Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Требования к деревянным брусьям для перекрытий

Помимо бруса, для деревянных балок применяют бревна, обтесанные с трех сторон или сколотые друг с другом доски. Выбирая материал, из которого будет изготавливаться перекрытие, нужно проследить, чтоб на нем отсутствовали сколы, трещины, гниль, следы жизнедеятельности различных паразитов, к примеру, шашеля.

Балки цокольного перекрытия

На качество дерева влияет уровень его просушки, показатель влажности ни в коем случае не должен превышать 14 %, иначе материал будет иметь малую степень прочности, начнет прогибаться под действием нагрузок. Правильно подобранная балка должна иметь толщину не менее 1/24 от ее длины. К примеру, если ее длина 5 м, то ширина должна быть 20 см. Если достичь необходимой толщины сложно, то складывается несколько узких балок в одну.

Для расчета нагрузок, действующих на перекрытие, нужно учесть тяжесть самого перекрытия (брус, утеплитель, настил) и добавить к ним усредненные показатели нагрузок от мебели, людей и так далее. Очень часто нагрузку на цокольное перекрытие, выполненное по деревянным балкам, принимают равным 400 кг/м2. Учесть все возможные нагрузки достаточно сложно, поэтому при проектировании к полученным результатам добавляют 30-40 %, чтоб получить запас прочности.

Каждая деревянная балка характеризуется прогибом, наименьшее значение которого составляет 1/300 от ее длины. Таким образом, необходимо использовать строительные конструкции (подъемы), способные снизить указанный прогиб. Нужно учитывать, что лиственные породы деревьев нежелательно применять, так как они плохо работают на изгиб.

Расчет диаметра бруса

Для того, чтобы определить сечение брусьев, необходимо разбить пространство помещения по шагам так, чтобы получилось значение в пределах метра. К примеру, при длине комнаты в 7,3 метра, расчетным шагом будет величина в 0,73.  Используя типовые таблицы сечений выбирают необходимый показатель для бруса.

При длине пролета в 4 метра, шаге 0,6, брус должен быть толщины 10см и высота 20 см. с учетом опирания с обеих сторон рассчитываем, что его длина должна быть 4,3 метра.

При перекрытии по дереву ширина пролета не может быть более 5 метров.  Важно тщательно высчитать нагрузки, чтобы не было провисания потолка или разрушения материалов конструкции, что опасно для жизни владельца и ведет к дополнительным тратам на ремонт.

Все расчеты автоматизированы и существуют специальные программы для вычисления, потому следует перепроверить полученные значения на компьютере.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

  1. Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
  2. Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

    Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

  3. Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м2.
  4. Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L2)/8

Где:

  • q — полная нагрузка на кв. м;
  • L2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h2/6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Устройство деревянных перекрытий в газобетонных домах

Газобетон – достаточно теплый и легкий материал. Его увеличивающаяся популярность объясняется тем, что газобетонные блоки хорошо удерживают тепло и имеют низкую стоимость.

Но важно помнить, что этот материал не обладает высокой прочностью. Это необходимо учитывать при выборе остальных несущих конструкций.

Если говорить о перекрытиях, то деревянные перекрытия в таком доме из газобетона станут самым лучшим вариантом.

Виды конструкций

Чтобы разделить межэтажное пространство можно применять следующие виды конструкций:

  • перекрытие по балкам;
  •  плитное перекрытие;
  •  монолитное перекрытие.

Применение в газобетонном доме тяжелых металлических или железобетонных элементов нежелательно, поэтому выполнение перекрытия по деревянным балкам – самый распространенный и разумный вариант.

Сборное железобетонное

Схема опирания ж/б перекрытий

К положительным сторонам данного вида конструкции можно отнести:

  • высокая скорость монтажа;
  • надежность и прочность;
  • негорючесть.
Устройство деревянных перекрытий в газобетонных домах

Недостатков у данного типа намного больше. Особенно они заметны при строительстве частного дома из газобетона:

  • ограниченное количество типоразмеров;
  • большая масса элементов;
  • необходимость использования грузоподъемной техники;
  • невозможность применения при сложной форме помещения;
  • необходимость наличия большой площади для складирования.

Монолитное железобетонное

Монолитное перекрытие позволяет использовать его в помещениях сложных форм и с нетиповыми пролетами. Существует два типа таких перекрытий для частного дома:

  • по деревянным балкам и влагостойкой фанере;
  • по металлическим балкам и профлисту.

Второе для газобетонного дома сразу же отпадает из-за высокой массы и слишком больших различий в характеристиках материала. Монолитное перекрытие с использованием деревянных балок подходит для зданий с небольшими пролетами, поскольку при увеличении расстояний между стенами, увеличивается толщина бетонного слоя.

Устройство бетонных перекрытий значительной толщины создает слишком большие нагрузки на хрупкие газобетонные стены.

К положительным характеристикам данного вида конструкции можно отнести:

  • возможность заливки площади любой формы;
  • нет необходимости в сложной технике;
  • прочность и надежность.

К минусам относятся:

  • трудоемкость процесса;
  • необходима установка опалубки и специальных опорных стоек;
  • сложность технологических режимов при укладке смеси;
  • большая масса конструкции.

Переоборудование в тёплый чердак

Обычные чердаки деревянных каркасных домов могут быть переоборудованы в тёплые помещения. Для этого необходимо выбрать правильную изоляцию.

Утепление дома с холодным чердаком

Нужно ли утеплять чердак в каркасном доме? У каждого утеплителя имеются свои преимущества и недостатки. В зависимости от этого и выбирается теплоизоляция. Поэтому всегда обращайте внимание на следующие критерии:

    Влаго и паропроницаемость; Теплоизоляция; Экологическая безопасность материала; Пожаробезопасность; Цена материала.

Керамзит

Переоборудование в тёплый чердак

Керамзит имеет высокую сыпучесть. Поэтому для чердака – это хороший вариант. Рекомендуется перед монтажом использовать слой пароизоляции. Для того, чтобы все пустоты заполнились материалом, необходимо использовать разнокалиберные гранулы.

Пенопласт

Пенопласт имеет две стороны одной медали. При нагревании вещество выделяет ядовитые канцерогены – стирол. Поэтому, используя данный материал необходимо сделать хорошую вентиляцию. Если чердак будет использоваться как склад, достаточно будет проложить один слой материала. Но, если из чердака сделать мансарду, тогда необходимо использовать несколько слоёв. При этом в стропила укладывают первый слой, а для второго слоя используют плиты со ступенчатой кромкой.

Утепление крыши минеральной ватой.

Минеральная вата

Один из самых простых способов утеплить чердак. Если крыша имеет уклон в 45 градусов, используют среднюю плотность. Если уклон больше, тогда минеральную вату укладывают на внутренней стороне стропил. Для неё не нужна подшивка. Весь материал монтируется между пазухами. Но если она выпадает, следует выбрать более высокую плотность материала.

Минеральная вата делиться на:

    Каменную вату, которая обладает лучшими качествами и свойствами; Стекловату не обладает достаточной экологичностью, острые края могут раздражать дыхательные пути и кожу; Шлаковую вату, не имеет достаточную упругость.

Пенополиуретан

Пенополиуретан отличается низкой теплопроводностью. Его напыляют с помощью пульверизатора. Это позволяет сделать максимально герметичный слой. После того, как раствор высохнет, он станет нейтральным и экологически безопасным.

Переоборудование в тёплый чердак

Утепляем чердак каркасного дома пенополиуретаном.

Экологическая вата имеет несколько вариантов монтажа:

    Сухая задувка. Влажный аналог. Ручная кладь.

Первые два варианта наносятся с помощью специального оборудования. Ручная кладь не использует специальных приспособлений, но при этом материал расходуется неэкономно.

Особенности

Мансарда, позволяя расширять освоенное пространство за счёт чердака, всё же строится довольно долго и дорого. Строительство требует приложить немало усилий, к тому же нужно основательно знать методику работы и желательно изучить хотя бы один пример такого обустройства. Куда легче просто утеплить верхнюю часть жилища – это также позволит сэкономить средства.

Перекрытие над деревянными балками чаще всего выполняется в виде пирога, куда входят:

  • накат или дощатый щит;
  • слой, останавливающий распространение пара;
  • зазор для вентиляции;
  • утеплительный материал;
  • дополнительная пароизоляция;
  • пол, а иногда напольное покрытие, если чердак часто посещают.

Даже для холодного чердака полезным элементом оказывается слуховое окно. Такие конструкции могут иметь треугольную конфигурацию либо быть выполнены в форме овала. Обычно их размещают на высоте около метра от пола, оснащают решётками и жалюзями. Монтаж перекрытия, компенсирующего тепловые потери через это окно, нужно делать только после окончания установки несущих конструкций.

Вторая ошибка — пароизоляцию уложили с двух сторон утеплителя и деревянного перекрытия

Как правильно пароизолировать деревянное перекрытие в деревянном и каркасном доме? Этот вопрос волнует многих застройщиков, и является «узким» местом во многих конструкциях. Сразу скажем, что речь идёт о перекрытии между двумя жилыми и постоянно отапливаемыми этажами.

Мы утепляем пол второго этажа в деревянном доме. Я уже запуталась, где монтировать пароизоляцию! На одних сайтах пишут, что первый слой укладывается между чистовым потолком первого этажа и черновым полом второго. На других, что по черновому полу и на неё сразу утеплитель. Получается пароизоляция будет с двух сторон?

Я тоже видел в интернете множество схем по монтажу пароизоляции в перекрытии первого и второго этажа. Причём, некоторые производители рекомендуют укладывать паронепроницаемую плёнку снизу и сверху утеплителя. Подскажите, как правильно сделать пароизоляцию перекрытия, если первый и второй этажи отапливаются?

Вторая ошибка — пароизоляцию уложили с двух сторон утеплителя и деревянного перекрытия

Чтобы ответить на эти вопросы, рассуждаем логически.

  1. В каркасных стенах и перекрытиях пароизоляция устанавливается там, где имеется перепад температур. Т.е. помещение, где плюс, теплоизолируют от улицы, где холодно.
  2. В междуэтажном перекрытии, между двумя отапливаемыми этажами, нет резкого перепада температур. Поэтому водяной пар, попавший в утеплитель, не сконденсируется.
  3. Отсюда: минераловатный утеплитель, уложенный в деревянное перекрытие между первым и вторым отапливаемым этажом скорее нужен не для утепления конструкции, а для звукоизоляции перекрытия.
  4. Т.е., фактически, можно обойтись без плёнок, но жилое помещение надо защитить от возможного попадания частичек теплоизоляции в воздух.
  5. Но, не забываем, что в доме, крое жильцов, есть постоянные источники влаги и водяного пара — кухня, ванная комната и туалет.
  6. Водяной пар, за счет разницы давления, будет стремиться попасть из теплого помещения в холодную зону — через стены на улицу, или снизу-вверх, на холодный чердак через перекрытия. Или в подкровельное пространство, если речь идет об утеплённой мансарде.

Итак, у нас есть утеплитель, уложенный между деревянных балок в перекрытии первого и второго этажа и водяной пар, от которых надо защитить эти конструкции. Водяной пар, если он попал в перекрытие, должен иметь возможность выйти из него. Следовательно, «пирог» перекрытия должен обеспечить эту возможность. Т.к. сейчас речь идёт о перекрытии первого и второго этажа, предлагаем такой «пирог»:

  • Чистовая и черновая отделка потолка первого этажа.
  • Пароизоляция.
  • Утеплитель.
  • Паропроницаемая диффузионная мембрана.
  • Черновая и чистовая отделка пола второго этажа.

При такой схеме водяной пар свободно выйдет из перекрытия, и конструкция будет «дышать».

Вторая ошибка — пароизоляцию уложили с двух сторон утеплителя и деревянного перекрытия

Важно! В утеплённом деревянном межэтажном перекрытии не укладывайте пароизоляцию с двух сторон.

Утепляем перекрытие первого этажа

Утепление пола в этом случае также можно выполнить несколькими способами, выбор зависит от конструктивных особенностей дома. При наличии под перекрытием проветриваемого пространства, утепление можно выполнить по принципу чердачного, изменив чередование слоев.

Первый способ

Утепление пола первого этажа по лагам, с холодным подполом выглядит следующим образом:

  1. Подготовка балок.
  2. Вдоль нижней грани крепим черепной брусок.
  3. На черепные бруски гвоздями крепим черный пол (доски, фанера, ОСП, ЦСП или др.).
  4. Поверх укладываем влаго- ветрозащитную мембрану, крепя ее к балкам через контр рейки.
  5. В межбалочное пространство укладываем утеплитель.
  6. Настилаем чистый пол.

Второй способ

Утепление перекрытия над холодным подвалом отличается от предыдущего способа небольшими нюансами, соответственно алгоритм выполнения работ не изменяется.

Технология создания чердачного перекрытия по деревянных балкам

При наличии опыта выполнения строительных работ смонтировать перекрытие холодного чердака по деревянным балкам можно собственноручно. Выполняют этот процесс на заключительном этапе проведения кровельных работ.

Последовательность действий будет следующей:

  1. Монтаж несущих балок. Для небольшого по площади частного дома подойдут деревянные перекрытия, сделанные из бруса, имеющего сечение 150х150 или 200х200 миллиметров. Их укладывают на бетонную или кирпичную кладку стен.
  2. Установка лаг. Их помещают на ребро перпендикулярно балкам с шагом 60 сантиметров. Лаги делают из досок сечением 150х50 миллиметров.
  3. Укладка термоизоляции. Утеплитель размещают между лагами – он защитит от проникновения холода с чердака.
  4. Монтаж чернового и чистового пола.
  5. Обшивка несущих балок со стороны помещения с целью оформления поверхности потолка.

При утеплении пола чердака не следует забывать об обустройстве гидро- и пароизоляции.

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

Количество балок, их размеры, шаг установки зависят непосредственно от площади помещения и предполагаемых нагрузок. Большинство экспертов считают, что оптимальной нагрузкой на перекрытия является 0,4 тонны на один квадратный метр площади (‬400‭ ‬кг/м 2 ). В эту нагрузку включают вес самой балки, массу чернового и финишного покрытия пола сверху и потолка снизу, утепления, коммуникаций, а также мебель и людей.

Сечение зависит и от того, из какой древесины делаются перекрытия. Сейчас приведем средние рекомендуемые значения при шаге укладки в 60 см:

  • Если пролет составляет 2 метра, то минимальное сечение должно быть 7,5 на 10 см.
  • При длине пролета в 2 с половиной метра балка должна иметь размеры 7,5 на 15 см.
  • Если пролет трехметровый, то принято использовать балки 7,5 на 20 см.
  • При длине балки в 4 и 4,5 м принято использовать их с сечением 10 на 20 см.
  • Для постройки пятиметрового перекрытия используются перекладины с сечением 125 на 200 мм.
  • Шестиметровое перекрытие делается из балок размером 15 на 20 см.

Приведем таблицу сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400 кг/м2:

пролёт (м)/ шаг установки (м)

2,0

2,5

3,0

4,0

4,5

5,0

6,0

0,6 75х100 75х150 75х200 100х200 100х200 125х200 150х225 1,0 75х150 100х150 100х175 125х200 150х200 150х225 175х250

Если не планируется нагружать перекрытия (в случае нежилого чердака для хранения легких вещей), то допустимы меньшие значения нагрузок от 150 до 350 кг/м 2 . Вот значения для шага установки 60 см:

Читайте также:  Как использовать балки перекрытия из бруса