Варианты и виды строительства вальмовой крыши на балках перекрытий

Обустройство вальмовой крыши требует тщательной предварительной подготовки. Перед началом работ необходимо произвести расчеты, определить количество материалов и варианты крепления стропильной системы. В легких дачных строениях или одноэтажных домах стропила, как правило, крепятся к балкам перекрытий.

Пример расчета деревянной балки перекрытия.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП II-25-80 ( СП ) «Деревянные конструкции» [1] и применением таблиц [2].

Исходные данные.

Требуется рассчитать балку междуэтажного перекрытия над первым этажом в частном доме.

Материал — дуб 2 сорта.

Срок службы конструкций — от 50 до 100 лет.

Состав балки — цельная порода (не клееная).

Шаг балок — 800 мм;

Длина пролета — 5 м (5 000 мм);

Пропитка антипиренами под давлением — не предусмотрена.

Расчетная нагрузка на перекрытие — 400 кг/м2; на балку — qр = 400·0,8 = 320 кг/м.

Нормативная нагрузка на перекрытие — 400/1,1 = 364 кг/м2; на балку — qн = 364·0,8 = 292 кг/м.

Расчет.

1) Подбор расчетной схемы.

Так как балка опирается на две стены, т.е. она шарнирно оперта и нагружена равномерно-распределенной нагрузкой, то расчетная схема будет выглядеть следующим образом:

2) Расчет по прочности.

Определяем максимальный изгибающий момент для данной расчетной схемы:

Мmax = qp·L2/8 = 320·52/8 = 1000 кг·м = 100000 кг·см,

где: qp — расчетная нагрузка на балку;

L — длина пролета.

Определяем требуемый момент сопротивления деревянной балки:

Wтреб = γн/о·Mmax/R = 1,05·100000/121,68 = 862,92 см3,

где: R = Rи·mп·mд·mв·mт·γсc = 130·1,3·0,8·1·1·0,9 = 121,68 кг/см2 — расчетное сопротивление древесины, подбираемое в зависимости от расчетных значений для сосны, ели и лиственницы при влажности 12% согласно СНиП [1] — таблицы 1 [2] и поправочных коэффициентов:

mп = 1,3 — коэффициент перехода для других пород древесины, в данном случае принятый для дуба (таблица 7 [2]).

mд = 0,8 — поправочный коэффициент принимаемый в соответствии с п.5.2. [1], вводится в случае, когда постоянные и временный длительные нагрузки превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

mв = 1 — коэффициент условий работы (таблица 2 [2]).

mт = 1 — температурный коэффициент, принят 1 при условии, что температура помещения не превышает +35 °С.

γсс = 0,9 — коэффициент срока службы древесины, подбирается в зависимости от того, сколько времени вы собираетесь эксплуатировать конструкции (таблица 8 [2]).

γн/о = 1,05 — коэффициент класса ответственности. Принимается по таблице 6 [2] с учетом, что класс ответственности здания I.

В случае глубокой пропитки древесины антипиренами к этим коэффициентам добавился бы еще один: ma = 0.9.

С остальными менее важными коэффициентами вы можете ознакомится в п.5.2 СП

Примечание: перечисленные таблицы вы можете найти здесь.

Определение минимально допустимого сечения балки:

Так как чаще всего деревянные балки перекрытия имеют ширину 5 см, то мы будем находить минимально допустимую высоту балки по следующей формуле:

h = √(6Wтреб/b) = √(6·862,92/5) = 32,2 см.

Формула подобрана из условия Wбалки = b·h2/6. Получившийся результат нас не удовлетворяет, так как перекрытие толщиной более 32 см никуда не годится. Поэтому увеличиваем ширину балки до 10 см.

h = √(6Wтреб/b) = √(6·862,92/10) = 22,8 см.

Принятое сечение балки: bxh = 10×25 см.

3) Расчет по прогибу.

Здесь мы находим прогиб балки и сравниваем его с максимально допустимым.

Определяем прогиб принятой балки по формуле соответствующей принятой расчетной схеме:

f = (5·qн·L4)/(384·E·J) = (5·2,92·5004)/(384·100000·13020,83) = 1,83 см

где: qн = 2,92 кг/cм — нормативная нагрузка на балку;

L = 5 м- длина пролета;

Е = 100000 кг/см2 — модуль упругости. Принимается равным в соответствии с п.5.3 СП вдоль волокон 100000 кг/см2 и 4000 кг/см2 поперек волокон не взирая на породы при расчете по второй группе предельных состояний. Но справедливости ради нужно отметить, что модуль упругости в зависимости от влажности, наличия пропиток и длительности нагрузок только у сосны может колебаться от 60000 до 110000 кг/см2. Поэтому, если вы хотите перестраховаться, то можете взять минимальный модуль упругости.

Читайте также:  Какие бывают перекрытия в многоквартирном доме

J = b·h3/12 = 10·253/12 = 13020,83 см4 — момент инерции для доски прямоугольного сечения.

Определяем максимальный прогиб балки:

fmax = L·1/250 = 500/250 = 2,0 см.

Предельный прогиб определяется по таблице 9 [2], как для междуэтажных перекрытий.

Сравниваем прогибы:

fбалки = 1,83 см < fmax  = 2,0 см — условие выполняется, поэтому увеличения сечения не требуется.

Вывод: балка сечением bxh = 10×25 см полностью удовлетворяет условиям по прочности и прогибу.

Поделиться статьей с друзьями:

Какой брус используется для перекрытия?

  • Необходимо только хорошо просушенное дерево – уровень влажности не более 20%. При высыхании дерево изменяется в объеме, порой даже коробится, что приведет к деформации потолка.
  • Порода дерева, если речь идет о деревянном строении, должна совпадать с породой остальной древесины. Степень усадки и реакция на температурные изменения у разного материала заметно отличается.
  • Бруски необходимо тщательно и со всех сторон, не забывая торцы, обработать антисептиками, так как дерево, обычно, подвержено гниению и составляет лакомый кусочек для насекомых.
  • Рекомендуется обработать материал также антипиренами – составы увеличивают огнестойкость.
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?
Какой брус используется для перекрытия?

При сооружении балочной системы выполняется еще ряд требований, которые влияют на выбор материала – его размеры и способ изготовления. Так, над помещениями с высокой влажностью балочная система дополнительно гидроизолируется. А если балки разделяют этажи с разным температурным режимом – например, жилой этаж и неотапливаемый чердак, то теплоизоляция должна быть усилена и выполняться по тем же требованиям, что и теплоизоляции стен. В этом случае утеплитель составляет ощутимую дополнительную нагрузку, и брус придется подбирать больших размеров.

Какой брус используется для перекрытия?

Расчет стропильной системы и балок перекрытия

В основе всех расчетов стропильной системы и методов ее крепления лежит учет нагрузок на кровельное перекрытие. Этот параметр определяет угол наклона крыши, длину ската, высоту фронтона, необходимость в таких дополнительных конструкциях, как мауэрлат и перекрытие из балок. Значение определяется с учетом климатических условий местности, где обустраивается вальмовая крыша, принимая во внимание вероятность снежной зимы и порывистого ветра.

Руководствуясь таблицами и нормативами СНиП, в начальной стадии проектирования выбирается конструкция стропильной системы и опоры, сечение всех элементов и определения шага установки стропил и балок (при монтаже это одинаковые величины). Перед установкой горизонтальных балок перекрытия обустраивается мауэрлат. Оптимальные величины сечения бревен для его строительства так же определяются на этапе проектных работ.

Расчет стропильной системы и балок перекрытия

Еще одной необходимой составляющей вычислений должна быть высота крыши и длина стропил, выходящих за пределы наружных стен (скат). Как правило, этот параметр не превышает 35-30см.

Монтаж стропильной системы начинают с крайних балок, точно отмечая стыки крепления. Концы бревен соединяются между собой жестким канатом или проволокой, что служит определенной мерой для укладки остальных стропил.

Обратите внимание! Перед началом выполнения работ по устройству стропильной системы на досках делаются пазы (на том уровне, где стропила будут присоединяться к балке). Это необходимо для того, чтобы обеспечить надежность крепления всей стропильной системы.

Расчет стропильной системы и балок перекрытия

В основе всех расчетов стропильной системы и методов ее крепления лежит учет нагрузок на кровельное перекрытие. Этот параметр определяет угол наклона крыши, длину ската, высоту фронтона, необходимость в таких дополнительных конструкциях, как мауэрлат и перекрытие из балок. Значение определяется с учетом климатических условий местности, где обустраивается вальмовая крыша, принимая во внимание вероятность снежной зимы и порывистого ветра.

Руководствуясь таблицами и нормативами СНиП, в начальной стадии проектирования выбирается конструкция стропильной системы и опоры, сечение всех элементов и определения шага установки стропил и балок (при монтаже это одинаковые величины). Перед установкой горизонтальных балок перекрытия обустраивается мауэрлат. Оптимальные величины сечения бревен для его строительства так же определяются на этапе проектных работ.

Расчет стропильной системы и балок перекрытия

Еще одной необходимой составляющей вычислений должна быть высота крыши и длина стропил, выходящих за пределы наружных стен (скат). Как правило, этот параметр не превышает 35-30см.

Монтаж стропильной системы начинают с крайних балок, точно отмечая стыки крепления. Концы бревен соединяются между собой жестким канатом или проволокой, что служит определенной мерой для укладки остальных стропил.

Балочные металлические и железобетонные перекрытия

В качестве балок в таких конструкциях применяются:

  • двутавр;
  • швеллер;
  • уголок.

Швеллер и уголок для этих целей необходимо, предварительно, сварить определенным образом. Естественно, этому предшествует небольшой расчет.

Читайте также:  Если на Навального нажмут по-настоящему, он "поплывёт"

К неоспоримым преимуществам таких металлических балок относятся:

В железобетонных перекрытиях в качестве балок могут использоваться двутавр, швеллер, а также уголок.

  1. Высокая надежность и долговечность.
  2. Пожаробезопасность и стойкость к биологическим врагам.
  3. Возможность безопасного перекрывания пролетов в 4 -6 метров.

Расстояние между такими балками перекрытия может быть вдвое больше, чем между деревянными и регламентируется, чаще, размерами плит настила (расчет должен подтвердить, что плиты вынесут определенную нагрузку). Такие балки, напрямую, нельзя использовать в виде лаг для настила пола. К ним непросто (но возможно) подшивать потолок.

К сожалению, это не все недостатки перекрытия, использующего металлические конструкционные материалы. Еще к недостаткам такого перекрытия следует отнести:

  1. Образование ржавчины во влажных помещениях.
  2. Необходимость в грузоподъемных механизмах при монтаже.
  3. Хорошая звуко- и теплопроводность (с этими недостатками борются путем обертывания торцов металлических конструкций войлоком).

Накат на таких балках бывает не только из досок, но и из плит. Это могут быть облегченные железобетонные плиты или плиты из других легких и прочных строительных материалов – их применение регламентирует расчет.

Чтобы избежать коррозии несущих балок, используют железобетонные балки перекрытия. Такие балки укладывают на расстоянии 0,6 -1,0 м. Заполняют пространство между балками легкобетонными плитами или легкобетонными блоками. Поверх такого перекрытия делают стяжку под пол, а потолок штукатурят под побелку, покраску или обои.

Технология монтажа перекрытий из дерева

Для выполнения работ потребуются следующие инструменты:

  • топор;
  • циркулярная пила;
  • ножовка;
  • молоток;
  • шуруповерт;
  • саморезы и гвозди;
  • рубанок;
  • гидроизоляционный и теплоизоляционный материалы;
  • строительный уровень длиной не менее 80 см.
  1. При возведении стен в их верхней части формируют специальные проемы или углубления для балок. Перед началом работ эти гнезда очищают от пыли и мусора и настилают в них гидроизоляционный материал. Чаще всего используют рубероид. Если стены из кирпича, гнезда можно обработать битумом или мастиками на его основе.
  2. Торцы балок обмазывают битумом.
  3. Укладывают опоры в предварительно подготовленные проемы.

Если строение возведено из дерева, балки врубают в верхний венец. Существует такой способ крепления опорных элементов к стене, как ласточкин хвост. Оно используется в домах, выстроенных из бревна или бруса. Этот метод соединения прост и надежен. Для фиксации балок необходимы металлические скобы.

Утепление межэтажных перекрытий из массива

Деревянные перекрытия в доме монтируют по следующим правилам:

  • уложенный в гнездо брус должен отстоять от стен углубления не менее, чем на 4 см;
  • балки должны располагаться на расстоянии 40-50 см от дымохода;
  • каждую 3-4 балку крепят к стене анкерами;
  • пространство между брусом и стенками гнезда заполняют паклей или стекловатой.

Схема монтажа межэтажных перекрытий предусматривает устройство тепло- и звукоизоляции. Поэтому оставшиеся после укладки балок щели заполняют монтажной пеной.

Технология устройства настила

В зависимости от местонахождения наблюдателя, деревянные перекрытия между этажами могут представлять собой либо пол, либо потолок помещения. К устройству пола требования особые. Перед тем, как приступить к монтажу настила, каждую балку с обеих сторон подшивают черепными брусками сечением 40х40 см или 50х50 см.

Они послужат опорой для чернового пола. Аналогичным образом можно поступить и с устройством настила, образующего потолок. Но технология монтажа этого конструктивного элемента не имеет специальных требований для выполнения таких работ.

Устройство перекрытия по деревянным балкам

Устройство перекрытия по деревянным балкам начинают с крепления к нижней части опор неструганных досок толщиной от 15 мм. Они впоследствии послужат черновым потолком. На получившийся в процессе подшивки настил сверху укладывают гидроизоляционный материал: рубероид, специальную мембрану или плотный полиэтилен. На него — утеплитель.

Монтируют обшивку верхней части перекрытия по деревянным балкам. Доски крепят гвоздями или саморезами. Зная последовательность работ, их несложно выполнить своими руками. Перекрытие дома должно представлять собой герметичную, прочную, качественно утепленную конструкцию. Этот элемент здания испытывает наибольшие весовые нагрузки, поэтому для его устройства выбирают исключительно качественные материалы.

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.

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

Виды простых крыш и их основные элементы

Любая крыша состоит из несущего каркаса и защитного кровельного покрытия.

Читайте также:  Деревянное перекрытие между этажами. Особенности монтажа

Каркас включает следующие элементы:

  • Стропила – наклонные балки (служат несущей основой крыши).
  • Коньковый брус (соединяет верхние стыковочные узлы стропил).
  • Обрешетка – настил из досок или плиты OSB, укладываемый на стропила и служащий основанием для кровельного материала.
  • Контробрешетка – применяется при устройстве теплой кровли (создает воздушный зазор для вентиляции утеплителя).
  • Мауэрлат – деревянный брус (монтируется на продольные стены). К нему крепятся нижние части стропил (стропильных ног).
  • Вертикальные стойки, горизонтальные затяжки и подкосы (используются для усиления стропильной конструкции).
  • Кобылки – доски, прибиваемые к нижним концам стропильных ног для создания кровельного свеса.

Конструкция простой крыши для дома определяется несколькими факторами:

  • шириной перекрываемого пролета;
  • назначением чердачного пространства (жилое или нежилое, проходное или непроходное);
  • видом междуэтажного перекрытия (деревянные балки, железобетонные панели).

Если ширина здания невелика (до 4,5 метров), а на чердаке не планируется обустройство жилого помещения, то можно остановиться на варианте односкатной крыши. Она экономична и проста в монтаже.

Стропила такой крыши, можно опереть непосредственно на стены. Для этого одну из них нужно сделать выше другой. Так мы создадим уклон, необходимый для стока дождевой воды.

Если вы решите поставить односкатную крышу на стенах одного уровня, то для создания уклона в ее конструкцию нужно включить деревянные стойки. После завершения монтажа их обшивают сайдингом, OSB плитой или блокхаусом.

Для асбоцементного шифера угол наклона кровли должен быть не менее 22 градусов. Для металлочерепицы, ондулина, битумной черепицы уклон крыши делают не меньше 15 градусов. Делая расчет простой односкатной кровли, помните о том, что снеговая нагрузка – серьезный фактор. Для ее уменьшения уклон ската рекомендуется делать более крутым. В противном случае вам придется увеличить сечение стропил и обрешетки, что приведет к удорожанию конструкции.

Если ширина пролета составляет от 4,5 до 6 метров, то стропила нужно усилить раскосами (наклонными стойками из бруса). Они уменьшат прогиб стропильных ног под действием снеговой нагрузки. Нижние концы раскосов заделывают в кладку, а при использовании вертикальных опорных стоек крепят к ним при помощи скоб, гвоздей или зубчатых металлических пластин.

Односкатные кровли чаще всего применяют для небольших сооружений, таких как гаражи, сараи, бани или беседки. Двускатная конструкция с большим углом подъема – оптимальный вариант для обустройства чердачного помещения.

Крепление стропил к балкам перекрытия

Прочная и надёжная крыша — это важный элемент любого здания. Без него невозможно комфортное проживание внутри дома. Огромную роль в надёжности всей конструкции играет крепление стропил к балкам перекрытия. Это та основа, на которой держится вся кровля.

От того, насколько прочны соединительные элементы системы, зависит сама возможность эксплуатации крыши. Очень важно осуществить правильное крепление стропил к балкам перекрытия.

Ошибки при монтаже стропильной системы в дальнейшем могут вылиться в разгерметизацию всей конструкции, и даже её обрушение. Строителям нужно учесть множество факторов при выборе материалов и конструкторских решений.

СНиПы представляют собой свод правил и стандартов, которыми пользуются строители при возведении построек. Это своеобразный строительный кодекс, от соблюдения норм которого зависит безопасность всей постройки.

Конструктивные недостатки выступающих балконов

1. Длина выступа ограничена: 0,6÷2,3 м (зависит от сечения и шага балконных балок, типа балконного пола и климатических условий).

2. Балки выступающих балконов проходят сквозь тепло-/ влагоизолирующие материалы наружной стены. Это может привести к повреждениям, вызванным накоплением влаги и разгерметизацией ограждающих конструкций строения. Поэтому очень важно чтобы ветро-, гидроизоляция вокруг балконных балок была выполнена качественно.

3. Выступающие балконы не подходят для фасадов, часто подвергающихся воздействию сильного ветра, направляющего дождь в горизонтальном направлении.

выступающих балконов требует специальных знаний и навыков, а также требует дополнительное количество времени и сил.