Калькулятор для расчёта деревянных балок перекрытия

Каркас перекрытия состоит из несущих балок, заключенных в раму из торцевых балок, расположенных по периметру перекрытия. Под каркасами несущих стен, в перекрытие закладывают распорные бруски.

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.

Необходимые пояснения к расчетам

  • Высота и ширина определяют площадь сечения и механическую прочность балки.
  • Материал древесины: сосна, ель или лиственница – характеризует прочность балок, их стойкость к прогибам и излому, другие особые эксплуатационные свойства. Обычно отдают предпочтение сосновым балкам. Изделия из лиственницы применяют для помещений с влажной средой (бань, саун и т.п.), а балки из ели используют при строительстве недорогих дачных домов.
  • Сорт древесины влияет на качество балок (по мере увеличения сорта качество ухудшается).
    • 1 сорт. На каждом однометровом участке бруса с любой стороны могут быть здоровые сучки размером 1/4 ширины (пластевые и ребровые), размером 1/3 ширины (кромочные). Могут быть и загнившие сучки, но их количество не должно превышать половины здоровых. Также нужно учитывать, что суммарные размеры всех сучков на участке в 0,2 м должны быть меньше предельного размера по ширине. Последнее касается всех сортов, когда речь идет о несущей балочной конструкции. Возможно наличие пластевых трещин размером 1/4 ширины (1/6, если они выходят на торец). Длина сквозных трещин ограничивается 150 мм, брус первого сорта может иметь торцевые трещины размером до 1/4 ширины. Из пороков древесины допускаются: наклон волокон, крень (не более 1/5 площади стороны бруса), не более 2 кармашков, односторонняя прорость (не более 1/30 по длине или 1/10 — по толщине или ширине). Брус 1 сорта может быть поражен грибком, но не более 10% площади пиломатериала, гниль не допускается. Может быть неглубокая червоточина на обзольных частях. Обобщая вышесказанное: внешний вид такого бруса не должен вызывать какие-либо подозрения.
    • 2 сорт. Такой брус может иметь здоровые сучки размером 1/3 ширины(пластевые и ребровые), размером 1/2 ширины (кромочные). По загнившим сучкам требования, как и для 1 сорта. Материал может иметь глубокие трещины длиной 1/3 длины бруса. Максимальная длина сквозных трещин не должна превышать 200 мм, могут быть трещины на торцах размером до 1/3 от ширины. Допускается: наклон волокон, крень, 4 кармашка на 1 м., прорость (не более 1/10 по длине или 1/5 – по толщине или ширине), рак (протяжением до 1/5 от длины, но не больше 1 м). Древесина может быть поражена грибком, но не более 20% площади материала. Гниль не допускается, но может быть до двух червоточин на 1 м. участке. Обобщим: сорт 2 имеет пограничные свойства между 1 и 3, в целом оставляет положительные впечатления при визуальном осмотре.
    • 3 сорт. Тут допуски по порокам больше: брус может иметь сучки размером 1/2 ширины. Пластевые трещины могут достигать 1/2 длины пиломатериала, допускаются торцевые трещины размером 1/2 от ширины. Для 3 сорта допускается наклон волокон, крень, кармашки, сердцевина и двойная сердцевинаы, прорость (не более 1/10 по длине или 1/4 — по толщине или ширине), 1/3 длины может быть поражена раком, грибком, но гнили не допускаются. Максимальное количество червоточин — 3 шт. на метр. Обобщая: 3 сорт даже невооруженным глазом выделяется не самым лучшим качеством. Но это не делает его непригодным для изготовления перекрытий по про сорта читайте ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия;
  • Пролет – расстояние между стенами, поперек которых укладываются балки. Чем он больше, тем выше требования к несущей конструкции;
  • Шаг балок определяет частоту их укладки и во многом влияет на жесткость перекрытия;
  • Коэффициент надежности вводится для обеспечения гарантированного запаса прочности перекрытия. Чем он больше, тем выше запас прочности

Наш онлайн-калькулятор позволит вам рассчитать параметры деревянных балок и подобрать оптимальную конфигурацию перекрытия.

(Пока оценок нет)

Требования к перекрытиям

Конструкция должна обладать необходимой прочностью для того, чтобы выдерживать не только нагрузку своего веса, а и дополнительную – такую как вес людей, мебели, оборудования. Величина предполагаемой нагрузки на один квадратный м перекрытия определяется в зависимости от того, как используется помещение.

Выполняется соответствующий расчет. Вот какие могут быть нагрузки:

  • для чердачного перекрытия нагрузка может быть не больше 105 кг;
  • для цокольного перекрытия и междуэтажного – не менее 210 кг нагрузки на кв. м площади перекрытия.

Исходя из этого, определяется, какой использовать брус, и как его укладывать.

Нагрузка на один квадратный метр цокольного перекрытия должна быть не менее 210 кг.

Перекрытия должны быть достаточно жесткими для того, чтобы не образовывались прогибы. Брус деревянных перекрытий можно использовать как лаги для пола следующего этажа. Чтобы определить, какой использовать брус, необходимо немного соприкоснуться с сопроматом. Выполняют такой расчет лаг, обычно, архитекторы, а те, кто хочет строить своими руками – пользуются таблицами.

При реконструкции или строительстве нового элемента разделения помещений необходимо позаботится о звукоизоляции. Как это сделать и какие к звукоизоляции требования – это определяют нормативные строительные документы. Для этого требуется тщательно закрывать имеющиеся щели на стыках элементов конструкции и применять соответствующие материалы, чтобы заполнить расстояние между балками.

Перекрытия, которые разделяют помещение, имеющие, при этом, разницу в температуре, должны соответствовать теплозащитным требованиям нормативных документов. Для этого используем утеплители, которые укладываются между балками. Их количество определяет расчет. Чтобы лаги не стали мостиками холода, к выбору материала лаг необходимо подходить с соответствующими знаниями.

Схема балочного перекрытия, состоящего из балок и внутреннего заполнения.

Любая конструкция перекрытия должна противостоять длительному огненному воздействию. Предел огнестойкости у различных конструкций колеблется от 15 до 50 минут. Железобетонные перекрытия, в этом смысле – самые стойкие, деревянные – самые слабые. Поэтому, прежде чем использовать деревянный брус, необходимо осуществить пропитку древесины бруса соответствующим огнестойким материалом или использовать оштукатуривание готовой конструкции.

Сборка каркаса перекрытия над стенами 1-го этажа. Междуэтажное перекрытие

Рис.6. Примыкание несущих наружных стен к междуэтажному перекрытию.

1 – Верхняя обвязка стены 2 – Торцевая балка 3 – Несущая балка 4 – Двухточечное гвоздевое крепление несущей балки к верхней обвязке стены (гвозди 3,5х100 мм с обеих сторон) 5 – Черновой пол, ОСП-22 мм

Несущие балки, опирающиеся на верхнюю обвязку несущих внутренних стен, должны крепиться к ней на 2 гвоздя 3,5х100 мм (по одному с каждой стороны). Если в проекте указано, что несущие балки перекрытия разбиваются по длине над несущей внутренней стеной, то их соединяют между собой внахлест или с помощью накладок аналогично примеру, приведенному на рис. 3, п. 5-8. Затем между стыками несущих балок над внутренней несущей стеной необходимо установить распорные бруски, см. рис. 3, п. 9.

В некоторых случаях, если планировка дома требует слишком большого проема в центральной несущей внутренней стене, расчеты показывают целесообразность использования вспомогательных стальных двутавровых балок или балок из большого сечения из клееной древесины. Стык несущих балок перекрытия по стальной двутавровой балке детально показан на рис. 7. Чтобы избежать скрипа в перекрытии под несущие балки укладывают в два слоя полосу из картона, см. рис. 7, п.2. Помимо этого, при изготовлении несущих балок перекрытия нужно учитывать необходимость создания зазора в 10 мм между несущими балками и внутренними боковой и верхней поверхностями стальной двутавровой балки, см. рис. 7, п.4. Для улучшения звукоизоляционных свойств перекрытия, необходимо проследить, чтобы обрешетка потолка в помещении ниже, была достаточной толщины. Нижняя поверхность стальной двутавровой балки не должна касаться материалов обшивки потолка.

Рис.7. Стык несущих балок на стальной двутавровой балке, проходящей в перекрытии.

1 –Стальная двутавровая балка 2 – Полоса из картона 3 – Несущая балка 4 – Зазор 10 мм 5 – Брусок 50х50 мм 6 – Длина бруска — мин. 0,8 м 7 – Гвоздевые соединения 8 – Обрешетка потолка

В тех случая, когда высота потолка, указанная в проекте, не позволяет расположить вспомогательную балку из клееной древесины непосредственно под каркасом перекрытия, то ее также необходимо встраивать внутрь. При этом для жесткого закрепления несущих балок к вспомогательной балке из клееного бруса используют балочные башмаки, см. рис. 8, п.3.

Рис.8. Стык несущих балок с вспомогательной балкой из клееного бруса встроенной в перекрытие.

1 – Несущая балка 2 – Вспомогательная балка из клееного бруса 3 – Балочный башмак

В ванных комнатах уровень пола должен быть ниже чем в остальных помещениях для того чтобы обеспечить необходимый уклон к сливному отверстию. Кроме того, в ванных комнатах на балки перекрытия помимо ОСП-плит обычно укладывают теплый пол и керамическую плитку, это еще больше увеличивает необходимую разницу в высоте несущих балок проходящих под ванной комнатой. См. рис. 9.

Рис.9. Понижение уровня пола для ванных комнат.

Сборка каркаса перекрытия над стенами 1-го этажа. Междуэтажное перекрытие

1 – Несущая балка перекрытия 2 – Несущая балка перекрытия, проходящая под ванной комнатой 3 – Разница в высоте несущих балок ≥50 мм 4 – Гидроизоляция 5 – Заливка бетоном 6 – Керамическая плитка для пола

Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Есть 3 вида перекрытий для домов разной этажности:

  • подвальное (цокольное, нижнее);
  • чердачное (верхнее);
  • межэтажное.

Любое из них состоит из 2 конструктивных элементов: опор (балок) и обшивки (настила). В зависимости от назначения деревянных перекрытий для их устройства используют разные материалы. Поскольку все они состоят из древесины, монтажные работы можно выполнить своими руками, не привлекая сложную грузоподъемную технику.

Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Деревянные перекрытия можно выстраивать только в том случае, если ширина пролета между конструктивными элементами здания составляет не более 8 м.

Критерии выбора балок

В качестве опорных элементов используют следующие материалы:

  • цельный брус;
  • сбитые доски;
  • окоренные бревна.

Стандартное сечение балок — 150/150 мм или 20/150 мм для бруса, 140/240 или 5/20 мм для досок. Можно использовать клееный брус. По прочности на изгиб он не уступает цельному, а зачастую и превосходит его. Любой выбранный для устройства деревянных перекрытий материал должен быть хорошо высушенным и не иметь изъянов в виде трещин, сучков и червоточин.

Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Бревна выбирают, постукивая по ним обухом топора. Дерево должно издавать при этом чистый и звонкий звук. Рекомендуется использовать хвойные сорта древесины, так как они работают на изгиб значительно лучше лиственных. Длина балок должна быть такой, чтобы была возможность уложить опору в предназначенные для этой цели гнезда в стенах.

Читайте также:  Как заделать трещину на потолке между плитами

Требования к деревянным перекрытиям

  • конструкция должна быть прочной и безупречно выдерживать предполагаемые нагрузки;
  • все элементы перекрытия в деревянном доме должны быть рассчитаны на такой срок службы, который соответствует планируемому периоду эксплуатации здания;
  • межэтажные перекрытия должны предусматривать наличие тепло-и звукоизоляционной составляющей.

Расчет предполагаемой нагрузки

Перед началом работ выполняют расчеты, которые помогают определить требуемое сечение балок, шаг между ними, количество пиломатериала. Для этой цели либо используют специальные программы, либо ориентируются на стандартные показатели. Они таковы:

  1. Для полетов, ширина которых не превышает 2200 мм, берут балки сечением 75х100 мм.
  2. Для пролетов в 3200 мм — сечением 100х175 мм или 125х200 мм.
  3. Для пролетов шириной 500 мм — балки сечением 50х225 мм.
Выбираем материал для устройства межэтажных перекрытий

Опоры укладывают с шагом не менее 60 см. Если балки крупного сечения, расстояние между ними увеличивают до 1 м. Монтаж перекрытия начинают от одной из коротких стен дома. Брусья (бревна) должны быть уложены перпендикулярно длинным стенам.

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие

Суммарное весовое усилие, которое должны выдержать балки, складывается из собственного веса конструкции перекрытия (включая вес заполнителя, утеплителя), эксплуатационной нагрузки – веса предметов обстановки, людей. Упрощенный расчет нагрузок выполняется на основании требований СНиП

Согласно нормативным данным:

  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м чердачного облегченного перекрытия составляет 90 кг;
  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м межэтажного перекрытия, предназначенного для хранения вещей, составляет 100 кг;
  • предельная постоянная нагрузка на 1 кв. м перекрытия первого этажа, на котором размещается мебель и домашнее оборудование, составляет 350 кг.

В соответствии со значениями того же СНиПа, переменная эксплуатационная нагрузка на 1 кв. м перекрытий всех типов составляет 50 кг. Значит, предельная суммарная нагрузка на 1 кв. м перекрытия во видам составит:

  • чердачное – 130 кг;
  • межэтажное – 150 кг;
  • первого этажа – 400 кг.
Расчет нагрузки, действующей на перекрытие

Ниже приведены ориентировочные варианты подбора популярных ширин и высот балок для настилания над различными пролетами.

С частотой укладки – 0,6 метра:

  • 75 мм х 100 мм – 2-метровый пролет;
  • 75 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
  • 75 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
  • 100 мм х 200 мм – 4-метровый пролет;
  • 100 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
  • 125 мм х 200 мм – 5-метровый пролет;
  • 150 мм х225 мм – 6-метровый пролет.

С частотой укладки – 1,0 метра:

  • 75 мм х 150 мм – 2-метровый пролет;
  • 100 мм х 150 мм – 2,5-метровый пролет;
  • 100 мм х 175 мм – 3-метровый пролет;
  • 125 мм х 200 мм -4-метровый пролет;
  • 150 мм х 200 мм – 4,5-метровый пролет;
  • 150 мм х 225 мм – 5-метровый пролет;
  • 175 мм х 250 мм – 6-метровый пролет.

Зная алгоритм расчетов, представленный в СНиПе , можно составить калькулятор, который будет точно определять оптимальное соотношение шага укладки каркаса перекрытия, сечения балок и длины пролета.

Металлические перекрытия: изготовление и монтаж

Металлические перекрытия применяются в качестве строительных элементов для возведения зданий различных типов, в том числе и в многоуровневых квартирах и частных многоэтажных домах.

Используя металлические балки перекрытия различных типов, можно добиться существенной экономии средств на строительство, без ущерба общей прочности конструкции.

К тому же такие изделия из стали весят намного меньше аналогов, а их монтаж выполняется очень быстро — это и цену продукции снижает, и сроки реализации проекта существенно сокращает.

Типы и особенности металлических перекрытий

Металлоконструкции перекрытий изготавливаются в нескольких типах, в зависимости от их целей использования. Выбор зависит, в первую очередь, от назначения постройки – крупное производственное помещение, многоуровневая квартира, дом, либо просто временное сооружение.

1. Перекрытия из сортового металлопроката

Такие металлические перекрытия хоть и считаются универсальными, но чаще всего используются при возведении крупных объектов, как правило, промышленного назначения. Двутавровое сечение обеспечивает равномерное распределение нагрузки и высокую жёсткость, поэтому проектирование перекрытий промышленных объектов можно проводить с допусками повышенного давления на полы верхних этажей.

Подобные варианты универсальны тем, что существует широкий выбор видов проката, в зависимости от предполагаемых целей использования. В качестве разновидностей чаще всего применяются холодно- или горячекатаный прокат либо просечно-вытяжные листы.

2. Перекрытия с несущими стальными балками

Такие металлические перекрытия довольно просты как в изготовлении, так и в монтаже. Прочность обеспечивается за счёт выдерживания существующих норм по жёсткости материала, а также по правилам распределения нагрузки. На эти металлоконструкции перекрытий можно легко уложить любой тип настила, а сами конструкции могут быть сварными или катаными, в зависимости от сферы применения.

Стальные балки широко используются при возведении высотных зданий большой площади. Применение такого материала увеличивает оперативность создания постройки и позволяет широко использовать возможности по внедрению нестандартных проектов, поскольку балки, в отличие от, например, железобетонных плит, более удобны для работы.

3. Монолитные металлические балки перекрытия

Этот вариант представляет собой набор балок, поверх которого укладываются листы определённого профиля.

Использование различных вариантов решетчатых ферм вместо балок, позволяет снизить общий вес конструкции, что очень хорошо подойдёт для строительства домов или перепланировке квартир.

Выполняя монтаж перекрытия в квартире можно рассчитывать на общую экономию стройматериалов и в первую очередь бетона и армирующего материала без экономии на прочности.

Читайте также:  Монтаж кассетных потолков: пошаговая инструкция

Изготовление балок перекрытия в виде монолитных конструкций позволяет добиться высокой степени жёсткости при небольшом весе, причём такая технология позволяет оперировать множеством видов профильных форм. Учитывая то, что проект перекрытия в квартире может подразумевать разные степени нагрузки на полы верхних этажей, подобный вариант очень популярный именно для жилых помещений.

Достоинства и недостатки перекрытий из металла

Металлические перекрытия, изготовление которых в последнее время ведётся с использованием современных технологий, отличаются высокой прочностью и простотой в монтаже. В отличие от классических бетонных или деревянных, такие варианты позволяют снизить затраты на стройматериалы, поскольку при повышенных технических характеристиках они значительно меньше в объёмах и проще в изготовлении.

Особенно стоит выделить металлические перекрытия, монтаж которых ведётся в жилых домах или многоуровневых квартирах. Как правило, такие помещения имеют нестандартную планировку, особенно если говорить о таком популярном в последнее время проекте, как постройка лофтов.

Деревянные варианты могут быть неприемлемы по тем или иным причинам, а железобетонные и вовсе не удобны в монтаже для комнат с необычным дизайном и планировкой. Именно поэтому как раз металлические перекрытия завоевали большую популярность в подобной сфере использования.

Среди недостатков можно выделить практически единственный – строительные нормы требуют противопожарной защиты подобных элементов. Впрочем, особенной проблемы такое требованием не составляет и все производители могут выполнить не только покрытие изделий огнестойкими сплавами, а и провести антикоррозийную защиту, что значительно увеличит срок службы элементов строительной конструкции.

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.

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.

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:

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

Мауэрлат и способы его монтажа

Инструменты и материалы:

    рулетка;брус 100*100;перфоратор;гидроизоляция;шпильки, стальные пруты либо деревянные клинья.

Всю схему крепления конструкции можно увидеть на рис. 1:

Рисунок крепления стропил к кирпичной стене: 1 — Обвязка; 2 — Мауэрлат; 3 — Гидроизоляция; 4 — Стропила; 5 — Проволока; 6 — Фиксирующий анкер.

    Обвязка. Данный способ крепления осуществляется чаще всего, но бывают исключения для анкер.

В самом начале нужно установить мауэрлат, т.

к. конструкция начинается именно с него. Перед его установкой прокладывается срезанный кирпич с лицевой стороны, чтобы потом закрывать его.

Некоторые мастера ставят кирпич после окончания работы, что тоже эффективно, но отнимет немного больше времени. В качестве гидроизоляции лучше использовать проникающие варианты, но если их достать нет возможности либо цена оказывается неподъемной, вполне возможно обойтись рубероидом. После того как рубероид раскатывается на месте своей дислокации, нужно его прижечь газовой горелкой.

Существует 3 способа крепления мауэрлата:

Шпилька.

Данный способ самый простой, т. к. нужно сделать вертикальное отверстие в стене на глубину 1/2 шпильки, на дно залить немного незатвердевающей мастики и погрузить туда металлический стержень.

Сверху устанавливается брус с проделанными в нужных местах отверстиями. Шаг крепления обычно составляет 30-40 см, т. к.

увеличение повлияет на прочностные клинья. Тут все значительно проще, т. к.

при кладке кирпича оставляются специальные зазоры, куда будут устанавливаться клинья нужной длины. Останется просто в выбранных местах дрелью сделать отверстия в брусе и скрепить их между собой. Клинья должны быть из хвойных пород дерева или более дорогих сортов, дабы продержались максимально стержни.

Шаг их монтажа — 30-40 см, а способ идентичен деревянным аналогам. Такие стержни гораздо дешевле дерева, а монтаж их проще. Единственный минус — это необходимость делать заглубление на 3 ряда кладки, чтобы от бокового давления по дому не пошли трещины от крыши (работа с легкими материалами таких предосторожностей не требует, но лучше подстраховаться).

Некоторые мастера разогревают до вязкого состояния гидроизоляцию перед тем, как проложить мауэрлат, благодаря чему улучшается сцепка.

Такой ход невозможен при использовании мастик, т. к. для них он предельно разрушителен.