Двутавровые деревянные балки своими руками

Устройство перекрытия в доме из бруса – важная тема, в которой должен разбираться любой строитель. Сечение, материал и размер бруса для перекрытия следует подбирать на основе расчетов и практических знаний, а теоретические основы мы рассмотрим в рамках статьи. Кроме того, вы узнаете ряд полезной информации по работе своими руками.

Преимущества и недостатки по сравнению с плитами перекрытия

Деревянные балки могут похвастаться своей легкостью и простотой в установке. Бытует ошибочное мнение, что под легкие перекрытия из дерева не нужен армирующий слой. Это в корне не верно.

Важно!Для газобетонных стен в независимости от вида перекрытия всегда необходим армопояс!

В случае с деревянными перекрытиями его возведение распределит нагрузку от балок по всему периметру стен и предотвратит растрескивание газобетона от точечных нагрузок.

Плюсами деревянных балок являются:

  1. Экологичность, так как дерево — это возобновляемый натуральный материал.
  2. Небольшая масса.
  3. Низкая теплопроводность по сравнению с бетонными конструкциями.
  4. Невысокая цена по сравнению с другими видами перекрытий.
  5. Большой ассортимент в выборе.
  6. Простота установки балок.

Отрицательные стороны у древесины тоже имеются:

  1. Недолговечность. Рано или поздно даже самые хорошие перекрытия могут начать гнить.
  2. Малопрочность — дерево не сможет выдержать столько веса, сколько смогло бы перекрытие из бетона.
  3. Горючесть (натуральные материалы легко воспламеняются).

Важно!Несмотря на такие значительные отрицательные качества, дерево все равно выбирают намного чаще, и вот почему: специальные составы для пропитки древесины смогут продлить срок службы, уберечь от гниения и воспламенения. А малая прочность искореняется благодаря использованию большего количества балок и уменьшения шага прокладки.

Теперь рассмотрим бетонные перекрытия и их недостатки:

  1. Первым и наиболее существенные минусом является дороговизна перекрытия из бетона. Мало того, что сами перекрытия стоят недешево, для их установки и перевозки потребуется и специальная техника (кран). Так что и за установку придется выложить определенную денежную сумму. У деревянных перекрытий этот минус отсутствует — установку можно произвести самостоятельно. Если балки небольшие, то достаточно будет и двух-трех человек. Чем они тяжелее и массивнее, тем большее количество людей придется задействовать.
  2. Высокий вес. Мы уже говорили, что для монтажа потребуется специальная техника. А ещё потребуется более дорогой фундамент.

Как видите, все недостатки связаны лишь с ценой. Чтобы принять окончательное решение, ознакомьтесь со статьей про плиты перекрытия в газобетонном доме.

Строительные требования к деревянным перекрытиям

Чтобы смонтировать своими руками долговечное и безопасное деревянное перекрытие между 1 и 2 этажом, следует строго соблюдать предъявляемые к ним технические требования.

Теплоизоляционный слой

Теплоизоляция пола улучшит температурные показатели в комнате на втором этаже Если деревянный пол будет разделять собой верхнее и нижнее помещение с разницей температур между ними свыше 10°С, нужно будет сооружение теплоизоляционного слоя.

Это необходимо, например, при обустройстве перекрытий между первым этажом и подполом, цоколем или между первым/вторым этажом и неутеплённой мансардой.

Прочность балок

Балки и перекрытия должны выдержать до 180 кг/кв.м нагрузки При сооружении пола второго этажа по деревянным балкам следует уделять особое внимание прочности несущих конструкций. От того, насколько прочны деревянные балки перекрытий, зависит безопасность эксплуатации здания.

Согласно строительным нормативам для деревянных малоэтажных построек предельная нагрузка на перекрытия первого этажа не должна превышать 210 кг на кв.м., давление на деревянный пол второго этажа – не более 180 кг/кв.м., а для чердаков и мансард этот показатель должен составлять менее 105 кг/кв.м.

Максимальный прогиб

Кроме того, строительные нормативы предъявляют требования и к значениям прогиба деревянных балок перекрытий. Согласно СНиП этот коэффициент не должно превышать 1 к 250. То есть, максимальный прогиб деревянных несущих конструкций при эксплуатации должен быть менее 4 мм на метр длины балки.

Согласно этому нормативу прогиб балочной конструкции длиной 4 м в центре не должен быть более 1,6 см (4 м : 250 = 0,016 м). Если же в комнате планируется размещение массивной мебели и бытовой техники, настил в качестве напольного покрытия кафельной плитки и т.п., то требования к жёсткости конструкции увеличивается до 1 к 400.

То есть, прогиб не должен превышать 2,5 мм на каждый метр. Для нежилых мансард и чердачных помещений допускается больший коэффициент прогиба – 1 к 200 (5 мм на 1 метр).

Звукоизоляция

Пятидесятимиллиметровая минвата не только утеплит пол, но и станет хорошим звукоизолятором Согласно строительным нормативам порог звукоизоляции для межэтажных перекрытий жилых зданий должен составлять 50 дБ.

Для обеспечения этого требования вполне достаточно будет застелить пол второго этажа под финишным покрытием минватой толщиной 50 мм.

Длина несущих балок

Длина балки должна быть не более 5 м Максимально допустимая длина свободного провиса деревянных балок не должна превышать 5 м для межэтажных и 6 м – для чердачных перекрытий. Если проектная длина комнаты больше 5 м, необходимо будет установка под несущим брусом дополнительной опоры. Дело в том, что оптимальная длина несущей деревянной конструкции составляет 4 м.

При дальнейшем увеличении её длины резко снижается жёсткость и прочность несущей конструкции и непропорционально возрастают требования к толщине сечения балки. Так, чтобы показатели прогиба для 8 м бруса «вписывались» в нормативы СНиП, толщина его должна быть порядка 40 см. Для примера: такой же показатель прогиба показывает 4 м брус сечением всего 15 х 15 см.

Читайте также:  Особенности утепления межэтажных перекрытий в деревянном доме

Дерево – материал достаточно уязвимый для внешнего воздействия, прежде всего сырости и огня, поэтому перед тем, как преступить к возведению несущих конструкций, все деревянные элементы должны быть обработаны антисептическими материалами и антипиренами.

Железобетонные перекрытия.

Основным материалом для устройства перекрытия в современном строительстве является железобетон.

Железобетонные перекрытия разделяются на сборные, монтируемые из готовых элементов заводского изготовления, монолитные, бетонируемые в опалубке на месте возводимой конструкции и сборно-монолитные.

До освоения и внедрения в практику строительства сборных конструкций железобетонные перекрытия выполнялись монолитными.

перекрытия – неиндустриальны, трудоемки, требуют расхода лесоматериалов на опалубку и большого количества стали. В современном строительстве монолитные перекрытия применяют в случае, когда они являются основным элементом, обеспечивающим пространственную жесткость здания, в зданиях сложной формы (в плане), а также при значительных динамических нагрузках на перекрытия.

В зависимости от нагрузки пролеты до 3м можно перекрывать гладкой плитой толщиной 60-100мм. При пролетах более 3м устраивают ребристые перекрытия (рис. 9.5), состоящие из плиты (3); главных балок (прогонов) (1); и второстепенных балок (ребер) (2). Расстояние между главными балками от 4 до 6м, а между ребрами при толщине плиты 70-100мм – от 1,5 до 3м. балки многопролетных перекрытий представляют собой неразрезную конструкцию. Опорами главных балок являются колонны (или несущие стены), опорами ребер (второстепенных балок) – главные балки (прогоны).

Для получения гладкого потолка при ребристом перекрытии устраивают штукатурку по стальной сетке, прикрепляемой к ребрам снизу, или крепят листы сухой штукатурки на специальных подвесках, так называемый подвесной потолок. На верхнем этаже гладкий потолок может быть получен устройством монолитного железобетонного перекрытия ребрами вверх. Ребристые перекрытия имеют прямоугольную сетку колонн.

Рис. 9.5. Монолитные железобетонные перекрытия. 1 – главная балка; 2 – второстепенная балка; 3 – плита.

В случае, когда расстояния между колоннами в обоих направлениях перекрываемого помещения одинаковы, перекрытия могут быть кессонного типа, т.е. главные и второстепенные балки имеют одинаковую высоту сечения.

Рис. 9.6. Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия.

В этом случае на потолке образуются прямоугольные или квадратные углубления, по-французски – кессоны. Экономически кессонные перекрытия менее выгодны, чем обычные ребристые, и применение их оправдывается главным образом архитектурными соображениями.

Преимущество монолитных железобетонных перекрытий заключается в эффекте увеличении жесткости благодаря образованию сплошного диска. Минимальная высота плиты сплошного сечения должна составлять 1/35 пролета. Железобетонные однопролетные плиты сплошного сечения экономичны только при пролетах до 4,5м; они же выгодны и в акустическом отношении из-за большой массы.

монолитные железобетонные плиты армируются в одном или двух направлениях стальными сетками. Верхняя арматура краев плиты служит для предохранения ее опорных частей от смятия вышерасположенной нагрузки или для заделки в стену. Верхняя арматура над опорами в неразрезных перекрытиях служит для восприятия растягивающих усилий от отрицательных изгибающих моментов.

В настоящее время достатка бетона полной заводской готовности на строительную площадку осуществляется в автомобилях, что приводит к отсутствию дорогого бетоносмесительного оборудования на строительной площадке, гарантирует качество бетонной смеси, устраняет со строительной площадки источники шума. Монтаж перекрытий из бетона, доставляемого на место работ, стал существенно экономичным благодаря развитию эффективных систем опалубки.

К монолитным перекрытиям можно отнести перекрытия по стальным балкам с монолитным заполнением (рис. 3).

Рис. 9.7. Монолитные перекрытия по стальным балкам: а – ребристые; б – арочные; 1 – стальная балка; 2 – монолитный железобетон; 3 – затирка поверхности.

Как определить нагрузку?

На деревянные балки перекрытия постоянно воздействует нагрузка, складывающаяся из нескольких составляющих. Первым слагаемым является собственный вес всех деталей, составляющих перекрытие. Второе слагаемое – эксплуатационная нагрузка. Она бывает временной или постоянной. Точный расчет достаточно сложный, но вполне возможно применять упрощенный вариант формулы.

Если рассчитывается нагрузка для перекрытия чердака, в котором не будут что-либо хранить, то постоянная нагрузка принимается за 50 кг/м2.

Эксплуатационная нагрузка в таком варианте будет: 70*1,3=90 кг/м2. 70 – нормативное значение для данного чердака, 1,3 – коэффициент запаса.

Общая расчетная нагрузка – сумма из двух названных, т.е. 50+90=130 кг/м2. Округляем и получаем 150 кг/м2.

Данные расчеты предполагают, что будет использоваться легкий утеплитель. Если же будут применяться материалы с большим весом или чердак будет активно использоваться для разных целей, то нормативная нагрузка, действующая на перекрытие повышается до 150 кг/м2. В этом случае 150*1,3+50=245 кг/м2. Данное значение можно округлить до 250 кг/м2.

При создании мансарды учитывается вес напольного покрытия и основы пола, мебели, людей. В результате нагрузка получается от 350 до 400 кг/м2.

Как сделать межэтажные деревянные перекрытия в домах из кирпича и дерева

Перекрытия – это один из элементов возводимого дома, сильно влияющий на крепость постройки. В зависимости от материала они бывают деревянными и железобетонными (монолитными, сборными, сборно-монолитными). Для изготовления конструкционного элемента в частном малоэтажном строительстве часто выбирают деревянные бруски, доски или бревна, так как сооружение перекрытий из дерева отличается меньшей трудоемкостью при монтаже и его можно выполнять без специальных навыков.

Настил наката перекрытия по деревянным балкам

Накат перекрытия образует потолок нижнего этажа. Настил наката можно выполнить своими руками разными способами. Опишем несколько способов устройства деревянного наката.

Обычно к балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Черепные бруски прибивают вдоль боковых сторон балки так, чтобы низ обоих брусков был на уровне низа балки. На черепные бруски поперек балок укладывают деревянный накат – ровные доски толщиной 10-25 мм.

Читайте также:  Как заделывать штробы под проводку — пошаговая инструкция

Доски должны плотно прилегать друг к другу, лучше, чтобы они соединялись в четверть. В качестве наката можно использовать готовые деревянные щиты, листы фанеры. Для устройства ровного потолка нижнего этажа снизу к балкам прибивают подшивку, например, гиспокартонные листы или листы фанеры толщиной от 8 мм и длиной по размеру пролета между балками.

Другой способ устройства наката увеличивает высоту потолка нижнего этажа. К деревянной балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм. На черепные бруски укладывают деревянный накат в направлении поперек балок. Затем вдоль балок между черепными брусками к накату прибивают подшивку – доски толщиной 40 мм, как и черепные бруски. Лучше, чтобы доски были соединены в четверть или в шпунт.

Есть способ устроить накат перекрытия по деревянным балкам из толстого горбыля или бруса толщиной от 60 мм. К балке прибивают черепные бруски сечением 40×40 мм или 50×50 мм. Поперек балок на черепные бруски укладывают горбыль скругленной стороной вверх или брус.

Черепные бруски и брус (или горбыль) соединяют в четверть, вырезая паз в брусе. Толщину бруса (или горбыля) выбирают таким образом, чтобы низ балки и бруса были на одном уровне и чтобы было крепким соединение бруса с черепным бруском (вырезать паз в брусе можно на 2/3 высоты бруса). Этот брус будет служить одновременно накатом и подшивкой. Обычно такой способ устройства перекрытия называют перекрытием без наката с подшивкой.

Также можно вместо черепных брусков вырезать крепежный паз в балке, но тогда нужно заранее принимать это в расчет при выборе размеров балок.

Иногда для эстетики нижнюю часть балок оставляют открытой, тогда накат укладывают несколько выше, крепя для этого черепные бруски в середине балок, а не на уровне низа балок.

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.

Таблицы расчета перекрытий

Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»).

На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).

Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е.

в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».

Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.

Примечания:

  • Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
  • Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
  • Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
  • Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
  • Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.

Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия

Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,3 0,4 0,5 0,6
240 Балка GreenLum-240W 4,95 4,50 4,16 3,93
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,35 4,96 4,70
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,75 5,38
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 5,45 4,95 4,55 4,30
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,05 5,50 5,10 4,80
300 Балка GreenLum-300L 6,50 5,90 5,45 5,15
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 7,20 6,55 6,10 5,75
360 Балка GreenLum-360L 7,45 6,75 6,30 5,90
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 8,30 7,50 7,00 6,60
400 Балка GreenLum-400L 8,10 7,35 6,80 6,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L 9,00 8,15 7,50 7,10
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 10,00 9,05 8,40 7,90
500 Балка GreenLum-500L 9,60 8,70 8,05 7,60
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 10,60 9,60 8,95 8,40
600 Балка GreenLum-600L 11,00 9,95 9,25 8,70
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 12,00 11,00 10,20 9,60

Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия

Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы

Высота балки, мм Тип балок / шаг балок Максимальные пролеты, м 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
240 Балка GreenLum-240W 5,65 5,52 4,95 4,68 4,50
300 Балка GreenLum-300W 5,80 5,80 5,80 5,60 5,35
360 Балка GreenLum-360W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
400 Балка GreenLum-400W 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
240 Балка GreenLum-240L 6,20 5,80 5,45 5,15 4,95
240 Балка GreenLum-240L с полкой 89 мм 6,90 6,45 6,05 5,75 5,50
300 Балка GreenLum-300L 7,40 6,90 6,50 6,15 5,90
300 Балка GreenLum-300L с полкой 89 мм 8,25 7,70 7,20 6,90 6,60
360 Балка GreenLum-360L 8,50 7,90 7,50 7,10 6,80
360 Балка GreenLum-360L с полкой 89 мм 9,45 8,80 8,30 7,90 7,55
400 Балка GreenLum-400L 9,25 8,60 8,10 7,70 7,40
400 Балка GreenLum-400L с полкой 89 мм 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L 10,25 9,55 9,00 8,50 8,15
460 Балка GreenLum-460L с полкой 89 мм 11,40 10,60 10,00 9,50 9,05
500 Балка GreenLum-500L 11,00 10,15 9,55 9,10 8,65
500 Балка GreenLum-500L с полкой 89 мм 12,15 11,30 10,60 10,05 9,65
600 Балка GreenLum-600L 12,50 11,65 11,00 10,40 9,95
600 Балка GreenLum-600L с полкой 89 мм 13,30 12,90 12,15 11,55 11,05

Длина перекрытия

Второй принципиальный вопрос определяющей габариты материала. Параметр этот фиксированный – материал нарезается стандартными отрезками, поэтому расчеты могут привести к тому, что вместо балок будут устанавливаться деревянные фермы.

Параметр состоит из величины пролета и глубины заделывания балки в стену. В кирпичных перегородках балка размещается на глубину в 150 мм, в стенах из дерева – врубается в основание на 70 мм.

Определение параметров

Сечение бруса для перекрытия вычисляют в соответствии с установленнной нагрузкой и величиной пролета. Лучший вариант – сечение в форме прямоугольника, в котором высота и толщина соотносятся как 1,4: может составлять 40–200 мм, а высота – 100–300 мм.

Как правило, подбирают такие размеры, чтобы высота превышала толщину теплоизолятора.

Дистанция между балками колеблется от 30 до 120 см. Зависит она и от полной нагрузки, и от величины листа утеплителя, и элементов подшивки. Кроме того, в каркасной постройке дистанция между балками должна в какой-то мере совпадать с шагом между стойками каркаса.

Балки перекрытия из клееного бруса первого этажа рассчитываются по той же схеме: прочностные характеристики у материалов близкие.

Полученные результаты проверяются по справочной таблице для определения размеров элементов для межэтажных перекрытий. При проверке учитывается, что прогиб для конструкций чердачного типа должен быть около 1/200, и для жилых мансард – 1/350. На видео вычисление параметров балочной системы проиллюстрировано соответствующими схемами и пояснениями.

Применять готовые железобетонные перекрытия в деревянном доме нельзя по нескольким причинам:

Монтаж двутавровой деревянной балки

Перед монтажом изделие обрабатывают антипиренами и антисептиком. Для установки двутавра в перекрытиях подсобных построек особым умением обладать не нужно. Если же предполагается строительство деревянного здания в несколько этажей, лучше обратиться к специалистам.

Монтаж двутавровых балок имеет некоторые особенности:

Монтаж двутавровой деревянной балки
  • для заведения балки в стену в ней нужно сделать отверстия – в деревянных или бревенчатых стенах их вырубают, в кирпичных или бетонных во время кладки образуют специальные ниши для них;
  • ниши выстилают рубероидом, чтобы обеспечить гидроизоляцию, балку при укладке в гнездо обмазывают любым водоотталкивающим составом – битумной мастикой, например;
  • опорные концы балки для перекрытий должны составлять не менее 150 мм, это нужно учитывать при вычислении длины изделия;
  • монтаж начинают от края одной стены, лишь затем закрепляют промежуточные двутавры;
  • важно добиться получения горизонтальной поверхности для выравнивания двутавровых балок допускается использовать деревянные плашки, которые подкладывают в ниши при монтаже;
  • каждый третий двутавр фиксируют анкерами или распорками;
  • свободное пространство в нишах утепляют минватой или заливают цементным составом.

Потолочные балки после возведения крыши подшивают гипсокартоном, вагонкой, досками. Форма двутавра очень удобная для крепления утеплителя.