Как сделать расчет лаг пола – возможные варианты

Иногда в домах индивидуальной постройки можно наблюдать прогиб потолков второго этажа или, что можно встретить реже, пола на первом этаже. Возникает такое явление по причине неправильных расчетов либо превышения допустимой нагрузки. Как усилить деревянное перекрытие и вернуть несущую способность балок пола, то есть лаг, можно узнать из статьи.

Строительный брус естественной влажности

Дачные дома, бани и не дорогие дома для постоянного проживания выгодно строить из свеже напиленного бруса естественной влажности.

Такой пиломатериал значительно дешевле профилированного или клееного бруса. Сборка стен дома из строительного бруса  достаточно проста и при выполнении определенных правил позволяет построить надежный и долговечный дом.

Дома из клееного бруса, конечно же, получаются более качественными и комфортными. Часто не требуют дополнительного утепления стен. Быстрее готовы к заселению. Однако помните основное правило рынка — качество стоит денег.

Надо ли сушить брус?

Сушить приобретённый брус не следует. При естественной сушке в штабеле пиломатериал сильно деформируется — изгибается, скручивается штопором. Сложить из такого покоробленного бруса ровные стены с плотными швами практически невозможно.

После изготовления брус, как можно быстрее, следует уложить в стены. Брус высыхает уже находясь в стене. В стене брусья скреплены между собой и находятся в зафиксированном положении. Деформация бруса при высыхании в стене менее значительна.

Покупайте свеже изготовленный брус, напиленный из леса зимней рубки. Не покупайте лежалый брус с хранения и не храните долго его сами.

При высыхании брусья уменьшаются в размерах, становятся тоньше и короче. Особенно сильно древесина сжимается в направлении поперек волокон. Высота стены в процессе высыхания бруса может уменьшится на 7-10%.

Процесс сушки бруса в стене продолжается довольно долго. Окончательно брус достигает равновесной влажности в течении 3-5 лет. Особенно сильно влажность снижается в первый год сушки. На протяжении всего этого времени меняются и размеры бруса.

При высыхании в брусе появляются глубокие трещины, в которые легко проникает вода и холод.

С этими свойствами древесины строительного бруса приходится серьезно считаться при возведении брусовых домов.

Например, настилать полы, обшивать потолки, отделывать мансарду изнутри можно не дожидаясь усадки сруба. Двери и окна устанавливают сразу, обязательно оставляя усадочные зазоры.

А вот утеплять и отделывать стены снаружи и внутри, устанавливать постоянную лестницу, класть печь, делать внутри каркасные перегородки лучше спустя год — два, когда усадка сруба в основном закончится.

Если стены из бруса не будут обшивать, то одну или две грани бруса до укладки в стену строгают или шлифуют и снимают фаски с ребер.

Крепление бруса к бетонной и кирпичной стене

Сверлить кирпич следует осторожно, строго под прямым углом, не «расшатывая» сверло, чтобы не расколоть кирпич. Раскол может вызвать осыпание кирпича. при попадании в полость кирпича придется воспользоваться дюбелем анкерного типа, который при заворачивании в стену образует узел, или распорным дюбелем. Закручивают дюбель осторожно. Механические анкера для устройства креплений деревянных брусьев к кирпичным стенам намного лучше саморезов и гвоздей, и технологически, и по прочности крепления.

Для бетона нужна дрель с функцией перфоратора и прочные пластмассовые дюбеля под саморезы, иногда перед забивкой пластикового дюбеля в стену его дополнительно смазывают клеем.

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.

Как выполнить работы

Расчеты

Точные расчеты для несущей способности балок, как правило, выполняют особые организации с достаточным опытом. При выполнении расчетов самостоятельно используется следующая система:

  • Чердачное перекрытие с подшивкой, утеплителем в котором является минеральная вата, имеет постоянную нагрузку 50 кг/м2. По стандартам СНиП при такой нагрузке нормативом будет 70 кг/м2, если коэффициент запаса прочности равен 1.3. Итак, узнать общую нагрузку несложно – 1.3*70+50=130 кг/м2.
  • Если вы производите расчеты для мансардного помещения, то следует учесть вес материала, из которого выполнен пол и предметы, которые находятся в этом помещении. В таком случае нагрузка будет 350 кг/м2.
  • Если же деревянные балки перекрытия играют роль межэтажных пролетом, то величина нагрузки будет равна 400 кг/м2.
Читайте также:  Делаем пол второго этажа по деревянным балкам своими руками

Определение шага и сечения балок

Когда известны данные о длине и нагрузке балок, можно узнать шаг установки и размер сечения/диаметр.

Учтите, что показатели взаимосвязаны между собой, и их можно рассчитать по установленным правилам:

  1. Высота и ширина балок должна иметь пропорцию 1.4:1. При этом учтите, что ширина балок должна быть от 4 до 20 см, а высота от 10 до 30 см (это с расчетом на утеплительный материал). Бревна для перекрытия обязательно должны быть с диаметром от 11 до 30 см.
  2. Шаг установки обязательно должен иметь предел от 0.3 до 1.2 метра (с учетом материала для утепления и материала для подшивки). Если дом каркасный, то шаг обязательно должен быть такой же, как и между каркасов.
  3. Произвести определение сечения балок из дерева можно по специальным таблицам или программам. При проведении расчета сечения следует учесть, что максимально допустимый изгиб балок на чердаке равен 1 от 200, а для межэтажных 1 от 350.

Использование деревянных ферм – преимущества и недостатки

Выполненные из дерева фермы перекрытий по виду напоминают два параллельно расположенных друг под другом бруска или бревна, которые между собой соединены опорами, а те в свою очередь находятся по отношению к бревнам или брускам вертикально или же под углом. Главной задачей ферм является перекрытие длинных пролетов, если невозможна установка дополнительных опорных стоек. Чтобы сделать фермы, используют специальные разработанные таблицы и программы, в которых учитываются типы соединений, шаг установки, общие размеры и сечение деталей. Чаще всего фермы делают по промышленному методу с использованием оборудования высокой точности. Вместе с тем есть вариант самостоятельного изготовления фермы.

Если сравнить деревянные фермы и балки перекрытия, можно выявить все достоинства и недостатки, которые есть у ферм.

К достоинствам отнесем:

  • Возможность накрыть пролет больших размеров и при этом не использовать дополнительные опорные стойки.
  • Небольшой общий вес, благодаря чему нагрузка на несущие элементы строения тоже будет небольшой.
  • Высокая прочность и никаких прогибов, что дает длительный срок эксплуатации напольного и подшивочного материала.
  • Простота установки на все несущие элементы в независимости от материала изготовления.
  • Есть возможность изменить ширину шага укладки.
  • Можно установить внутренние коммуникационные линии.
  • Отличная звукоизоляция.
  • Если фермы были выполнены красиво, их можно даже не зашивать и тогда они будут играть роль декоративного элемента.

Но помимо достоинств есть и некоторые недостатки, а именно:

  • Из-за особенностей конструкции сильно увеличивается толщина межэтажного перекрытия.
  • Большие затраты в плане труда при изготовлении фермы собственноручно, требуется специальное оборудование.
  • Готовые конструкции достаточно дорогие.

Выбирать фермы или деревянные балки – решать только вам.

Оптимальная толщина бруса для дома постоянного проживания

Какой толщины нужен брус для дома? Для ответа на этот вопрос необходимо обратить внимание на следующие нюансы:

  • регион проживания;
  • бюджет, которым вы располагаете;
  • требования к интерьеру и экстерьеру коттеджа;
  • иные пожелания.

Стандартно брус имеет сечение 20 на 20 см. Поэтому, чтобы в коттедже было тепло, придется использовать теплоизоляционный материал. Так вы сможете исключить теплопотери. В случае, когда сечение бруса 15 на 15 см, стены должны быть отделаны с обеих сторон либо только с внешней.

Производители изготавливают брус в форме прямоугольника или квадрата со сторонами 10, 15 и 20 см. При желании можно заказать изготовление бруса с толщиной 25 см. Однако стоимость такого стройматериала будет намного больше. Толщина стен дома из бруса может быть 10, 15, 20 или 25 см. Прежде чем определиться с выбором, проведите расчеты того, насколько прочное строение вы хотите получить.

Обратите внимание! Даже если вы закупите достаточно толстый брус, однако бригада строителей соберет сруб некачественно, здание получится непрочным.

Допускается толщина стен дома из клееного бруса 10–15 см, если возводится одноэтажное строение. Для двухэтажного коттеджа следует выбирать брус 15–20 см. Кроме того, если вы собираетесь жить в доме постоянно, нужно утеплить здание снаружи. В противном случае в холодное время года в коттедже будет некомфортно.

Применение теплоизоляционного материала позволяет использовать брус с меньшей толщиной. Для наглядности разберем пример. Утепленный брус 15 см будет только на 12 % лучше сохранять тепло в доме, чем стена 10 см. Следовательно, чтобы избежать лишних трат, лучше приобрести для дома клееный брус с толщиной 10 см.

Однако не во всех случаях допустимо использовать брус с небольшой толщиной. Если стены толстые, то во время сушки конструкции не произойдет их деформация. Кроме того, теплоемкость таких стен больше, а также они не пропускают посторонние звуки.

Если снаружи древесина покрывается теплоизоляционным материалом, коттедж придется обшить. Для такого дома можно подобрать самые разные варианты отделки, чтобы он выглядел эстетично, кроме того, утеплитель будет защищен от пагубного воздействия ветра, дождя и снега. Чтобы обшить коттедж, обычно применяют сайдинг-панели либо вагонку.

Определение сечения и размеров

Насколько надежна будет конструкция, зависит не только от того, какой материал используется, но и от правильных расчетов. Прежде чем приобрести брус, необходимо определить его длину и толщину. Длина должна совпадать с длиной и шириной дома, в котором устанавливается пол. Но лучше оставлять зазор, и выбирать брус на 20-30 мм меньше. Делается это для того, чтобы предотвратить деформацию в случае перепадов температуры и влажности.

С определением размеров сечения бруса дело обстоит гораздо сложнее. Толщина зависит от материала лаг и от расчетных характеристик будущего пола. За основу берется максимально возможная нагрузка на пол и размер пролетов между точками опоры лаг. В жилых домах принято брать за максимальную нагрузку показатель в 300 кг на кв. м.

Читайте также:  Характеристики монолитного перекрытия по профлисту

Есть таблица, которая отображает связь между толщиной бруса и длиной пролета между его опорами. Обычно при длине в 2 м применяют брус с сечением 110х60 мм, при длине в 3 м – 150х80 мм, а для четырехметрового пролета используется брус с сечением 180х100 мм. Можно проследить закономерность: чем больше пролет, тем толще брус.

Размеры сечения лаг в зависимости от пролета помещения

Форма самого сечения обычно прямоугольная. Брус устанавливают на ребро, чтобы лаги могли выдержать высокое давление. Этим достигается максимальная жесткость бруса.

Но не стоит зацикливаться на таблице соотношений, поскольку толщина лаг может быть больше в случае, если это необходимо. Например, если планируется укладка толстого слоя утеплителя.

Следует учитывать тот факт, что для нежилых помещений показатель уровня нагрузки более 300 кг на кв. м. И его придется сначала вычислить и только потом подбирать подходящие лаги, опираясь на полученные данные.

Если балки будут не из древесины, а из металла или железобетона, допускается меньшая толщина. Обусловлено это тем, что такие материалы более устойчивы к нагрузкам, они меньше прогибаются.

Расстояние между лагами выбирается в зависимости от толщины покрытия, которое будет использоваться для настила. Ведь чем толще настил, тем больший шаг может быть между лагами, так как толстое покрытие меньше подвержено прогибу при воздействии нагрузок. Для установления такого соотношения также существует специальная таблица. При толщине доски в 20 мм шаг составляет 30 см; 25 мм – 40 см; 30 мм – 50 см и т.д. А можно воспользоваться следующей формулой: при увеличении толщины бруса на 5 мм длина шага увеличивается на 100 мм.

Расстояние между лагами в зависимости от толщины половой доски

При использовании фанеры или ОСП расчеты немного другие. Это объясняется большей жесткостью на изгиб. Здесь для бруса толщиной в 1,5-1,8 см можно допустить расстояние между лагами до 40 см. А крепятся такие материалы к лагам в нескольких местах. Лаги располагаются таким образом, чтобы настил можно было зафиксировать по краям и посередине. В этом случае край листа укладывается только до половины бруса, а не на всю его ширину.

Функции, выполняемые лагами

  • Создают для пола ровную горизонтальную поверхность.
  • Более равномерно распределяют нагрузку на фундамент.
  • Оставляют воздушную прослойку между основанием пола и его финишным покрытием. Это пространство обычно используется для прокладки коммуникаций, а иногда даже и для хранения некоторых предметов.
  • Чаще всего пространство между лагами заполняют звуко- и теплоизолирующим материалом, благодаря чему в помещении станет заметно теплее и тише.
  • Подгнившую или треснувшую лагу можно достаточно быстро заменить новой, не затрагивая при этом основание пола.

Расчет отдельных параметров лаг

Чтобы выполнить расчет лаг пола, учитывают их основные параметры. При этом нужно помнить, что располагаться они должны в 1,5-2 раза выше высоты монтажа настила – в противном случае забитый гвоздь не сможет удерживать половицы.

Изготавливать деревянные лаги необходимо из древесины хвойных пород, при этом влажность заготовок не может превышать 20%. Сечение лаг для пола должно иметь прямоугольную форму. Для их выпиливания берут доски, имеющие толщину 50-60 миллиметров.

Подготовленные лаги следует укладывать с шагом 40-70 сантиметров поперек светового потока, идущего из окон. Если известны размеры комнат и шаг укладки, будет несложно выполнить расчет лаг перекрытия и количество требуемых элементов. Деревянные бруски перед монтажом следует два раза обработать антисептиком, который заменить можно горячим битумом.

При выборе высоты лаг во внимание принимают толщину слоя теплоизоляции. Обычно из материалов для утепления выбирают минеральную вату, производимую в плитах, толщина которых равна 5 сантиметрам. Аналогичным должен быть такой размер лаг для деревянного пола как высота.

При укладке теплоизоляции в два слоя, потребуются 100-миллиметровая высота лаг. Шаг монтажа напрямую зависит от толщины материала, используемого для укладки чернового пола. Чем настил тоньше, тем чаще нужно устанавливать лаги. Например, если для подложки под чистовой пол задействуют 12-миллиметровую фанеру, то шаг укладки должен быть около 30 сантиметров.

Обычно черновой пол создают из шпунтованной доски – еловой, пихтовой или сосновой. Для чистового напольного покрытия их не используют, поскольку хвойная древесина мягкая – на ее поверхности оставляют след женские каблуки. Сверху монтируют пол из ламината или другого материала для финишной отделки. При шаге лаг, равном 50 сантиметрам, рекомендуемая толщина досок – не менее 35 миллиметров.

Нужно понимать, что зависит расстояние между лагами от толщины доски, это необходимо учитывать заранее. Например, при таком параметре досок как 20, 24, 30,50 миллиметров, промежуток соответственно должен составлять 300, 400, 500,1000 миллиметров.

Изготовление лаг выполняют не только из древесины. Их также производят из железобетона, металла и различных полимеров. Наиболее высокой прочностью отличаются железобетонные изделия, которые обычно задействуют при возведении загородного дома. Лаги из других материалов используют при ремонте пола.

Когда основой для обустройства пола выбраны деревянные балки, лаги крепят саморезами. Размер крепежных элементов должен быть больше, чем толщина брусков в 2 раза. Преимущество такого метода заключается в том, что для регулировки высоты расположения лаг не требуется дополнительно применять специальные подкладки.

Принципы крепления стропил к балкам

На этапе подготовки к строительству выполняется расчет стропил и балок перекрытия. При проектировании кровельного каркаса следует учитывать климатические особенности региона, в первую очередь – характерные снеговые и ветровые нагрузки. На основании табличных данный и требований СНиПа относительно допустимых величин прогиба, выполняется расчет сечений элементов стропильной системы – балок кровли, стропил, деталей ферм.

Читайте также:  Как покрыть крышу рубероидом своими руками

Горизонтальные балки укладываются на стены или мауэрлат перпендикулярно длине здания. При проектировании следует учитывать, что балки с обеих сторон должны не менее чем на 40 см выходить за плоскость стены. Чтобы обеспечить необходимую точность, в первую очередь монтируются крайние балки, а затем их концы попарно соединяются натянутыми шнурами, относительно которых укладываются остальные балки. Ближе к концам в балках выполняются специальные пазы для надежного крепления стропил.

Существуют различные способы крепления стропил к балкам перекрытия. Важно исключить соскальзывание стропила с опоры. Для этого применяются соединения с пазами и шипами, вырубаемыми в обоих элементах, либо используется металлический крепеж.

Болтовое соединение подразумевает использование комплекта, состоящего из болта, гайки и шайбы. На выступающем конце балки перекрытия с тыльной стороны делается треугольный вырез таким образом, чтобы его гипотенуза располагалась под углом, соответствующим углу наклона стропила. Под тем же углом запиливается нижняя часть стропильной ноги.

Установив стропило срезом на балку, его следует зафиксировать гвоздями, а затем перпендикулярно плоскости стропильной ноги высверлить сквозное отверстие для болта таким образом, чтобы его можно было пропустить снизу через вырез, выполненный в балке. На болт надевается шайба и узел фиксируется гайкой.

Соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы, поэтому чаще применяются соединения с зубом, упором, шипом.

Рассматривая варианты, как крепить стропила к балкам, следует отметить, что конфигурация крепления зависит от угла наклона скатов кровли. Для крыш с крутыми скатами, испытывающими пониженную снеговую нагрузку, достаточно применять крепления с одинарным зубом. Двойной зуб используется при монтаже крыш с углом наклона скатов менее 35 градусов. Данный вид крепления дает возможность не только увеличить площадь опоры, но и добиться высокой прочности узла.

Врубка с использованием метода одинарного зуба чаще всего выполняется с дополнительным вырезом шипа, препятствующего боковым сдвигам стропила под нагрузками. В этом случае под шип следует предусмотреть соответствующее гнездо в балке. Чтобы не ослабить балку, глубина гнезда должна составлять 1/3-1/4 от толщины балки. Вырез выполняется не менее чем за 25 см от края балки перекрытия, чтобы избежать сколов.

Двойной зуб обычно дополняется двумя шипами, упором с шипом или без него, замочным соединением. Чаще всего у обоих зубов глубина врезки одинакова, но при необходимости применяется и врезка на разную глубину. К примеру, дополненный шипом первый зуб врубается на треть толщины опорной балки, а второй – на половину.

Сами по себе пазы не могут удержать стропильные ноги, находящиеся под нагрузкой. Помимо врубки соединительный узел укрепляют металлическим крепежом. Для неподвижных соединений гвозди вбиваются под углом. Могут использоваться металлические накладки, хомутовые соединения. Соединение стропила с балкой (при любой технологии его выполнения) дополнительно следует зафиксировать кованой проволокой, которая закрепляется на анкере, вмонтированном в стену.

Соединение стропил с балкой будет надежным, если :

  • применяется качественный крепеж (металлические элементы из прочного материала с антикоррозийной обработкой);
  • аккуратно выполняются запилы и врубки (использование вкладышей и прокладок снижают прочность узла, со временем они могу вылететь или деформироваться);
  • запилы и врубки выполняются по шаблонам;
  • применяется специальный стропильный крепеж.

Предлагаем ознакомиться Гидроизоляция печной трубы на крыше из металлочерепицы

Расчет несущей способности

Как рассчитать деревянные балки перекрытий при известных пролете и шаге?

Общая информация

Максимальный пролет нами уже упоминался: он ограничен длиной поставляемого бруса. Однако оптимальным значением пролета для деревянных несущих конструкций считаются 2,5 – 4 метра. Среди прочего, меньший пролет позволяет обойтись брусом меньшего сечения, что удешевляет конструкцию перекрытия.

Оптимально использование в качестве балок бруса с прямоугольной формой сечения. Его высота должна относиться к ширине как 1,4:1. В этом случае мы получаем максимальную несущую способность при опять-таки минимальных расходах.

Однако: реальные сечения деревянного бруса заставляют несколько отклоняться от оптимальной пропорции размеров.

Балка должна опираться на стену как минимум 12 сантиметрами свой длины от края.

Опирающийся на стену край гидроизолируется со всех сторон, кроме торца. При заделке торца непроницаемым для влаги материалом торцы рано или поздно загниют из-за отсутствия естественной сушки.

Концы балок обернуты рубероидом. Он предотвратит увлажнение древесины при контакте с материалом стен.

При расчете межэтажных перекрытий обычно используют расчетное значение полной нагрузки (собственный вес перекрытия и эксплуатационная нагрузка) в 400 кгс/м2. Однако для неэксплуатируемых чердаков это значение может быть уменьшено.

Расчет несущей способности

Холодный чердак нетребователен к прочности перекрытия.

Таблицы сечений

Начнем с подбора сечения прямоугольного бруса для нагрузки 400 кгс/м2 при разных значениях пролета и шага между балками.

Шаг/пролет 200 см 300 см 400 см 500 см 600 см
60 см 7,5х10 см 7,5х20 см 10х20 см 12,5х20 см 15х22,5 см
100 см 7,5х10 см 10х17,5 см 12,5х20 см 15х22,5 см 17,5х25 см

При сооружении чердачного перекрытия под неэксплуатируемым чердаком расчетная нагрузка может лежать в пределах 150 – 350 кгс/м2. При шаге между балками в один метр их сечения в сантиметрах должны быть следующими:

Расчетная нагрузка, кгс/м2/ пролет, см 300 400 500 600
150 5х14 6х18 8х20 10х22
200 5х16 7х18 10х20 14х22
250 6х160 7х20 12х20 16х22
350 7х160 8х20 12х22 20х22
Расчет несущей способности

Еще одна таблица содержит минимальные диаметры круглых балок (оцилиндрованного бревна) при нагрузке 400 кгс/м2 и шаге 1 метр.

Бревенчатое перекрытие.

Пролет, см Диаметр бревна, см
200 13
300 17
400 21
500 24
600 27