Как рассчитать размеры деревянных балок перекрытия

Главная / Каркасный дом своими руками. Фишки и опыт других / Крыша дома за $6000. Стропильная система кровли

Как сделать деревянное чердачное перекрытие

Чердачное перекрытие дома должно обеспечивать необходимую прочность, жесткость, отсутствие вибрации.

Кроме того, устройство чердачного перекрытия по деревянным балкам должно обеспечить достаточный уровень теплоизоляции и звукоизоляции. Тепло из дома стремится уйти через чердак, и этому должен быть устроен надежный барьер. Обратно нужно не пустить шум дождя, ветра, и возможно, шум жилых помещений верхнего этажа.

Как сделать деревянное чердачное перекрытие, чтобы оно соответствовало этим требованиям и было долговечным? Какую конструкцию применить, и какие материалы выбрать?

Особенности вальмой конструкции крыши

Если внимательно приглядеться к классической вальмовой крыше, становится понятным, что создавалась она, прежде всего, для двух-трех этажных домов, для условий с большим количеством осадков и переменчивым направлением сильных ветров. Недаром такие конструкции еще называют голландскими или датскими. Именно там преимущества вальмовой крыши очевидны. Но красота конструкции иногда заставляет делать вальмы именно ради внешнего облика крыши и фасада дома, а не каких-то особенных свойств.

Если сравнивать размеры и затраты материала на двухскатной компоновке и четырехскатной вальмовой крыши, можно сделать следующие выводы:

  • Делать два дополнительных ската крыши вместо плоских фронтонов выгодно из-за меньших затрат на деревянный брус каркаса, но невыгодно, с точки зрения расхода кровельных материалов;
  • Если делать стены дома из современных газобетонных блоков или кирпича из арболитовой смеси, это уменьшит расходы на обогрев, но значительно возрастут затраты на усиление несущего каркаса вальмовой крыши, практически на 25-30%;
  • Делать крышу вальмовой конструкции выгодно, если дом находится в условиях постоянных сильных ветров и обильных осадков. В этом случае потери тепла на двухскатной крыше выше на 5-10%, чем на конструкции с вальмами;
  • При одинаковом расходе материалов делать простую вальмовую крышу дороже из-за необходимости оплачивать услуги более квалифицированных строителей и специалистов;
  • Конструкция с вальмами при одном качестве постройки считается более прочной и долговечной в сравнении с двухскатными схемами крыш.

Важно! Вальмовая крыша на сегодняшний день стала практически классикой жанра в архитектуре малоэтажного строительства коттеджей и загородных домов.

Особенности вальмой конструкции крыши

Сделать вальмовую крышу и не ошибиться

Вальмовая крыша сегодня может выглядеть очень красиво и оригинально. Современные разработки конструкций вальмовой крыши позволяют сделать ее практически на любом современном здании, с фундаментом или даже без него. Если у здания нет даже ленточной фундаментной основы нормальной глубины, вальмовую крышу можно сделать по самой простой схеме — с очень маленьким наклоном ската кровли, большим выносом висячих стропил и широким свесом крыши. Естественно, полноценное чердачное помещение и устройство перекрытия будет сделать невозможно из-за слабой остойчивости коробки дома. Такой подход позволит сделать минимальную аэродинамическую нагрузку от ветра, хорошую защиту стен и фундамента от дождевых потоков, и снизит потери тепла через верхние части дома. Прекрасный вариант для маленького дачного домика.

Основные схемы сборки каркаса вальмовой крыши:

  1. Конструкция с опорой только на стены, без использования перекрытия или потолочных балок;
  2. Наслонный вариант установки каркаса позволяет увеличить размеры четырехскатной крыши в высоту;
  3. Крыша с опорой на балки перекрытия дома — наиболее часто используемый вариант для домов с легкими стенами с недостаточной жесткостью коробки здания;
  4. Вальмовая крыша с опорой на плиты перекрытия – наиболее часто встречающийся вариант в современном строительстве двух и трехэтажных домов.

Подготовка к перекрытию крыши

Весь процесс замены крыши дома своими руками делится на несколько этапов:

Снять старое покрытие. Тут не нужно никаких специальных навыков, требуется лишь соблюдение осторожности: все работы проводятся на высоте, материалы типа шифера или листового железа могут поранить тех, кто находится внизу.

Читайте также:  Обзор несъёмной опалубки из пенополистирола

Демонтаж кровли всегда проводится сверху вниз, то есть в порядке обратном укладке покрытия.

После снятия финального покрытия, следует провести осмотр целостности стропильной системы, гидро-, пароизолирующего материала, утеплителя.

Если крыша прохудилась, и появились дырки, вполне вероятно, материалы намокли, требуют замены или подновления. Т

о же самое с обрешеткой, стропилами – все гнилые или порченные насекомыми элементы следует удалить: не стоит делать перекрытие крыш на стропила или обрешетку с изъянами, такая работа скоро потребует очередного ремонта.

Гидроизоляция, утеплитель осматривается, укладываются обратно, по местам стыков все проклеивается скотчем.

Теперь можно приниматься за перекрытие крыши.

В зависимости от выбранного материала различается технология укладки, но предварительные работы всегда похожи.

Качество любого материала со временем снижается и кровля тут не исключение.

И совсем неважно, нуждается крыша в мелком ремонте или полном обновлении, придется столкнуться с перекрытием крыши.

Если решено обойтись собственными силами, пригодится информация о том, как перекрыть крышу.

Для начала следует решить вопрос с материалом, временем и наличием помощников, определиться с технологией замены кровельного покрытия и продумать основные этапы работ.

Правила укладки балок перекрытия

Если возводится кирпичное здание, то для устройства в нем межэтажных перекрытий в стенах оставляют специальные отверстия, которые предусмотрительно оставляют во время кладки стен. Если дом строится деревянный, то отверстия, в которые впоследствии будут прокладываться балки, просто вырубаются в нужных местах. Укладка балки должна быть произведена таким образом, чтобы опорная длина концов, заходила на в проемы не менее, чем на 15 см. Горизонтальность укладки проверяется уровнем или ватерпасом. Чтобы выдержать точное расстояние между устраиваемыми балками, можно использовать отрезок рейки нужной длины. Она и будет служить показателем того расстояния, через которое следует установить следующую балку. Крепить эти опорные элементы следует через каждые два бруса. Производятся они с помощью анкеров. Для выравнивания балок по горизонтали в проемы, в которые они укладываются, можно подкладывать под их концы деревянные плашки. Не следует забывать и об утеплении при производстве этих работ. Все свободное пространство, которое остается в проемах после устройства в него балки. следует заполнить утеплителем. Обычно в этих целях используется стекловата. Также важно сделать гидроизоляцию. Поэтому в каждый проем прокладываются куски рубероида в два слоя или плотного полиэтилена. Расположить балки можно как в параллельном, так и перекрестном направлении. Но последнее довольно сложно в монтаже, и на практике используется редко.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Чтобы построить деревянный дом необходимо провести расчёт несущей способности деревянной балки. Также особое значение в строительной терминологии имеет определение  прогиба.

Без качественного математического анализа всех параметров просто невозможно построить дом из бруса. Именно поэтому перед тем как начать строительство крайне важно правильно рассчитать прогиб деревянных балок. Данные расчёты послужат залогом вашей уверенности в качестве и надёжности постройки.

Что нужно для того чтобы сделать правильный расчёт

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Расчёт несущей способности и прогиба деревянных балок не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Чтобы определить, сколько досок вам нужно, а также, какой у них должен быть размер необходимо потратить немало времени, или же вы просто можете воспользоваться нашим калькулятором.

Во-первых, нужно замерить пролёт, который вы собираетесь перекрыть деревянными балками. Во-вторых, уделите повышенное внимание методу крепления. Крайне важно, насколько глубоко фиксирующие элементы будут заходить в стену. Только после этого вы сможете сделать расчёт несущей способности вместе с прогибом и ряда других не менее важных параметров.

Длина

Перед тем как рассчитать несущую способность и прогиб, нужно узнать длину каждой деревянной доски. Данный параметр определяется длиной пролёта. Тем не менее это не всё. Вы должны провести расчёт с некоторым запасом.

Важно! Если деревянные балки заделываться в стены — это напрямую влияет на их длину и все дальнейшие расчёты.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

При подсчёте особое значение имеет материал, из которого сделан дом. Если это кирпич, доски будут монтироваться внутрь гнёзд. Приблизительная глубина около 100—150 мм.

Когда речь идёт о деревянных постройках параметры согласно СНиПам сильно меняются. Теперь достаточно глубины в 70—90 мм. Естественно, что из-за этого  также изменится конечная несущая способность.

Читайте также:  Виды плит перекрытий, особенности их применения

Если в процессе монтажа применяются хомуты или кронштейны, то длина брёвен или досок соответствует проёму. Проще говоря, высчитайте расстояние от стены до стены и в итоге сможете узнать несущую способность всей конструкции.

Важно! При формировании ската крыши брёвна выносятся за стены на 30—50 сантиметров. Это нужно учесть при подсчёте способности конструкции противостоять нагрузкам.

К сожалению, далеко не всё зависит от фантазии архитектора, когда дело касается исключительно математики. Для обрезной доски максимальная длина шесть метров.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

В противном случае несущая способность уменьшается, а прогиб становится больше.

Само собой, что сейчас не редкость дома, у которых пролёт достигает 10—12 метров. В таком случае используется клееный брус. Он может быть двутавровым или же прямоугольным. Также для большей надёжности можно использовать опоры. В их качестве идеально подходят дополнительные стены или колоны.

Совет! Многие строители при необходимости перекрыть длинный пролёт используют фермы.

Общая информация по методологии расчёта

В большинстве случаев в малоэтажном строительстве применяются однопролётные балки. Они могут быть в виде брёвен, досок или брусьев. Длина элементов может варьироваться в большом диапазоне. В большинстве случаев она напрямую зависит от параметров строения, которые вы собираетесь возвести.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Внимание! Представленный в конце странички калькулятор расчета балок на прогиб позволит вам просчитать все значения с минимальными затратами времени. Чтобы воспользоваться программой, достаточно ввести базовые данные.

Роль несущих элементов в конструкции выполняют деревянные бруски, высота сечения которых составляет от 140 до 250 мм, толщина лежит в диапазоне 55—155 мм.

Это наиболее часто используемые параметры при расчёте несущей способности деревянных балок.

Очень часто профессиональные строители для того чтобы усилить конструкцию используют перекрёстную схему монтажа балок. Именно эта методика даёт наилучший результат при минимальных затратах времени и материалов.

Если рассматривать длину оптимального пролёта при расчёте несущей способности деревянных балок, то лучше всего ограничить фантазию архитектора в диапазоне от двух с половиной до четырёх метров.

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Внимание! Лучшим сечением для деревянных балок считается площадь, у которой высота и ширина соотносятся как 1,5 к 1.

Как рассчитать несущую способность и прогиб

Стоит признать, что за множество лет практики в строительном ремесле был выработан некий канон, который чаще всего используют для того, чтобы провести расчёт несущей способности:

M/W

Расчет несущей способности и прогиба деревянных балок

Что нужно для работы с чердачным перекрытием?

После того, как несущие балки установлены, можно приступать к перекрытию чердака. Для этого следует подготовить материалы для формирования чернового настила (доски, плиты ДСП и пр.), гидро- и теплоизоляцию (мембраны, утеплитель, пена и пр.), и материалы для отделки (вагонка, гипсокартон и пр.). Вам также пригодятся стандартные столярные инструменты, рулетка, дрели, шуруповерт, электролобзик, саморезы, гвозди, скобы, уголки, металлические пластины и прочие закрепляющие элементы.

Как монтировать межэтажные и потолочные перекрытия

Речь снова пойдет о деревянных лагах. Чтобы перекрытие не пришлось переделывать позже, воспользуйтесь доступной инструкцией:

  1. На стенах зафиксируйте заготовленные рейки, заранее обернутые в рубероид. Так вы избавите дерево от возможного гниения вследствие попадания влаги.
  2. Зафиксируйте балки по краю, отступив от стены как минимум 5 см, шаг между соседними перекладинами не может превышать подсчитанные ранее размеры.
  3. Лаги укладываются по всей толщине настенных конструкций, поэтому имеют максимальную опору и хорошую устойчивость.
  4. Заполните пустоты кирпичом или строительными плитами.
  5. Следующий слой состоит из чернового покрытия из обрезного бруса величиной 150 × 25 мм.
  6. В чем отличие потолочного перекрытия от межэтажного? Все идентично, единственный нюанс – толщина реек чуть меньше, а расстояние между ними, наоборот, чуть больше.

Расчет балки на прочность

Для того чтобы определить подходит балка по прочности или нет, нужно чтобы момент сопротивления балки перекрытия (W), равнялся или был больше требуемого момента (Wтреб ):

Wтреб ≤ W

Но вычислить реальный момент сопротивления балки перекрытия мы не можем, так как не известна ее высота. В этом случае нужно или воспользоваться перебором сечений, исходя из условия, что наиболее оптимальное соотношение высоты к ширине 1,4:1, или же просто принять W = Wтреб, в силу того, что мы не нарушаем условий заданной формулы. Также, после этих манипуляций станет известен параметр h.

Читайте также:  Как крепить ступени деревянной лестницы?

Онлайн калькулятор расчета балки на прочность оперативно вычислит нужное сечение, чтобы перекрытие выдержало расчетную нагрузку БЫСТРО и БЕСПЛАТНО.

Монтаж стропил на сруб

Рассмотрим на примере, как можно соединить стропила друг с другом в области конька.

Шаг 1. Чтобы соединить стропила стык в стык, требуется отпилить их верхнюю часть так и под таким углом, чтобы два противоположно стоящих элемента сошлись друг с другом над коньковым брусом.

Монтаж стропил на сруб

Как будут соединяться стропила

Шаг 2. Далее нужно изготовить две деревянные накладки (форма показана на рисунке). Они прикладываются с одной и с другой стороны двух состыкованных ранее стропильных ног.

Монтаж стропил на сруб

Также необходимо сделать две деревянные накладки

Шаг 3. После этого накладки нужно закрепить длинными гвоздями на стропильных ногах. Также соединить стропильные ноги в области конька можно при помощи специальной зубчатой пластины.

Крепление деревянных накладок

Монтаж стропил на сруб

Также может использоваться специальная пластина

Установка стропил на сруб имеет свои особенности, та как строения, выполненные из дерева, меняют свои геометрические размеры в процессе усадки, а также при изменении влажности воздуха.

Последний венец сруба следует проверить на горизонтальность, чтобы стропила легли правильно и равномерно передавали нагрузки на конструкцию. Затем размечаются места установки стропил. Если фронтоны сооружения выполнены из бруса или бревен и на них опирается коньковая балка, то технология монтажа стропил отличается от стандартного жесткого крепежа с использованием врубок с шипом и металлических уголков.

Монтаж стропил на сруб

Фронтоны из бревна или бруса в процессе усадки сруба изменяют свои размеры, уменьшившись на 10-15 сантиметров по высоте. Таким образом, жесткое крепление стропильных ног к стенам и коньковому прогону приведет к деформации стропильных ног, и, как результат, во всей кровле, либо во фронтонах при усадке образуются щели. Чтобы избежать таких последствий, при монтаже стропил применяются специальные скользящие крепления .

Определяя, как установить стропила на сруб необходимо учитывать, что в данном случае соединения стропильных ног в коньковой части выполняются подвижными – должна иметься возможность менять угол при усадке фронтонов. Для этого стропильные ноги крепятся внахлест с болтовым соединением, либо с применением специальных монтажных пластин из металла (в этом случае — встык с обязательным зазором).

Нижняя часть стропильной ноги может крепиться в паз, выполненный в верхнем венце стены. При этом стропило устанавливается со свесом, величина которого определяется при проектировании. При необходимости стропильная нога устанавливается нижним ребром на бревно без паза. Также используется вариант, когда местом крепления стропильной ноги является горизонтальный брус перекрытия.

Монтаж стропил на сруб

Во всех случаях в качестве крепления используется специальный крепежный элемент из прочного металла – «салазки». Крепление может быть открытого или зарытого типа. Оно позволяет стропилам перемещаться без деформации кровли. Перед тем, как крепить стропила к срубу, следует правильно подобрать крепеж. Модели различаются длиной хода подвижного элемента (от 60 до 160 мм), количеством отверстий для крепежа.

Если крыша будет испытывать серьезные снеговые нагрузки, «салазки» монтируются с обеих сторон стропильной ноги. При установке скользящего соединения на бревно сруба, необходимо подготовить под место крепежа пластины плоскую площадку.

Монтаж стропил на сруб

Утепление плоской кровли

На счёт утепления крыши проблем с такой стропильной системой нет. Снизу по стропилам нашиваешь контр обрешётку и укладываешь минвату. Она будет служить дном для эковаты.

У нас уже был уложен кровельный материал. И приходилось укладывать минвату изнутри порядно. Начинать нужно с самой нижней части кровли. Чтобы потом можно было снаружи запихать остаток эковаты, так как внутри это будет сделать уже проблематично и зашить.

Сначала вдоль длинной стены укладываешь ряд минваты. Потом засыпаешь эковату.

Делали втроём. Один разбивает на полу брикеты с эковатой, разрыхляет ее граблями, второй насыпает ее в строительный тазик и подает третьему. Третий ее уже укладывает на крышу, и так далее. Подшил по рядно контрбрус, уложил минвату, сделал паутинку из шпагата,чтоб минвата не упала, запихал эковату. Итого 25-30см утепления шага