Были ли балки при строительстве

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Балки перекрытия из дерева обеспечивают не только прочность горизонтальной конструкции. Перекрытие предназначено для придания жесткости всему зданию. Именно по этой причине выбору несущих элементов и их установке стоит уделить особое внимание.

Плюсы и минусы перекрытия из дерева

Для монтажа перекрытия своими руками необходимо подготовиться. Пол в доме должен опираться на прочную и жесткую конструкцию. Перед началом работ придется изучить требования к элементам, особенности их расчета и типы сечений.

Можно выделить следующие преимущества деревянного перекрытия:

• привлекательный внешний вид, возможность сделать деревянный пол без дополнительных мероприятий;
• небольшой вес, снижение нагрузки на стены и фундаменты, экономия на строительстве;
• возможность проведения ремонтов в процессе эксплуатации;
• скорость монтажа, выполнение работ без дополнительных машин и механизмов.

Зачем нужна арматура в балках | Проектирование железобетонных конструкций | Проектирование зданий

Деревянные балки не утяжеляют конструкцию и быстро монтируются

Но также стоит выделить и недостатки:

• горючесть древесины, потребность в специальной пропитке антипиренами;
• меньшая по сравнению с железобетонными или металлическими элементами прочность;
• усадка и деформации при перепадах температур и влажности;
• подверженность гниению, грибку и плесени при повышенной влажности, необходимо выполнять обработку антисептиками на стадии строительства и периодически в течение срока службы.

Требования к деревянному перекрытию

Деревянные балки перекрытия должны соответствовать следующим требованиям:

• соответствие размеров сечения нагрузке, пролету и шагу, для этого нужен расчет балок;
• хорошая прочность и жесткость;
• пожарная безопасность;
• отсутствие серьезных дефектов древесины и повреждений.

Для работы необходимо заготовить качественный материал

Также существуют определенные требования к материалу, из которого изготовлены балки. Рекомендуется выбирать древесину хвойных пород. Она содержит много смолы, поэтому лучше сопротивляется различным микроорганизмам. Лучшим материалом считаются те деревья, которые выросли в суровых условиях. Плотность ствола у них выше.

По этой причине закупать стоит сосну или ель, которые выросли в северных регионах страны.

Также нужно обратить внимание на время заготовки. Лучшим считается период в конце зимы. В это время дерево находится в спящем состоянии, в нем меньше соков, поэтому и влажность материала будет меньше.

Какими бывают деревянные перекрытия

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

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

Толщина несущего бруса для чердака составляет от 10 до 20 см

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

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

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

Какие бывают балки

Существует несколько признаков, по которым проводят классификацию деревянных балок перекрытий: по размерам, материалу, типу сечения. Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас на опирание с двух сторон. Оптимально нужно предусмотреть по 200—250 мм.

По материалу элементы разделяют на следующие виды:

• из цельного бруса или доски;
• из клееного бруса.

Из клееного бруса изготавливают гнутые балки

Последние стоят существенно дороже. Но зато такой материал подойдет для перекрытия больших пролетов. Обычная балка может работать на 4—6 м, в то время как клееная хорошо справляется с расстояниями 6—9 м. Клееный брус практически не дает усадки, пожаробезопасен и устойчив к действию влаги. Можно изготовить не только линейные элементы, но и гнутые. Существенным недостатком такого материала будет наличие ненатуральных компонентов (клей).

Сечение балок может быть следующих типов:

Последнее имеет уширенные элементы в верхней и в нижней части. В середине сечения оно уменьшено до максимально возможных размеров. Такой вариант позволяет рационально использовать древесину и сократить ее расход. Но изготовить такой элемент непросто. По этой причине двутавр не так часто применяют в строительстве.

Чаще всего применяют брус прямоугольной формы

Оптимальным вариантом станет прямоугольник. При этом длинная сторона располагается вертикально, а короткая — горизонтально. Это обусловлен тем, что увеличение высоты лучше влияет на прочность, чем ширины. Устанавливать балку из доски плашмя практически бесполезно.

Самым невыгодным из представленных может считаться квадратное сечение. Оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.

Также для перекрытия можно использовать бревна. Но этот вариант не получил популярности. Сечение из доски намного выгоднее и удобнее в монтаже, поэтому используется намного чаще.

Расчеты

Расчет сечения позволит не сомневаться в прочности и жесткости конструкции. При этом определяется максимальная длина, которая допускается при каком-либо сечении. Чтобы выполнить расчёт, нужны следующие данные:

• длина деревянной балки перекрытия (точнее, расстояние между несущими стенами);
• расстояние между балками (их шаг);
• нагрузка на конструкцию.

Нагрузка складывается из двух значений: постоянного и временного. Постоянное включает в себя массу самих балок (пока предварительную), утепление, подшивка потолка, черновой и чистый пол. Временная нагрузка — это масса людей и мебели. По нормативным документам для жилых помещений она принимается равной 150 кг/м2. Для чердака можно взять меньше, но рекомендуется — такую же.

Это не только обеспечит определенный запас прочности, но и даст возможность в будущем переоборудовать свой чердак в мансарду без реконструкции несущих элементов.

Балочный каркас следует рассчитывать по таким формулам:

В этих формулах q — это нагрузка на кв. м перекрытия, которая включает в себя массу конструкций и 150 кг полезного значения. При этом указанные величины требуется умножить на расстояние между балками. Это вызвано тем, что 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 перекрытие. W = b*h2/6. Зная W, можно легко составить уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Чаще всего деревянная балка уже имеет известную ширину. Удобнее изготавливать ее из доски шириной 50 или 100 мм. Также можно рассмотреть вариант с составным сечением. Его изготавливают из нескольких досок толщиной 50 мм.

Расчетом в указанном случае находят необходимую высоту элемента. Но бывают такие случаи, что нужно вписаться в определенный пирог перекрытия, чтобы не уменьшить высоту помещений. В этом случае в качестве известной величины в уравнение добавляют высоту сечения, а находят ширину. Но чем меньше высота, тем более неэкономичным будет каркас перекрытия.

Для стягивания двух или трех досок между собой удобно использовать металлические шпильки. При этом при закручивании гаек обязательно используют более широкие шайбы. Они предотвращают вдавливание металла в более мягкое дерево. Между деревом и стальными крепежами нужно обязательно предусмотреть изоляцию. Для этого можно использовать такой материал, как ТЕХНОЭЛАСТ марки ЭПП.

Деревянные бруски перед монтажом необходимо гидроизолировать

Перед использованием деревянных элементов их обрабатывают антисептическим составом. Это нужно для предотвращения заплесневения и загнивания. Также рекомендуется выполнить обработку антипиренами, которые повысят пожарную безопасность. При опирании прогонов на стену из кирпича или бетона их концы оборачивают техноэластом, линокромом, гидроизолом или рубероидом.

При возведении частных загородных зданий многие строители используют балки перекрытия. Изделия равномерно распределяют усилия от вышерасположенных конструкций, повышают жёсткость и прочность всего дома. Во время проектирования жилого здания необходимо провести расчёт балок перекрытия из дерева, выбрать оптимальное сечение и расстояние между брусками.

Типы и виды деревянных перекрытий

По предназначению деревянные балки перекрытия разделяются на такие виды:

С каждым из подвидов следует ознакомиться более детально.

Подвальное

Конструкция должна обладать высокими показателями прочности, выдерживать значительные усилия, ведь балки будут служить основой для устройства пола. Если в проекте жилого дома предусмотрен подвал или гараж для автомобиля, то деревянные бруски заменяют металлическими несущими конструкциями. Это связано с быстрым разрушением дерева от воздействия высокой влажности. Альтернативным вариантом считается уменьшение расстояния между балками перекрытия и обработка деревянных элементов антисептиком.

Чердачное

Перекрытие устанавливается независимо или является продолжением кровельной стропильной системы. Лучшие технические характеристики у первого варианта. Устраивать независимое перекрытие более рационально, такая конструкция улучшает звукоизоляционные показатели всего дома, считается ремонтопригодной.

Междуэтажное

Конструкция балок перекрытия в каркасном доме имеет свои особенности. Одна сторона деревянного бруса используется в качестве опорных элементов для крепления потолка, вторая (верхняя часть) применяется в качестве лаг для монтажа напольного покрытия. Пространство между балками межэтажного перекрытия заполняют минеральной ватой или другим теплоизоляционным материалом, пароизоляционная мембрана применяется в обязательном порядке. В нижней части пирога закрепляют гипсокартонные листы, сверху застилают дощатый деревянный пол.

Достоинства и недостатки

У деревянных брусков, которые используются для устройства перекрытия, есть свои сильные и слабые стороны.

Главными достоинствами балок из досок считаются:

• минимальный вес конструкционных элементов, что снижает нагрузку на несущие стены и фундамент здания;
• красивый внешний вид;
• возможность монтажа дощатого пола без дополнительной подготовки;
• высокая скорость проведения монтажных работ без помощи подъёмных механизмов;
• возможен ремонт перекрытия во время эксплуатации жилого здания.

Из минусов деревянных конструкционных элементов следует выделить:

• необходимость в пропитке древесины антисептиками и антипиренами, такие растворы препятствуют гниению и возгоранию материала;
• меньшие показатели прочности по сравнению с металлическими или железобетонными изделиями;
• деформация и усадка конструкции в результате резких перепадов температуры или под воздействием высокой влажности.

Обратите внимание! Устройство деревянного перекрытия возможно на ограждающих конструкциях из газобетона, кирпича или на стенах из любого другого материала.

Использование досок и цельного бруса

В случае применения цельного деревянного бруса или досок для устройства перекрытия длину пролёта выбирают в пределах 4–6 м, что в два раза меньше от максимального расстояния при использовании строительных конструкций из клееного бруса. Детали из скреплённых досок часто изготавливаются прямо на строительном объекте.

По прочности конструкции превосходят цельные балки. Основным достоинством изделий считается возможность устройства составной детали из нескольких досок. Строители могут самостоятельно регулировать толщину балки путём скрепления необходимого количества элементов. Доски соединяют между собой при помощи резьбовых элементов.

Под болты и гайки устанавливают резиновые или пластиковые шайбы. Элементы предотвращают воздействие коррозии на металлические закладные детали, защищают древесину от врезания гайки при затягивании.

Клееный брус

Для увеличения прочности или величины цельных балок их скрепляют между собой вручную во время монтажа перекрытий. Для этих же целей применяется изготовленный на предприятиях клееный брус. Он состоит из нескольких соединённых между собой брусков. Толщина отдельно взятого элемента регулируется количеством склеенных между собой изделий. Клееный брус получают на заводе методом прессования, его длина достигает 12 м.

Готовые изделия сохраняют характеристики цельных пиломатериалов, в них можно вбивать гвозди без потери прочности или резать на части необходимого размера. Единственным недостатком таких конструкций считается высокая стоимость. Необходимо всё тщательно просчитать перед установкой перекрытия первого этажа по деревянным балкам.

Обратите внимание! Клееный брус часто применяется в строительстве для монтажа арочного перекрытия.

Самостоятельное изготовление клееного элемента

Существует несколько вариантов самостоятельного изготовления клееного бруса:

• соединение трёх элементов в одну конструкцию;
• склеивание двух деталей в форме символа Z;
• соединение ламелей с использованием специальных элементов, металлических вставок.

Самым практичным считается первый способ, он гораздо проще двух остальных. На начальной стадии работ отбирают доски для бруса и укладывают их на центральный элемент таким образом, чтобы годовые кольца древесины смотрели в противоположные стороны. На поверхности досок делают пометки чёрным маркером или простым карандашом, что будет указывать на последовательность их укладки.

Центральный элемент зачищают с обеих сторон наждачной бумагой, что позволит создать шероховатую поверхность, улучшить адгезию клея. Боковые доски обрабатывают только в месте прилегания к основному брусу. На следующем этапе работ обезжиривают поверхности растворителем, наносят антисептик и антипирены. Эти жидкости и защитные составы наносятся поочерёдно: сначала растворитель, затем другие пропитки после высыхания основного состава. Обрабатывают не только боковые стороны пиломатериала, но и торцы.

Теперь необходимо нанести тонкий слой клея (1–2 мм) на зачищенные и предварительно обработанные поверхности. Верхнюю и нижнюю доски укладывают на центральный брус таким образом, чтобы они находились в одной плоскости. Для скрепления элементов используются струбцины, которые устанавливают на балке через каждые 40–50 см. Время твердения клея указывается производителем (обычно не превышает 2 дней).

Порядок расчёта

Определить шаг балок деревянного перекрытия, их размеры и количество помогает предварительный расчёт. Перед проведением таких операций необходимо:

• провести замеры пролёта между несущими стенами жилого здания;
• рассчитать нагрузку, которую будет испытывать перекрытие после монтажа;
• провести расчёт сечения и шага балок по специальным таблицам.

Длина балок основания для устройства крыши состоит из размера пролёта и необходимой величины запаса в пределах 10–15 см для устройства надёжного перекрытия при опоре на стену. Длина пролёта – расстояние между внутренними частями противоположных стен в жилом доме или любой другой постройке. Самым популярным вариантом в частном строительстве считается расстояние от 2,5 до 4 м. При величине пролёта больше 6 м для монтажа перекрытия используются деревянные фермы.

Важно! Нагрузка на деревянную балку включает в себя усилия от вышерасположенных конструкций, внутреннего наполнения перекрытия, а также временных элементов (людей, бытовой техники и мебели).

Точные расчёты может выполнить только специализирующаяся на этом строительная организация. При самостоятельных вычислениях отталкиваются от следующих значений:

• общая нормативная нагрузка на квадратный метр перекрытия при использовании утеплителя (минеральной ваты) составляет 130 кг/м2;
• при использовании толстых досок и тяжёлого теплоизоляционного материала нормативная нагрузка увеличивается до 150 кг/м2, общая с учётом коэффициента безопасности 1,3 – до 245 кг/м2;
• в мансардном помещении на перекрытие действуют временные нагрузки от установки мебели или перемещения людей – общая нагрузка составит 350 кг/м2;
• общая нагрузка для междуэтажных пролётов не менее 400 кг/м2.

Все указанные величины считаются базовым значением для дальнейших расчётов.

Определение сечения и шага

После подбора нагрузок и определения длины балок приступают к расчёту шага их укладки для устройства опалубки будущего перекрытия, а также определяют величину их сечения.

Все работы проводятся по таким правилам:

• соотношение ширины и высоты несущих элементов перекрытия находится на уровне 1:1,4 (ширина балки колеблется в пределах 4–20 см, а высота изделий зависит от толщины теплоизоляционного материала, находится в диапазоне 10–30 см);
• на шаг установки балок влияют расчётные нагрузки и размеры утеплителя, фанеры или любого другого материала для подшивки;
• между соседними балками оставляют свободное пространство от 30 до 120 см.

Для точного определения сечения бруса деревянного перекрытия существуют специальные таблицы. Во время проведения вычислений необходимо обращать внимание на максимальную величину прогиба, для чердачных брусков перекрытия не более 1/200 для междуэтажных элементов – 1/350.

Балки перекрытия являются основными несущими элементами всего деревянного перекрытия. От правильного выбора и подбора размеров и количества балок зависит надежность деревянного перекрытия. Основными размерами деревянных балок перекрытия являются их длина и сечение. Определять длину балки нужно исходя из ширины пролета, который вам необходимо будет перекрыть.

Размеры сечения балки перекрытия зависят от длины пролета, расстояния между устанавливаемыми балками (шага установки) и предполагаемой нагрузки, которая будет действовать на балки перекрытия. Статья расскажет, как можно самостоятельно рассчитать количество и размеры балок.

Определение необходимого количества и размеров балок перекрытия.

Размеры и количество деревянных балок для конструкции перекрытия определятся, исходя из нескольких составляющих. Для начала необходимо измерить ширину пролета, который будет перекрыт. Затем определяем способ крепления балок перекрытия на стенах строения, то есть на сколько балки зайдут в стены. После этого нужно рассчитать нагрузки, которые будут действовать на балки перекрытия при вводе объекта строительства в эксплуатацию. И заключительный этап: с использованием таблиц и специальных программ-калькуляторов подбирается нужное сечение и шаг балок перекрытия.

Расчет длины балок перекрытия.

Размеры пролета, который необходимо перекрыть и размер заделывания балок перекрытия в стены определяет длину балок. Длина замеряется рулеткой. Глубина заделывания балки в стену в каждом случае должна определяться индивидуально, исходя из того материала, из которого изготовлены стены.

В кирпичные или бетонные стены балки перекрытия устанавливаются в пазы глубиной около 100 мм, если балка перекрытия изготовлена из доски и на глубину 150 мм, если балка из бруса. В деревянных стенах вырубают специальные зарубки, глубина которых должна составлять не менее 70 мм. В случае крепления балок перекрытия к деревянным стенам при помощи специальных металлических креплений, в качестве которых используют уголки, кронштейны, хомуты, длина балок такая же, как и расстояние между стенами. В некоторых случаях на деревянные балки перекрытия монтируют стропильные ноги крыши и тогда необходимо выпустить балки за стену на 30-50 см, чтобы сформировать свет будущей крыши.

Балки перекрытия в зависимости от того из какого материала или древесины они изготовлены могут перекрывать разный размер пролетов. При этом необходимо учитывать, что оптимальным является длина пролета в 2,5–4 м. При длине до 6 м может быть использована балка перекрытия из обрезной доски или бруса. От 6 до 12 м уже необходимо применять балки перекрытия из клееного бруса, которые могут быть прямоугольными или двутавровыми. В случае же использования обычных балок перекрытия необходимо опирать их на промежуточные опоры, в качестве которых выступают стены или колонны. Вместо балок, если длина пролета составляет более 6 м, можно использовать деревянные фермы.

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие.

Нагрузка собственного веса всех элементов перекрытия, среди которых балки перекрытия, зашивки, межбалочное заполнение и вес эксплуатационной нагрузки, включающей в себя вес мебели, других предметов и устройств, находящихся в помещении, вес людей составляют общую нагрузку, действующую по балкам перекрытия на само перекрытие. Рассчитать эту нагрузку довольно сложно, она выполняется специалистами и представляет собой громоздкие расчеты, выполняемые специалистами в процессе проектирования конструкции перекрытия. Однако, используя приведенный ниже упрощенный вариант, можно выполнить эти расчеты самостоятельно.

Деревянное перекрытие для чердака, в случае если на чердаке не складируются вещи или другие материалы, а утеплитель изготовлен из легких материалов постоянная нагрузка состоит только из собственного веса и составляет обычно 50 кг/м 2 .

Согласно СНиП 2.01.07-85 эксплуатационная нагрузка составит в данном случае 90 кг/м 2 , включающая 70 кг/м 2 – нормативное значение для этого вида чердака 1,3 – коэффициент запаса.

Сложив 50 кг/м 2 и 90 кг/м 2 получим общую расчетная нагрузка для указанного выше чердачного перекрытия, которая составит 140 кг/м 2 , а после округления 150 кг/м 2 .

Если же чердак планируется использовать для хранения вещей, в других целях, когда на перекрытие будет действовать большая нагрузка, или при изготовлении использовался тяжелый утеплитель и более тяжелые заполнитель и подшивка, нормативное значение нагрузки увеличится до 150 кг/м 2 , и, соответственно общую округленную нагрузку на чердачное перекрытие следует принимать за 250 кг/м 2 (50+150х1,3 = 245 кг/м 2 ).
Когда чердачное помещение используется для проживания людей в качестве мансарды, общая расчетная нагрузка, с учетом веса полов, перегородок, мебели, дверей, увеличивается до 300-350 кг/м 2 . Однако, в данном случае нужно также учесть вес устанавливаемых при устройстве мансарды междуэтажных деревянных перекрытий, а временная нагрузка при эксплуатации состоит из большого количества мебели и людей, общая нагрузка должна приниматься за 350 – 400 кг/см 2 .

Определение сечения и шага деревянных балок перекрытия.

Выше было рассмотрено как определить необходимую длину и рассчитать общую нагрузку. После этого нужно определить необходимое сечение балок перекрытия и шаг укладки, которые связаны между собой. Прямоугольное сечение деревянной балки перекрытия является лучшим, если соотношение высоты и ширины соотносится как 1,4:1.

Ширина балки перекрытия в этом случае может быть в пределах от 40 до 200 мм, а высота от 100 до 300 мм. Высота балок выбирается такой же как и толщина утеплителя. Если в качестве балок перекрытия используются бревна, их диаметр должен быть в пределах от 110 до 300 мм.

Шаг деревянного перекрытия напрямую зависит от того, какого вида и сечения используется материал балки перекрытия и может быть от 300 до 1200 мм, чаще же всего шаг деревянного перекрытия выбирается в пределах от 600 до 1000 мм. При выборе расстояния между балками перекрытия можно исходить и из размера плит утеплителя, которые будут уложены в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. В каркасных зданиях нужно стремиться, чтобы шаг укладки соответствовал шагу стоек каркаса. Тогда будет обеспечена наибольшая надежность конструкции из-за ее жесткости.

С помощью справочных таблиц можно достаточно точно сделать расчет размеров деревянных балок перекрытия или провести проверку уже выбранных размеров. При проведении расчетов нужно учитывать, что относительный прогиб чердачных перекрытий не должен превышать 1/200, а междуэтажных перекрытий – 1/350.

Источник: englishpromo.ru

Для чего нужны деревянные балки перекрытия: область применения, особенности установки и виды

Дом без перекрытий построить невозможно.

У застройщика возникает резонный вопрос — будет ли дерево наиболее выгодным материалом в процессе работы и эксплуатации?

Чтобы получить ответ, необходимо рассмотреть все достоинства деревянных балок и способы их монтажа. Об этом подробно написано в статье ниже.

Определение понятия

Перекрытие – это несущая горизонтальная конструкция, разделяющая строение по высоте. Его основная функция состоит в распределении нагрузки. Балка является главной опорой, она скрепляет всю конструкцию строения и обеспечивает необходимую жесткость.

Область применения

Балочные деревянные перекрытия применяются в:

• домах на дачных участках, рассчитанных на эксплуатацию в летнее время;
• каркасных и рубленых зданиях из древесины;
• быстровозводимых постройках сборно-разборного вида;
• строениях хозяйственного назначения – мастерская, баня, сарай, хозблок.

Если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия, то деревянные балки принято размещать между этажами в домах из кирпича, газосиликатных блоков.

Разновидности

Балочные перекрытия не только принимают часть усилия непосредственно на себя, но и передают его на фундамент через стены. Их можно сравнить с диафрагмами жесткости, обеспечивающими сооружению необходимую прочность.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытие бывает:

1. Цокольное или подвальное. Для такого вида помещений важна предельная прочность балок, поэтому выбираются элементы с мощным сечением. Также нужен слой надежной теплоизоляции и гидроизоляционная подложка. Можно уложить деревянное перекрытие на балки из металла или уменьшить междубалочное расчетное расстояние.
2. Межэтажное. Здесь балки являются лагами для пола и служат перегородкой между этажами. Между ними обязательно прокладывается тепло- и звукоизоляция.
3. Чердачное. Перекрытие отделяет жилые помещения от неотапливаемого чердака. Основное требование – обеспечение теплоизоляции. Чтобы избежать конденсата влаги в толще утеплителя, необходима укладка пароизоляционной пленки.

Важно! Чердачное балочное перекрытие оборудуется только при возведении скатной крыши. Для плоской рекомендуется плиточное.

По породе дерева

Для изготовления балок обычно выбирают хвойные породы деревьев:

Наиболее качественные характеристики у лиственницы. Однако, стоимость этого сырья достаточно высокая. Самым доступным материалом считается сосна.

Для улучшения технических и эксплуатационных параметров, древесина должна быть тщательно просушена и обработана специальными составами.

По типу обработки древесины

Балки делятся на два типа:

1. Цельные. Изготавливаются из древесины лиственных или хвойных пород деревьев. Имеют ограничение по ширине пролета (не более 5 м). Преимущества – бюджетная цена, экологичность.
2. Клееные. Прочность подобной конструкции намного выше, поэтому допустимая ширина перекрытий увеличивается до 20 м.

Различаются элементы по форме (сечению):

1. Квадратные.
2. Прямоугольные.
3. Овальные.
4. Круглые.
5. Двутавровые.

• Прямоугольные балки считаются лидером по частоте применения. Это сечение лучше всего подходит для любого вида перекрытий.
• Овальное или круглое сечение имеют бревна разного диаметра. Этот материал используется для обустройства мансардных или чердачных перекрытий. Бревно также служит декоративным элементом, такой потолок не требует подшивки.
• Квадратное сечение почти не используется, оно меньше других подогнано под эпюру внутренних усилий балки.
• Двутавры предназначены для межэтажных конструкций.

Брус клеёный

Толщина бруса зависит от количества слоев склеиваемого материала. Процесс производится методом прессования. Преимущества технологии – повышение прочности и возможность изготовить балки переменного и гнутого сечения.

Клеёный брус отлично пилится, гвоздится и режется. Кроме этого, обладает целым перечнем преимуществ:

• небольшой вес;
• простота монтажа;
• возможность работать с большими пролетами;
• пожарная безопасность;
• долгий срок эксплуатации;
• стойкость к деформации.

Гладкая поверхность клеёного бруса позволяет его не зашивать, создавая стильный декор помещения. Нужно отметить недостаток балок. При производстве используется клей на основе формальдегида, что снижает экологичность.

Более подробно о клеёных балках перекрытия можно прочитать в этой статье.

Фанера

Применение фанеры позволяет исключить скручивание балки. Материал используется при изготовлении двутавровых балок перекрытия. Из фанеры выполняется заготовка, которая в конструкции служит ребром жесткости. В деревянной балке фрезеруют паз нужной формы, затем детали соединяют.

Основные характеристики:

• размер 80 мм/200 мм;
• длина от 1,5 м до 6 м (стандартная 3 м);
• полка выполнена из бруса (древесина хвойная);
• ребро жесткости – фанера березовая ФСФ 24 мм – 27 мм;
• вес 5,5 кг/ пог. м.

Преимущества применения фанеры – экономичность сырья, хорошая несущая способность балки, отсутствие скручивания элементов. Недостатки – в материале могут встречаться небольшие пустоты, сучки или внутренние воздушные карманы.

ОСБ/ОСП

Еще один вариант – использование Н-образных балок из ОСБ/ОСП. Такие конструкции отличаются малым весом. Например, 6-метровая двутавровая балка весит не более 6 кг.

Второй плюс – подобные балки намного легче транспортировать и монтировать. Следствием является снижение затрат и уменьшение сроков ведения работ.

Прочность балки с вертикальным ребром жесткости из OSB намного выше, чем у конструкции из бруса. Стенка из ОСБ не имеет расслоений, гигроскопичности и внутренних воздушных карманов.

Коэффициент набухания у плиты ОСБ всего 15%. Даже при погружении в воду на сутки, она сохраняет все характеристики прочности. Плита имеет повышенную пожаробезопасность, экологичность и биологическую стойкость. Крепление материала производится скобами и винтами.

Из досок

Доска уступает клеёному брусу по длине перекрываемого расстояния. Она может быть не более 4-6 м. Преимущество досок состоит в том, что их можно сращивать и менять толщину балки.

Соединение элементов происходит с помощью болтовых соединений в комплекте с резиновыми или пластиковыми шайбами. Шайбы предупреждают вдавливание гайки в древесину в момент затяжки, также исключают воздействие влаги на крепеж и образование коррозии. Для перекрытия используются доски шириной 100-200 мм и толщиной 50 мм.

По конструкции

Следует выделить два основных типа деревянных конструкций перекрытия – балки и фермы. Балки используются длиной до 6 м и применяются для пролетов от 2,5 м до 4 м. Если длина пролета больше, то для монтажа рекомендуется брать материал из клееного бруса или установить деревянную ферму.

Конструкция фермы состоит из горизонтальных балок, расположенных на разном уровне. Соединяются брусья наклонными и вертикальными связями из дерева. Ферма обладает повышенной устойчивостью к прогибам, облегчает конструкцию и снижает расход материалов. Фермы перекрытия различаются по:

• очертаниям внешнего контура;
• типу решетки;
• типу опирания;
• назначению.

Основные преимущества конструкции с большим пролетом – высокая жесткость, снижение нагрузки на фундамент и стены, возможность сборки на земле, быстрый монтаж без дополнительных механизмов.

Требования и нормативные документы

К деревянным балкам предъявляются определенные требования, закрепленные в нормативных документах. Изготовление производится согласно ГОСТ 4981–87. Элемент должен обладать:

1. Высокой прочностью и жесткостью. Конструкции необходимо выдерживать нагрузки переменного и постоянного характера. Например, оборудования, мебели, веса строительных элементов дома. Также не должно быть прогибов под расчетной нагрузкой.
2. Звукоизолирующими свойствами и хорошей теплоизоляцией. В межбалочное пространство производится закладка современных материалов, обладающих данными характеристиками.
3. Высоким уровнем пожаробезопасности. Для этого древесину необходимо пропитать антипиренами несколько раз.

Внимание! В балках необходимо контролировать отсутствие дефектов и повреждений.

Условия изготовления и эксплуатации изложены в:

описаны нормы проектирования, характеристики используемой древесины, условия эксплуатации. устанавливает методы определения влажности деталей. содержит описание классификации, терминов, способов измерения видимых пороков древесины. посвящен правилам и требованиям к изготовлению деревянных клеевых конструкций. – технические условия на пиломатериалы лиственных пород. устанавливает технические требования к пиломатериалам хвойных пород.

Государственные стандарты регулируют все аспекты использования балок перекрытия.

Основные характеристики и размеры

Важный показатель для элемента – максимальная длина без опор. Она зависит от размера пролета.

При сооружении деревянного перекрытия используют брус и доску ходовых параметров. Например, 50×150 мм, 50×200 мм, 100×150 мм. Эти размеры соответствуют нормам при перекрытии проёмов не более 4 м.

Минимальные размеры бруса – 10×7 см. Такой элемент используется для длины пролета 2 м.

Максимальное значение 25×18 см нужно для пролета 7 метров. Самые ходовые размеры, используемые в строительстве перекрытий — 150×100 мм или 150×150 мм. Прочность перекрытия зависит от высоты балки.

Существующие стандартные размеры балок:

• 100x150x4,50 м;
• 100x200x4,50;
• 150x150x4,50;
• 150x200x4,50;
• 100x150x6,00;
• 100x200x6,00;
• 150x200x6,00;
• 200x200x6,00.

Максимальный уровень нагрузки:

• цокольных и межэтажных перекрытий составляет 210 кг/1 кв. м;
• чердачных – 105 кг/1 кв. м.

Важно! Предельный уровень прогиба равен 0,004 м/1 п. м. Если расчетное значение будет больше, то перекрытие использовать опасно.

Для определения сечения нужно произвести расчет. На практике его высоту берут в диапазоне 4–5% от длины пролёта. Пролёты свыше 6 м, в том числе 8 метров, перекрывают прогонами с крупным сечением.

Расчет

Калькуляция должна выполняться на этапе проектирования. Чтобы провести расчет, необходимы входные данные – длина балки, расстояние между двумя элементами, воздействующие нагрузки.

Для определения длины нужно измерить пролет, к полученному значению прибавить напуск для задела в стены. Например, для несущих стен из строительных блоков и кирпича глубина задела равна 150 мм, для деревянного строения – 70 мм.

Если строение прямоугольное, то балки рассчитываются для короткой стороны. Расстояние между элементами и количество зависит от шага укладки. Оптимально – от 40 см до 110 см.

Нагрузки

Есть два типа нагрузок – постоянные (вес конструкции) и временные (предметы и люди). Точный расчет делают проектировщики, в частном строительстве выбирают усредненные показатели.

Для чердачных нежилых помещений показатель равен 150-200 кг/ 1 кв. м. При хранении на чердаке материалов или вещей, показатель нагрузки следует увеличить до 250 кг/ 1 кв. м. Для мансардного, подвального или межэтажного перекрытия нагрузка выбирается в пределах 350–400 кг/1 кв. м.

Сечение подбирается с помощью таблиц в зависимости от расстояния между балками и расчетной нагрузки.

Округления нужно делать в большую сторону.

Примеры и формулы

Проверка на прочность выполняется по формуле:

• М – изгибающий момент (кгс/м);
• W – момент сопротивления (куб. см);
• Rд = 130 кгс/1 кв. м (сопротивление на изгиб для хвойной древесины).

Для вычисления расчетного изгибающего момента есть своя формула:

Приняты исходные данные:

• длина пролета – 4 м;
• шаг между балками – 600 мм;
• сечение несущей балки — 0,15×0,2 м;
• временная нормативная нагрузка — 250 кг/1 кв.м;
• нормативная нагрузка от веса перегородок — 75 кг/1 кв.м.

Вычисление собственного веса 1 кв. м перекрытия:

600×0,05+15×0,1+600×0,019+1000×0,01=52,9 кг/1 кв.м.

Вес 1 погонного метра — 0,15×0,2×600 = 18 кг/1 кв.м.

Нагрузка на 1 кв.м перекрытия — 52,9+250+75 = 377,9 кг/1 кв.м.

Нагрузка на 1 погонный метр балки равна: gн = 377,9×0,6+18 = 244,74 кг/п.м.

Изгибающий момент балки. М = 244,74×42 / 8 = 489.48 кг/м.

W = 489,48×100/130=376.523 куб.см.

Для определения сечения составлены таблицы:

В примере подходит балка прямоугольного сечения 12×15 см (W = 450 куб. см).

Теперь нужно определить прогиб балки по формуле:

• g — нормативная нагрузка, кгс/м;
• E — модуль упругости древесины, кгс/1 кв. м (100000);
• J — момент инерции балки, см^4 (3345).

До начала расчета размерности необходимо привести в соответствие:

• gн = 244,74 кг/п.м = 2,4474 кгс/см.
• l = 4 м = 400 см.

Подставить значения в формулу и получить результат:

f = (5/384)x(2.4474×400^4)/(100000×3345) = 2.4388 см.

Сравнить его с предельным прогибом по таблице.

fпр = (1/250)x400 = 1,6 см.

Вывод – необходимо увеличить сечение до 12×18 см (J = 5830). Повторить расчет:

f = (5/384) x (2.4474×400^4) / (100000×5830) = 1.3992 см. Результат меньше предельного значения. Нужное сечение 12×18 см.

Видео о расчетах:

Как делать монтаж?

При монтировании деревянных перекрытий следует:

1. Начинать установку с крайних балок, а затем продолжать промежуточными.
2. Располагать элементы строго горизонтально.
3. Четко выдерживать параллель и шаг между двумя брусьями.
4. В местах соприкосновения с несущими поверхностями использовать изолирующие материалы.
5. Выполнить срез концов бруса под углом в 60°-70°.
6. Каждую 3-ю балку фиксировать к стене анкерным болтом.

Для процесса крепления элементов необходимо использовать крепежный инструмент:

Металл для изготовления крепежа должен быть прочным и стойким к окислению.

Важно! Уголки нужно брать с запасом прочности не менее 2. Элемент должен выдерживать вес в 2 раза больше рассчитанного.

Способ крепежа выбирается в зависимости от материала стен и требований конструкции:

1. Крепление балок из бруса на армопоясе выполняют с помощью анкерных пластин с антикоррозионным покрытием.
2. Для крепления бруса к кирпичным и бетонным конструкциям используют уголковый крепеж. При этом саморезы и гвозди заменяют механическими анкерами. Для бетона понадобится взять под саморезы прочные дюбеля (пластмассовые) и дрель с функций перфоратора.
3. Чтобы зафиксировать брус к стене из дерева, нужны перфорированные элементы крепежа (плоские или уголковые). Также понадобятся шурупы, саморезы и гвозди.
4. Если стена выполнена из гипсокартона или газобетона, то следует приготовить шурупы с резьбой по всей длине. Второй вариант – химические или механические анкеры.
5. При подвесном методе крепления нужны металлические накладки.

Достоинства и недостатки

Среди основных плюсов элемента следует выделить:

• небольшой собственный вес;
• при укладке не требуется грузоподъемное оборудование;
• экономия времени на монтаж;
• возможность проведения ремонтных работ в период эксплуатации;
• экологичность;
• сравнительно низкая стоимость.

Минусы:

• горючесть и, как следствие, потребность в обработке антипиренами;
• меньшая, чем у металлических конструкций, прочность;
• деформация и усадка материала при перепадах температуры или влажности;
• подверженность воздействию патогенной микрофлоры.

Дополнительно следует отметить необходимость точного расчета.

Средние цены

Цена двутавровой балки длиной 6 м из сухого строганого бруса от 310 руб. до 360 руб. за пог. м. Если балка обработана биозащитой, цена возрастает от330 руб. до 380 руб. за за пог. м.

Стоимость балки с:

• Деревянной полкой OSB (длина до 6 м) от 265 руб. до 355 руб. за пог. м.
• Деревянной полкой OSB (длина до 12 м) от 365 руб. до 455 руб. за пог. м.
• Полкой из ЛВЛ бруска (длина до 12 м) от 425 руб. до 465 руб. за пог. м.
• Широкой полкой из ЛВЛ бруска (длина до 12 м) от 525 руб. до 585 руб. за пог.м.

• сечение 185×120 мм, 185×160 мм, 185×202 мм, 185×240 мм, 140×202 мм, 140×160 мм – 36 000 руб./куб. м;
• сечение 240×202 мм, 240×240 мм, 280×202 мм, 280×240 мм, 240×202 мм, 280×202 мм — 38 000 руб./куб.м.

Заключение

Выполнить перекрытие из деревянных балок может даже один человеку. Это зависит от размеров постройки. Главное, правильно сделать расчет, подготовить все материалы, ознакомиться с технологией укладки и крепежа.

Источник: stroim-domik.org

Деревянные балки на перекрытия для большого пролета

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

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Деревянные балки перекрытия — размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров; нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина — 5 метров, сечение — 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация.

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:

1. Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
2. 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.

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

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.

Менять жёсткость и прочность лаг в сторону увеличения можно, увеличив её высоту и сделав «полки». То есть – делается деревянная двутавровая балка.

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.

Среди самостройщиков нет единого мнения, какое сечение лучше. Если не брать в расчёт покупные изделия (двутавры заводского изготовления), то на первое место выходит простота изготовления в «полевых условиях», без использования дорогостоящего оборудования и оснастки.

Если посмотреть на поперечный срез любого металлического двутавра, то видно, что от 85% до 90% массы металла сосредоточено в «полках». На связующую стенку приходится не более 10-15% металла. Это сделано на основе расчёта.

Какую доску использовать для балок

По сопромату: чем больше сечение «полок» и чем дальше они разнесены друг от друга по высоте, тем большие нагрузки выдержит двутавр. Для самостройщика оптимальная технология изготовления двутавра – это простая коробчатая конструкция, где верхняя и нижняя «полки» сделаны из доски, положенной плашмя. (50х150мм, а боковые стенки изготовлены из фанеры толщиной 8-12 мм и высотой от 350 до 400 мм (определяется расчётом) и т.д.).

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, используя подобный принцип, можно соединить две длинных доски, собрав их в «пакет», и затем поставить их друг на друга на ребро (взять доски в 150х50 или 200х50), в итоге сечение балки составит 300х100 или 400х100 мм. Доски сажаются на клей и стягиваются шпильками или сажаются на глухари/шканты. К боковым поверхностям такой балки также можно прикрутить или прибить фанеру, предварительно смазав её клеем.

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

Для этого форумчанин приобрёл листы ОСП толщиной 12 мм, нарезал их по длине на пять равных частей. Затем купил доску 150х50 мм, длиной 8 метров. Фрезой «ласточкин хвост» выбрал посередине доски паз глубиной 12 мм и шириной 14 мм – так, чтобы получилась трапеция с расширением книзу.

ОСП в пазы Тарас174 вклеивал при помощи полиэфирной смолы (эпоксидки), предварительно «пристрелив» степлером к торцу плиты полоску стекловолокна шириной 5 мм. Это, по мнению форумчанина, усилило бы конструкцию. Для ускорения просушки склеенный участок прогревали обогревателем.

На первой балке я тренировался «набивал руку». Вторую сделал за 1 рабочий день. По стоимости, с учётом всех материалов, включаю цельную доску в 8 метров, стоимость балки составляет 2000 руб. за 1 шт.

Несмотря на положительный опыт, подобный «самострой» не избежал нескольких критических замечаний, высказанных нашими экспертами. А именно:

1. Недопустимо использовать в клееных конструкциях свежеспиленную и непросушенную доску, т.к. невозможно предугадать, как поведёт себя такая балка в долгосрочной перспективе.
2. 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.

1. Фрезеровка паза под установку ОСП. Балки заводского изготовления фрезеруются так, что паз получается зауженным книзу – т.н. клин. Лист ОСП вклеивается в «полку» в натяг. Это увеличивает плотность прилегания плиты и дерева.
2. Нетехнологичность работ, что приводит как к увеличению времени на изготовление одной балки, так и её конечной себестоимости.

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.

В реальных условиях одна балка не подвергнется такой сосредоточенной в одном месте нагрузке, поэтому самостоятельный опыт изготовления двутавра можно признать удачным. По мнению форумчанина, это оптимальный вариант, чтобы перекрыть расстояние более 6 метров и сделать свободную планировку в доме. Тем более, что, не смотря на «металлическую прочность» такой конструкции, поднять и смонтировать ее можно и одному человеку.

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.

Источник: smart-lum.com

Два серьезных недостатка деревянных двутавров о которых мало кто знает

Идеи Ремонта на фото

Добрый день, уважаемые гости и подписчики моего канала!

Я уже писал о том, что у нас в доме перекрытие по деревянным балкам. В то время, для пролета 4,6 м. я выбрал брус сечением 150*200 с шагом 70 см. Это решение пришло не сразу, долго размышлял, но изучив все особенности, плюсы и минусы каждого из вариантов — все же остановился на цельном брусе.

Теперь о двутавре…

Двутавровая деревянная балка — изобретена очень давно и использовалась как балка для большепролетных промышленных зданий и сооружений, вторую жизнь у нас эти балки приобрели сравнительно недавно. Сейчас, они очень распространены в каркасном и деревянном домостроении. Этот конструктивный элемент в поперечном разрезе выглядит в виде буквы «Н» и обладает очень высокой несущей способностью.

Такие элементы применяются при строительстве межэтажных перекрытий и кровель, как в деревянных, так и в каменных домах. Нужно отдать должное, что двутавровая балка практически не подвержена прогибу при вдвое меньшем весе, чем цельный брус, а длина изделий достигает 13 м.

Но, не так всё хорошо, как может показаться на первый взгляд. Очень много информации обычному потребителю просто не договаривается и что печальнее всего, производитель об этом знает!

Предлагаю рассмотреть, как работает двутавр.

Его конструкция имеет зону растяжения, зону сжатия и центральную перегородку (стенку). Стенка выступает как ребро жесткости, которое надежно зажато между брусками, установлено в паз и приклеено к ним эпоксидным клеем. При нагрузке, нижний брусок берет на себя все растягивающее усилие и это единственный элемент, который несет данную нагрузку.

Поэтому, первый момент заключается в пожаробезопасности.

Пожаробезопасность

Под действием температуры, несущая способность двутавра теряется уже через 3-4 минуты, а это в 10 раз быстрее, чем теряется прочность обычного цельного бруса тех же габаритов.

Проблема в том, что достаточно нескольких минут, чтобы перегорел брусок нижнего пояса, работающий на растяжение. После чего, конструкция резко обрушивается. С цельным брусом всё иначе — под действием огня, брус обугливается, а нагрузка постепенно перераспределяется по не обугленной части сечения, размер которого уменьшается не так стремительно, в отличие от двутавра.

Во-вторых, эпоксидный клей между стенкой и бруском перестает работать уже при температуре 87 град., стенка двутавра вылетает из посадочного гнезда, отделяясь от верхнего и нижнего поясов. Остаются две струнки, которые уже не способны держать нагрузку:

Чтобы защитить двутавр, нужно распрощаться с очень хорошей суммой денег, поскольку обычная химия на полках наших магазинов, наносимая кисточкой — не поможет, она лишь задерживает начало обугливания на несколько минут, но не влияет на его скорость.

Для защиты двутавров применяются специальные огнеупорные материалы, которые стыкуются к боковым граням стенки двутавра и нижнего бруска и не дают быстро распространяться огню:

Второе — стенка двутавровой балки

Несмотря на великолепную несущую способность балки, стенка двутавра является самым слабым звеном. Проверку на прогиб двутавр проходит со свистом, а проверка стенки на срез по формуле Журавского (сопромат) показывает, что если у нас имеется короткий участок под высокой нагрузкой — стенка балки попросту срезается и не выдерживает касательных напряжений, при том, что цельный брус проходит эти расчеты с запасом.

Стенка из фанеры ведет себя лучше, поскольку сам материал гораздо прочнее, чем ОСП. Но, производитель упорно применяет ОСП, удешевляя производство.

Поэтому, проектировщики перестраховываются и мы частенько можем видеть на стройках усиленные двутавровые балки с боковыми накладками из фанеры или того же ОСП, как на рисунке ниже (вариант «а»):

Возникает тогда вопрос, а зачем нам вообще дорогущий деревянный двутавр, который нужно дополнительно усиливать? Ведь можно приобрести обычный брус на любом строительном рынке и опоясать его металлической фермой из уголка (вариант «б»), что выйдет по цене чуть-чуть дороже, а несущая способность и пожаробезопасность — гораздо выше. А еще дешевле выйдет обычный брус с боковыми накладками из фанеры (вариант «в») на столярный клей и оцинкованные саморезы в шахматном порядке!

Считаю, что применяя деревянный двутавр, нужно дополнительно обеспечивать защиту от огня и усиливать его накладками по обе стороны балки. Что говорить об ОСП, если даже стенку металлического двутавра выгибает или перекашивает полку.

Если можно обойтись без двутавра, считаю, что нужно обходиться. Иначе — защищать!

Источник: desinghome.ru