутавровые балки перекрытия

Современные двутавровые балки перекрытия деревянные изготавливаются из нескольких материалов. Для их производства используют брус, плиты OSB и хвойные породы дерева. Эти балки обладают множеством положительных характеристик. Они экологичны, поскольку производятся исключительно из материалов, не выделяющих вредных веществ. Служат двутавровые балки долго, а благодаря особой форме и надежно. Они отличаются уникальным сочетанием небольшого веса и высокой прочности. Эти балки не изменяют свои геометрические параметры и не деформируются. Их легко применять, поскольку все поверхности тщательно выверены, а все элементы имеют одинаковые параметры.

Двутавровые балки перекрытия деревянные. Фото

Цены на двутавровые балки зависят по большей части от двух характеристик. Первая - площадь сечения , а конкретно, высота балки. Вторая - материалы , из которых изготовлены полки.

Универсальный стройматериал – клеедеревянная двутавровая балка

Ключевые особенности деревянных двутавров

Производство двутаврового элемента из дерева

получить более высокую прочность изделия на изгиб (в сравнении с массивными балками прямоугольного сечения);
избежать недостатков, присущих древесине – усушки, усадки, появления скрипов, сдвигов и трещин.

Производство балки-двутавра из дерева

Область применения и сортамент балок-двутавров

обустройство всех видов перекрытий, а также стропильной конструкции кровли;
монтаж бесшумных полов, межкомнатных перегородок;
создание высококачественной монолитной опалубки под бетонный фундамент;
всевозможные реконструкции – замена балок перекрытия, подъем уровня пола;
возведение дополнительных помещений – мансард, беседок, террас и т. д.

Виды lдеревянных двутавров

БДК – балка двутавровая клееная, предназначенная для использования в коротких пролетах;
БДКУ – балка усиленная, отличается увеличенной шириной полки и применяется на длинных пролетах;
БДКШ – балка широкая, предназначена для использования в крайне нагруженных конструкциях, стропильных системах или на сверхдлинных пролетах;
СДКУ – стойка усиленная, используется как основа стенового каркаса;
СДКШ – стойка широкая, применяется в монтаже стеновых панелей.

Окрашенные балки для полов и перекрытий

Как определить требуемые размеры клееной балки

Межэтажное перекрытие из балок

для перекрытия неэксплуатируемого чердака постоянная нагрузка принимается в пределах 50 кг/м2, а эксплуатационная – 90 кг/м2, следовательно, общая расчетная нагрузка составляет 130 кг/м2 (с округлением в большую сторону 150 кг/м2);
в случае интенсивного использования чердачного пространства эксплуатационная нагрузка должна быть увеличена до 195 кг/м2, а значит, ее суммарный показатель будет равен 245 кг/м2 (для увеличения запаса прочности он увеличивается до 250);
при использовании чердачного пространства в качестве мансарды дополнительно учитывается вес полов, перегородок, мебели и, как результат, общая расчетная нагрузка должна составлять не менее 300 кг/м2;
межэтажное деревянное перекрытие также включает свою конструкцию полы, а его эксплуатационная нагрузка состоит из веса людей и предметов быта, поэтому ее значение не может быть меньшим, чем 400 кг/м2.

Таблица подбора сечения двутавровой балки для междуэтажного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Таблица подбора сечения двутавровой балки для чердачного перекрытия жилого здания с шагом 500 мм

Плюсы и минусы использования Н-образных балок из ОСП

К плюсам использования Н-образных балок также можно отнести:

высокие прочностные характеристики, позволяющие перекрывать длинные пролеты (до 8–12 м) без использования промежуточных опор;
многообразие типоразмеров, стабильность форм и геометрических параметров;
отсутствие недостатков, присущих естественной древесине;
экономия жилого пространства за счет прокладки скрытых коммуникаций в нишах двутавров;
минимизация риска появления мостиков холода – дерево имеет низкую теплопроводность и теплоемкость.

Сравнительная таблица различных систем перекрытий

Изготовление балки в домашних условиях

Схема и размеры балок

Выбор и подготовка материала

Готовый двутавр из дерева

Нередко изготовление происходит прямо на стройке

Изготовление деталей и их сборка

Для изготовления двутавровой балки из дерева понадобятся следующие инструменты:

рулетка;
фрезерный станок (вариант – циркулярная, электро- или бензопила);
фрезерные диски нужной толщины, желательно, с трапециевидным профилем;
гидравлический пресс (или швеллер с хомутами).

Схема сборки балки

Равномерным тонким слоем промазать контактные поверхности.
Приложить к заготовке стенки нижний и верхний брус.
Выровнять и прижать детали друг к другу.

Видео: Как сделать двутавр из дерева

Что необходимо знать о монтаже балок

Нюансы укладки балок перекрытия

Для заведения балки в кирпичную или каменную стену еще на этапе ее кладки следует предусмотреть специальные ниши – гнезда.
Если стены выполнены из бруса либо бревна, эти отверстия в них вырубаются.
Вне зависимости от стенового материала дно гнезд необходимо устлать двойным слоем рубероида, а края балок (это касается только случая, когда их монтируют в кирпич или камень) обработать любым водоотталкивающим составом, например, битумом.
Длина опорного конца балки должна быть не меньше 150 мм.
Начинать установку лучше от края одной из стен, после этого перейти к монтажу промежуточных балок.
Монтажный шаг выверяется шаблоном, а с целью проверки горизонтальности установки необходимо использовать ватерпас.
Чтобы добиться горизонтальной поверхности, под опорные концы может потребоваться подложить деревянные плашки.
Каждую третью балку рекомендуется закреплять анкерами либо деревянными распорками.
Оставшиеся свободными полости в гнездах можно заполнить паропроницаемым утеплителем, например, минватой, либо залить строительным цементным раствором.
После того как балки надежно закреплены, их требуется обшить вагонкой, доской или гипсокартоном.

Балки перекрытия в кирпичной стене

Перечень основных шагов строительства каркасного дома

Стропильная система из двутавровых балок

Общая последовательность сборки каркаса выглядит таким образом:

Установка на фундамент деревянной обвязки.
Монтаж цокольного перекрытия из двутавровых балок.
Крепление рядовых панелей и дверного блока непосредственно на балочное перекрытие.
Связывание панелей между собой полосами фанеры ФСФ толщиной 27 мм.
Монтаж межэтажного перекрытия поверх фанерной обвязки.
Строительство второго этажа из стеновых панелей и их обвязка.
Установка чердачного перекрытия, фронтонов, конька и стропил.
Утепление и проведение отделочных работ – обшивка каркаса, монтаж кровли и фасада.

Схема строения каркасного дома

Обшитый каркас изнутри

На видео - расчет деревянных двутавровых балок перекрытия:

Как использовать сухую дубовую обрезную доску в целях балок можно из данной

О том сколько стоит доска обрезная 50х150х6000 для использования в виде балок можно узнать из данной

Как использовать доску обрезную размером 40х150х6000 и какова её цена можно узнать

Цены

Калькулятор подбора деревянных двутавровых балок | I beams SIA

SIA I-beams производит износоустойчивые деревянные двутавры. Такие балки показали себя как незаменимый стройматериал при строительстве зданий в Северной Америке, понемногу они начинают завоевывать и рынки Европы.

Чтобы правильно произвести расчет необходимого количества балок, мы создали расчетный калькулятор, который вам поможет быстро и удобно рассчитать шаг между балками и их тип в зависимости от расстояния между стенами и от нагрузок в конкретном случае.

Как пользоваться калькулятором:

Вводим расчетную длину пролета. Для балок перекрытия — это наибольший пролет, т.е. наибольшее расстояние между соседними стенами, на которые опирается балка. Для стропил кровли – это горизонтальное расстояние (проекция мест опоры, обычно расстояние между осями) между местами опора балки (сама балка длиннее, чем эта проекция, т.е. чем больше угол, тем длиннее балка).
Для стропил кровли вводим угол наклона. Угол наклона – наклон стропил к горизонтали.
Вводим шаг – это межцентровое расстояние между соседними балками.
4. Можно изменить постоянную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, постоянную нагрузку рассчитывают по плотности конструкции пола/перекрытия/крыши, помноженной на коэффициент надежности. Согласно EN 1990, коэффициент надежности для постоянных нагрузок — 1,35, а для временных — 1,5.
Можно изменить временную нагрузку. В соответствии с нормативом EN 1991, величины временной нагрузки принимаются в зависимости от предполагаемого использования перекрытия. Для перекрытий жилых помещений можно принимать временную нагрузку 200 kg/m2. При расчете стропильной системы нагрузки от снега принимаются согласно LBN-003-1, таблица 16.2. Для Риги это равняется 125 kg/m2.
*В расчетном калькуляторе включено определение расчетной нагрузки при соответствующих коэффициентах надежности: согласно EN 1990 для постоянных нагрузок это — 1,35 а для временных нагрузок — 1,5. В калькулятор вводятся нагрузки без учета коэффициентов надежности. – это повторение из п.4.
*Величина используемой расчетной нагрузки будет индивидуальной — в зависимости от конкретной ситуации.
Когда все упомянутые данные введены в таблицу, можно ознакомиться с результатом. Внизу находится табличка с имеющимися в нашем ассортименте балками. Зеленым цветом закрашены все балки, которые можно использовать, а красным – несущая способность которых не соответствует заданным вами параметрам. Чтобы изменить результат, советуем изменить шаг балок.