Балки для перекрытий больших пролетов реферат

Обновлено: 06.07.2024

Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.

Деревянные балки перекрытия

Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.

Балка - это ключевой фрагмент перекрытия, назначение которого – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.

Преимущества балок из древесины:

низкая трудоёмкость при монтаже в сравнении с металлическими или железобетонными аналогами;
доступность цен на материалы из древесины;
быстрый монтаж без применения дорогостоящих механизмов и инструментов;
эстетичный внешний вид;
малый вес;
ремонтопригодность.

Недостатки балок из древесины:

без специальной защитной пропитки горючи;
низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
могут деформироваться от перепадов температур.

Виды деревянных балок перекрытий

Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.

Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену — обычно добавляют 200—250 мм с каждой стороны.

По сечению деревянные балки делят на следующие типы:

квадратные;
прямоугольные;
двутавровые;
круглые или овальные.

Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Для справки! Эпюры усилий - графическое отображение изменение внутренних усилий по всей длине бруса. Применяются при расчетах допустимых нагрузок.

Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.

Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.

Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.

Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.

По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:

из цельного бруса или доски;
из клееного бруса.

Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции

Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.

Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.

Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.

Клееный брус

Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.

Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.

Древесина для изготовления балок перекрытия

Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.

Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.

В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.

О качестве и прочности деревянных балок перекрытия

Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.

Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки - это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.

Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.

Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.

Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:

большая влажность;
безответственное хранение;
скрытые дефекты;
пересортица;
плохие линейные геометрические параметры;
заранее обусловленные болезни древесины.

Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить - это доверить работу профессионалу.

Основные исходные положения для расчёта размеров

Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.

Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.

Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.

Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.

Видео описание

Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:

Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа

Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.
Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.
Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.
Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.
Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.

Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.
Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.
Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.
В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.
Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.

Как рассчитать

Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:

длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);
расстояние между балками (их шаг);
нагрузку на конструкцию.

Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.

Видео описание

Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:

Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.

Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.

Расчет деревянной балки производят по таким формулам:

q — это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.

l2 — расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.

Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.

Балки металлические: традиционная надёжность

Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:

с металлом тяжело работать на высоте;
необходимы специальные механизмы для монтажа;
сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
высокая стоимость материала;
балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.

Есть у металлических балок и положительные моменты:

они не горят;
долговечнее;
металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.

Расчет металлической балки в любом случае лучше доверить профессионалам.

Заключение

Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.

Строительство домов обычно ассоциируется со стенами, потолком и крышей, с фундаментом. Но все эти и прочие составные части не смогут нормально функционировать без балок перекрытия, поэтому им следует уделить повышенное внимание даже в частном строительстве.

Что это?

Знание устройства балки перекрытия и ее целевого назначения очень важно. Без учета подобных моментов совершенно невозможно построить дом выше одного этажа. Необходимость балок перекрытий нельзя ставить под сомнение. Общеизвестно, что на потолки вешают люстры и крепят декоративные конструкции, а по полу верхних этажей ходят люди, не говоря уже о нагрузке, создаваемой мебелью и бытовой техникой, а также другим имуществом.

Это все не может быть удержано строительными конструкциями, если не будет балок перекрытия. Они играют роль своеобразного особо прочного скелета, связывающего разные по высоте ярусы. Вплоть до конца XIX века единственным вариантом организации такого скелета были деревянные и металлические конструкции.

Сейчас для этой цели широко используется железобетон. Выкладка балок при строительстве должна производиться со скрупулезной тщательностью даже в том случае, если сооружают частный дом или дачу. Ничтожные с виду перекосы могут привести к обрушению всех конструкций. Разумеется, необходимы и точные расчеты. Давно уже никто не полагается всерьез на глазомер и интуицию строителей.

Достоинства и недостатки

Однако технологии не стоят на месте. Рано или поздно возникает вопрос, нельзя ли обойтись без балок, упростить строительство. В результате технического поиска были созданы так называемые безбалочные перекрытия. Самый частый вариант подобной конструкции – выложенные последовательно однотипные плиты и панели либо плита монолитного исполнения. Они отличаются:

высокой крепостью;
стойкостью к огню;
изначальной заводской готовностью;
повышенной технологичностью.

Но не стоит полагать, что по этим показателям балки сильно уступают безбалочным конструкциям – при грамотной работе разница невелика. Более того, безбалочные плиты весьма трудно и дорого перевозить, загружать и разгружать. Потребитель оказывается привязанным к их стандартным габаритам при подборе величины пролета. Но есть и плюс: монолитная бетонная поверхность, залитая непосредственно на объекте, обычно отличается лучшим качеством.

Для частного строительства особого смысла нет отказываться от балок перекрытия. Другое дело, какими конкретно они будут. Широкое распространение получили железобетонные конструкции. Они позволяют эффективно распределить нагрузки, создаваемые полом верхнего этажа на несущие элементы. Железобетон весьма крепок и устойчив. Но эти достоинства сильно омрачаются большой массой и сложностью монтажных работ. В большинстве случаев не получится обойтись без специальной техники, а она существенно удорожает возведение любой постройки.

По этой причине балки из железобетона применяют в основном там, где нагрузки заведомо окажутся очень высокими:

У железобетонных балок может различаться сечение (общая величина и форма). В зависимости от метода изготовления выделяются следующие изделия:

сборный железобетон, изготавливаемый на заводе;
балки, подготавливаемые на самой строительной площадке;
сборно-монолитные изделия (объединяют два прежних формата).

Деревянные двутавровые балки считаются легкой и весьма прочной конструкцией. Такое изделие считается инновационным, но только в нашей стране, ведь за границей подобные конструкции вполне привычны. Важнейшим достоинством деревянного двутавра является простота изготовления – сделать его можно даже дома без применения сложных инструментов. Внешний вид не совсем привычен для строителей, так как перегородки очень тонкие.

Однако инженеры смогли, используя законы физики, повысить прочность изделий до максимума. Сверху балка работает на изгиб, а снизу принимает растяжение. Специалисты особое внимание уделяют строгости геометрии двутавровых элементов. Благодаря этому последующий монтаж напольного покрытия или потолочных конструкций многократно упрощается. Дополнительно сокращаются общие расходы на строительство.

Довольно широкое распространение получили металлические балки перекрытий. Причина проста: металл доступен и отличается большой крепостью. В основном для изготовления конструкции используется качественная сталь. Важно знать, что в очень массивных домах, где нагрузка довольно велика, из стали формируют двутавр. Он позволяет максимально однородно распределить нагрузку.

Внимание следует уделить так называемым номерам балок, которые обозначают размер. Например, номер 10 можно использовать только как направляющий, а вот 16 – это уже полноценная опора. Наряду со сталью широкое распространение получил и алюминий. Он весьма устойчив к вредным химическим воздействиям, однако хуже, чем сталь, переносит механические воздействия.

По этой причине индустриальные постройки в основном подразумевают использование стальных балок. Частное же домостроение чаще всего ведется с помощью алюминиевых конструкций. Дело не только в легкости материала, но и в отсутствии необходимости делать специальную антикоррозийную обработку. Если ни металлические, ни бетонные балки не устраивают владельца по какой-либо причине, то стоит присмотреться к клееным конструкциям. Это проверенная временем разновидность балочных элементов.

В основном цельносклеенный блок выполняется из ели, кедра, сосны или лиственницы. Последний вариант является самым прочным и наиболее устойчивым к внешним воздействиям. Однако он весит намного больше, чем его аналоги. Склеивание древесины оказывается куда привлекательнее использования монолитного массива. Прежде чем начать склеивать, любой дефектный участок удаляется, поэтому конструкция оказывается прочнее и стабильнее.

К тому же клееные балки соответствуют требованиям высокотехнологичного строительства, так как изделия обрабатываются на высокоточных механизмах. Исключается деформация и растрескивание в процессе транспортировки и хранения. Мало того, качественный клееный блок сохранит свои габариты в течение штатного периода использования. Огнестойкость клееной древесины заметно больше, чем у массивных элементов.

Декоративные свойства у нее довольно велики. Внимания заслуживает, впрочем, и применение сборно-монолитного перекрытия. В большинстве случаев у них есть частые ребра. Обычно для изготовления перекрытий применяют легкие балки из железобетона.

Их образует каркас из стальной арматуры. Это пространственное изделие опирается на железобетонную прямоугольную балку. Также используются блоки, содержащие пустоту, куда заливается монолитный бетон. Пустотный блок выполняется из следующих вариантов:

специальной керамики;
газосиликата;
полистиролбетона;
чистого бетона.

Преимуществом сборно-монолитных решений является отличная звукоизоляция и теплозащита. Проложенные внутри каналы позволяют без особых трудностей расположить любые коммуникации. Еще одним достоинством описываемого решения является то, что оно может использоваться в самостоятельном строительстве. Часторебристые сборно-монолитные перекрытия:

легче пустотных плит;
позволяют отказаться от использования стяжки под пол;
позволяют не использовать кран;
помогут накрыть сложные помещения с эркерами, выступами;
применимы в наиболее труднодоступных участках;
оказываются дешевле пустотного и монолитного железобетона;
переносят нагрузку до 1 тыс. кг на 1 кв. м.;
позволяют создавать мощные несущие перемычки.

Такое сокращение обозначает деревянный двутавр. Ориентированная стружечная плита отлично подойдет и для каркасных, и для блочных, и для деревянных домов. Также она используется и в кирпичных постройках. Важно знать, что OSB окажется оптимальным выбором, если длина стропил превышает 5 м. Поставленная на нее крыша будет стабильно использоваться много лет, а общая стоимость конструкции приятно порадует владельца.

Наибольшая длина пролета достигает 12 м. Современные технологические решения позволяют гарантировать соблюдение проектной геометрии. Работа с балками OSB возможна в любой сезон. Внутри можно проложить различные инженерные коммуникации. Судя по оценкам специалистов, монтировать подобные изделия в 5 или даже 10 раз менее трудоемко, чем железобетонный монолит.

Газобетон надежен и прочен, отлично переносит колебания температуры. Гарантируется перенос всех принимаемых нагрузок на фундамент и несущие стены. Судя по отзывам, газобетонные элементы помогают предотвратить сильные шумы, повышают они и качество теплоизоляции. А вот деревянные межэтажные перекрытия в газобетонном доме использовать вряд ли разумно по нескольким причинам:

наибольшая длина пролета между несущими стенами – максимум 6 м;
придется использовать антисептики и антипирены;
лимитировано расстояние, разделяющее смежные балки.

В числе инновационных конструкций заслуживают внимания композитные балки перекрытия. Они создаются на основе стеклопластика, из которого в последнее время производится множество разнородных продуктов. Область применения стеклопластиковых балок примерно та же, что и у металлических аналогов, при этом общая масса в 4 или 5 раз ниже.

Такие изделия делают многие российские компании. Пригодны они и для чердачного помещения.

Сдвоенные с проставками балки используются в двухэтажных жилых домах из керамзитобетонных блоков. Обычно для этого применяются спаренные доски величиной 1,5х0,5 м. Чтобы исключить скрипы, доски пробиваются гвоздями либо затягиваются саморезами. Шаг балок при этом должен быть 0,6 м при условии применения обычных утеплителей. Металлодеревянные балки считаются универсальным решением.

Гармонично объединяется крепость металла и относительная легкость дерева. Подобная конструкция обеспечивает быстрое и не слишком затратное строительство. Экономятся ресурсы, а вместе с тем и деньги. Исключается появление отходов. Контурные балки можно применять в самых разных случаях, но это решение уже потребует особо тщательных расчетов.

Технические требования

Для балки очень важен такой показатель, как максимальная длина без опор. Простейший способ определить его – воспользоваться онлайн-калькулятором. Во внимание принимаются:

размеры пролетов;
способы закрепления конструкций;
величина нагрузки согласно проекту.

Важно знать, что для определения шага и сечения балок используются специальные таблицы. При подборе несущих участков учитывается их толщина: в деревянном доме она составляет от 0,1 до 0,2 м. Определяя длину балок, кроме расстояния, разделяющего стены, добавляются 0,2-0,25 м на двустороннее опирание. Простая деревянная балка в длину может составлять до 6 м. При изготовлении из клееного дерева этот показатель вырастает до 9 м.

Подбор перекрытий для каркасного дома куда сложнее, чем для деревянного жилища. Дело в том, что ошибки могут оказаться намного серьезнее. Строители, не имеющие опыта или работающие непрофессионально, могут совершить немало промахов. Необходимую информацию можно почерпнуть из СП 31-105-2002. Независимо от массы давящей нагрузки, категорически нельзя использовать сырую древесину, так как иначе можно столкнуться с трещинами. Дерево придется обязательно обеззараживать и обрабатывать смесями, препятствующими возгоранию.

Балки должны крепиться на верхние обвязки несущих стен или на прогоны. Нельзя уменьшать сечение элементов, запиливая вырез, чтобы стыковать изделия с обрезкой. Стальные опоры балок должны по высоте совпадать с самими балками. И металлические, и бетонные балки:

не должны иметь ржавых и жирных пятен;
соответствуют требованиям ГОСТ по отклонениям от плоскостности, прямолинейности;
соответствуют эталонам отделки;
содержат материал с определенной прочностью на сжатие.

Расчет

Ниже представлен простой пример расчета деревянных балок. Плотность хвойной древесины для обычных помещений должна составлять 500 кг. Во влажной комнате и в открытых уличных постройках этот показатель равен 600 кг. Устойчивость к продольной нагрузке составляет 10 тыс. мегапаскалей, а к поперечной – примерно в 50 раз меньше.

Расчетная нагрузка определяется путем умножения нормативного показателя на коэффициенты надежности.

Проверка прочности балки производится по максимальному изгибающему моменту. Для этого нужно разделить напряжение на рассчитанный момент сопротивления. Должно получиться не менее 13 МПа. Для отбора сечения ориентируются на необходимый момент сопротивления. Важно знать, что, например, в случае деревянного дома, не говоря уже о более сложных конструкциях, лучше поручить все вычисления профессионалам.

Монтаж

Плиты кладут обычно на металлические балки поверх цементного слоя. Металлические или бетонные балки длиной 5-7,5 м требуют армирования стальной проволокой 0,02 м диаметром. Она кладется в середине пролета. Если сам пролет имеет длину 7,6-9 м, то армирование проводится через каждые 2,5-3 м. Чем шире пролет, тем выше должны быть стальные балки. Деревянные конструкции используются по 1 шт. на 1 кв. м.

Для металлических сооружений этот показатель составляет 1 шт. на 2 кв. м. Чтобы упростить фиксацию опалубки, применяются телескопические стойки. При использовании деревянной опалубки необходимо исключать отсутствие щелей. Монтаж плитного перекрытия на балки из металла гораздо проще, чем на бетонное или кирпичное основание.

Стоит отказаться от металлической балки, если конструкция должна опираться на невысокую кирпичную стену, так как это слишком дорого. Кроме того, можно спровоцировать растрескивание стены. В большинстве случаев перегородки опираются на несущие каркасы. Сборные железобетонные плиты преимущественно монтируются на металлический двутавр.

О том, как правильно установить деревянную балку перекрытия, смотрите в следующем видео.

Как определяется длина деревянных балок перекрытия: эксперты FORUMHOUSE рассказывают о нюансах расчёта и самостоятельного изготовления.

Деревянные балки перекрытия - размеры и нагрузки

И подобный случай далеко не единственный.

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом.

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

При подсчёте эксплуатационной нагрузки учитывается масса людей, мебели, бытовых приборов и т.д. Нагрузка временно возрастает при приходе гостей, шумных торжествах, перестановке мебели, если её отодвинуть от стен в центр комнаты.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра, который тоже весит далеко не один килограмм.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м - нормативная нагрузка.

Если на чердаке планируется хранить вещи, материалы и прочие, необходимые в быту предметы, то нагрузка принимается равной 250 кг/кв.м.

Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.

Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости

Следует запомнить правило: прочность и жёсткость перекрытия в большей степени зависят от высоты балки и в меньшей степени – от её ширины.

50х200 - перекрытие для проема 4 и 5 метров.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые таблицы, представленные гуру нашего форума с ником Roracotta.

Я потратил несколько вечеров, чтобы сделать таблицы, которые будут понятны даже начинающему строителю:

Таблица 1. В ней представлены данные, которые отвечают минимальным требованиям по нагрузке для полов второго этажа – 147кг/кв.м.

Примечание: так как таблицы основаны на американских нормативах, а размеры пиломатериалов за океаном несколько отличаются от сечений, принятых в нашей стране, то применять в расчётах нужно графу, выделенную жёлтым цветом.

Таблица 2. Здесь приведены данные по усреднённой нагрузке для полов первого и второго этажей – 293 кг/кв.м.

Таблица 3. Здесь приведены данные под расчётную увеличенную нагрузку в 365 кг/кв.м.

Как высчитать расстояние между двутавровыми балками

Если внимательно ознакомится с представленными выше таблицами, то становится понятно, что с увеличением длины пролёта, в первую очередь, необходимо делать увеличение высоты лаги, а не её ширины.

Самостоятельное изготовление деревянной клееной балки

Одно из решений для перекрытия пролётов большой длины – это использование в перекрытиях деревянной балки. Рассмотрим пролет 6 метров – какие балки смогут выдержать большую нагрузку.

По виду поперечного сечения длинная балка может быть:

прямоугольной;
двутавровой;
коробчатой.

Какую доску использовать для балок

Фанера к полкам прибивается гвоздями или прикручивается саморезами (только не чёрными, они не работают на срез) и обязательно сажается на клей.

Если установить такой двутавр на шестиметровый пролет с шагом 60 см, то она выдержит большую нагрузку. Дополнительно двутавровая балка для потолка в 6 метров может быть проложена утеплителем.

Также интересен опыт форумчанина под ником Тарас174, который решил самостоятельно изготовить клееную двутавровую балку, чтобы перекрыть пролёт в 8 метров.

Недопустимо использовать в клееных конструкциях свежеспиленную и непросушенную доску, т.к. невозможно предугадать, как поведёт себя такая балка в долгосрочной перспективе.
Нельзя использовать в качестве клея эпоксидную смолу.

Эпоксидные смолы имеют слабую адгезию к древесине. Также уходит много времени, пока они затвердеют. Несущие конструкции клеятся на меламине, резорцине или полиуретане. Эти клеи не только не горят, но и являются термореактивными. Т.е., чем выше температура, тем крепче становится соединение.

Для изготовления балки не нужно использовать стеклоткань, прогревать клеевой шов. Всё просто: фрезеруем паз, наносим меламиновый клей, вставляем в паз ОСП, зажимаем струбциной и забиваем под 45 градусов гвоздь. Отступаем на 20 см и повторяем операцию. Гвоздь выполняет функцию временного фиксатора. На всё про всё уходит 2 часа. А через шесть часов балку можно уже устанавливать.

Несмотря на отступление от традиционной технологии, двутавровая балка, изготовленная форумчанином, подверглась серьёзному испытанию на прочность клеевого шва и выдержала его.

Вот испытание, которому подверглись деревянные балки перекрытия 7 метров:

Я закрепил концы балки на двух опорах на семи метровом расстоянии и нагрузил её грузом общей массой более полутонны. Было слышно, как сначала потрескивает шов, но потом звук прекратился. Балка (от горизонтали) прогнулась всего на 20-24 мм.

На FORUMHOUSE вы сможете узнать, в каких случаях и как можно сделать металлические балки перекрытия для пролета 4 метра и 6 метров, и в чем особенности стальной конструкции.