Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши

Выделяют перекрытия межэтажные, цокольные, подвальные и чердачные. Устройство перекрытия по деревянным балкам представляет собой систему, в которой бревна укладываются в нужном положении и на определенном промежутке друг от друга.

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.

Каким должно быть чердачное перекрытие?

Перекрытие чердака или мансарды должно выполнять четыре важных функции:

  1. Устойчивость к нагрузкам от 150 до 300 кг/м2. Учитываются внешние нагрузки, вес кровли и внутренние нагрузки (люди, мебель, перегородки, техника и пр.). Расчет зависит от эксплуатации чердака. Если помещение нежилое, то можно рассчитывать на минимальные нагрузки, для мансарды перекрытие должно выдерживать в среднем 250 кг/м2, а для жилого этажа – не менее 300 кг/м2.
  2. Изоляция шума. Хорошая шумоизоляция минимизирует звуки дождя, града, ветра и ваши шаги, если вы решите посетить чердачное помещение.
  3. Сохранность тепла, которое всегда устремляется вверх и теряется при плохой теплоизоляции перекрытий. Поэтому еще один важный нюанс при обустройстве перекрытия чердака – выбор качественного теплоизоляционного материала.
  4. Изоляция от влаги и пара, препятствие накапливанию конденсата, развитию микроорганизмов, насекомых, плесени и гнили в слоях перекрытия.

Как определить устойчивость к нагрузкам:

Начиная крыть чердак по деревянным балкам, мы должны быть уверены в качественной основе, то есть, надежности самих балок перекрытия.

Как закрепить стропила на балках перекрытия

Крепление стропил к балкам перекрытия обычно требуется при возведении легких мансардных крыш. Выбор оптимального варианта монтажа и соблюдение технологии позволит гарантировать надежность узлов крепления. Если опорой висячих стропил служат балки перекрытия, уложенные непосредственно на стену, то такая система создает серьезные точечные нагрузки на строительные конструкции. Обычно такой подход практикуется при строительстве деревянных домов, так как горизонтально расположенные бревна или брус, из которых выполнены стены, способствуют равномерному распределению нагрузок.

Для кирпичных стен нераспределенное давление является разрушительным – в местах расположения балок перекрытия край стены начинает крошиться. Чтобы рассредоточить давление, на гребень стены следует уложить мауэрлат, выполненный из толстого бруса (рекомендуется сечение 150×150 мм). Если выбран вариант кровли, где предусматривается крепление стропил к балкам перекрытия, то балки укладываются поверх мауэрлата и надежно крепятся к нему.

Построить дом своими руками не так сложно, как кажется с первого взгляда. Единственным элементом, при возведении которого у неопытных строителей могут возникнуть затруднения, является крыша. От нее зависит степень комфорта при проживании в доме. Разберемся с таким моментом, как крепление стропил к балкам перекрытия.

Крепление стропил к балкам перекрытия, которые выступают на 40 сантиметров от стен, может быть выполнено вырубкой методом двойного зуба. Это сделать достаточно просто: на конце каждой стропильной ноги вырубите подобие ступеньки. Такой же замок нужно вырубить на балке. Место соединения этих элементов затяните при помощи болта и хомута.

Существует еще один способ монтажа стыка стропил и балок перекрытия – использование накладок из досок. Они закрепляются при помощи саморезов или гвоздей со специальными надсечками. Распределение нагрузки от стропил между мауэрлатом и балками перекрытия позволяет сделать крышу более прочной.

Крепление стропил к балкам перекрытий чаще всего осуществляется на легких мансардных крышах. При этом стропильная система может иметь различные конструктивные варианты исполнения.

Крепление стропил к балкам перекрытий, в основном, производится на мансардных крышах.

Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Говоря о достоинствах межэтажных и чердачных перекрытиях по деревянным балкам, необходимо отметить их небольшой удельный вес. В среднем показатель полезной нагрузки составляет 300-400 кг/м?. У бетонной плиты перекрытия данный параметр в два раза больше. Поэтому, обустраивая деревянную конструкцию, можно уменьшать размеры фундамента и стеновой кладки. А это явная экономия.

Сама конструкция деревянного перекрытия проста, собрать ее своими руками несложно. Главное – учитывать требования технологического процесса и нюансы сборки элементов.

Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Небольшой удельный вес балок и досок дает возможность сооружать перекрытия без использования спецтехники. То есть, весь строительный материал можно поднять, к примеру, под крышу вручную. И это опять неплохая экономия денежных средств.

Что касается недостатков, то здесь в первую очередь надо отметить свойство пиломатериалов высыхать и коробиться. То есть, такой показатель, как деформативность, у них достаточно высокая. Отсюда и все остальные проблемы:

  • вибрация пола во время хождения по нему;
  • скрип половиц;
  • образование трещин на оштукатуренном потолке нижнего этажа, нередко штукатурка отслаивается, поэтому этот вариант для отделки не рекомендуется;
  • нарушение тепло- и звукоизоляционного слоя.
Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Кроме этого есть и другие минусы: низкая огнестойкость конструкции, возможность заражения вредоносными микроорганизмами. Необходимо добавить, что современный стандарт – это длина бруса 6 м. И если длина пролета окажется больше, то увеличивается трудоемкость процесс за счет наращивания балок.

Читайте также:  Как принимать квартиру в новостройке и защитить свои интересы

Как правильно произвести расчеты?

Таблица плотности дерева различной влажности.

Для обустройства деревянного перекрытия могут подойти сосновые, еловые или балки из лиственницы. Но, вне зависимости от того, какая порода дерева будет использоваться для этих целей, необходимо знать, что показатель по влажности должен иметь максимальную оценку в 14%. В обратном же случае элементы будут иметь недостаточную прочность, во время монтажа и дальнейшей эксплуатации конструкция будет прогибаться.

Расстояние от уложенных элементов не должно превышать 1 м, чтобы показатель по прочности был оптимальным. Для дополнительного укрепления используют металлические балки или толстые доски, но данные элементы будут увеличивать нагрузку уже на сами стены дома и на его фундамент.

Следует знать, что если сравнивать балку с круглым бревном, то второе более терпимо к нагрузкам, хотя сам брус не так прогибается. Если два бруса скрепить между собой болтом, то они будут более надежны, нежели два элемента, просто положенные друг рядом с другом.

Установка деревянного перекрытия идет с расчетом, что каждая балка имеет прогиб, минимальный показатель которого может составлять 1\300 от ее длины. Поэтому используется строительный подъем, который позволяет компенсировать такую деформацию. В данном случае балочная конструкция будет иметь изогнутую кверху середину, которая в дальнейшем выровняется под воздействием нагрузок.

Схема расположения распорных досок и балок перекрытия.

Правильная балка должна иметь толщину не меньше чем 1/24 от ее длины.

В случае необходимости заменить один деревянный брус используются две доски, которые скреплены между собой. Только их суммарное сечение должно равняться сечению бруса.

Для крепления элементов используют гвозди и саморезы, которые имеют шаг в 20 см и располагаются в шахматном порядке.

Следующий шаг — накат

Очень важным этапом в строительстве перекрытия является накат. Чтобы правильно его укрепить, к балкам прибиваются бруски (5×5 см).

Пластины нужно плотно подогнать между собой, а между отдельными досками не должны оставаться щели. Нижняя поверхность подшивки обязательно должна быть в одной плоскости с балками.

Доски (20-25 мм), крепятся гвоздями (под углом). При сооружении наката доски можно заменить на гипсошлаковые, фибролитовые и другие легкобетонные плиты. Дополнительно такие плиты повышают огнеустойчивость конструкции. На уже прикрепленные доски (плиты) ложится слой толя или рубероида и заделывается утеплителем. Для этого можно использовать шлак, опилки или минеральную вату. Вид утеплителя, а также его толщину нужно определять в соответствии с наружной температурой воздуха.

Следующий шаг — накат

Делаем накат и застилаем доской 25*150…

Верх балок застилается слоем рубероида. Если балки имеют редкое расположение, то можно накладывать специальные лаги. Они не являются обязательным элементом и их наличие определяется мастером.

При сооружении перекрытий между комнатой и крышей, а также цокольных перекрытий некоторые элементы будут лишними. Например, в чердачном можно обойтись без лаг и чистого пола, а в цокольном отсутствует подшивка. Делая цокольное перекрытие можно по всему полу простелить шар рубероида, а в качестве засыпки использовать щебень или гравий.

Укладка и крепление балок

После проведения замеров заготовки распиливаются под углом 60°. Вид сбоку балки должен иметь трапецеидальные контуры. Такая форма торцов способствует лучшему испарению влаги из структуры древесины.

За сутки до установки балки пропитываются антисептическим и антипиреновым составами. Торцы элементов не обрабатываются. Боковые поверхности краев бруса, выставляемого на посадочное место, промазываются смолой и обертываются рубероидом.

Инструменты для укладки балок перекрытий.

Для монтажа конструкции перекрытия потребуются инструменты и дополнительные материалы.

    электролобзик и ножовка по дереву;топор, молоток;гидравлический уровень;рулетка, леска;ключи, отвертка;гвозди, шурупы, анкерные болты;скобы, уголки;рубероид, теплоизоляционный материал;прочная веревка;строительные козлы, лестница.

Сначала устанавливаются крайние балки с выставлением по уровню. Под их концы для выравнивания ставятся деревянные подкладки, предварительно покрытые гидроизоляционной мастикой. Каждую третью монтируемую балку закрепляют анкерами.

В проем балка заводится минимум на 20 см. От стены торец должен отступать на 5-8 см. Примерно на таком же расстоянии должны выставляться крайние балки от параллельных стен.

В это пространство крепится рейка, отделенная от несущей детали рубероидом. От крайних элементов натягиваются лески, по ним выставляются остальные балки. После корректировки положения балок посадочные гнезда заполняют раствором.

При укладке на бревенчатые стены балка укладывается в паз верхнего венца с предварительным заложением гидроизоляционного материала. Если при установке требуется подрубка концов балки, она может быть выполнена не более чем на ¼ высоты элемента.

Этапы изготовления межэтажного перекрытия

После того как расчеты выполнены, материал закуплен, можно переходить непосредственно к монтажу деревянного перекрытия. Процесс его изготовления – дело не очень сложное, но, чтобы облегчить работу, желательно делать все с помощником, особенно это актуально при изготовлении перекрытий большой ширины.

Читайте также:  Как правильно положить балки перекрытия?

Монтаж балок

Оптимальным вариантом для жилого дома с полноценным вторым этажом можно считать установку балок в пазы. Проделать пазы можно как на этапе строительства, что гораздо проще, так и после возведения здания. Работу начинают с крайних балок, которые будут расположены в непосредственной близости от боковых стен.

Из бруса вырезают заготовку нужной длины, концы подрезают дисковой пилой или ручной ножовкой под углом примерно в 60 градусов. Особая точность не нужна, важно создать древесине условия для дыхания.

Обратите внимание! Часть бруса, которая будет скрыта в стене, пропитывается битумной мастикой (за исключением торца) и обматывается рубероидом.

Балку вводят в паз, под нее подкладывают дощечку толщиной 20–30 мм. С помощью уровня контролируют правильность установки, балка должна лежать строго горизонтально. Первую и каждую пятую балку дополнительно фиксируют с помощью анкерных болтов или стальных накладок.

Данную процедуру повторяют с другой крайней балкой. Чтобы контролировать плоскость, между крайними балками временно укладывают доску, поверх нее – обычный строительный уровень. Благодаря этой простой конструкции легко подобрать толщину подкладки к каждому последующему брусу.

Черепной брусок

Черепной брусок – рейки с сечением примерно 50 х 50 мм, которые крепят с обеих сторон балки. Его задача удерживать накат, используемый в качестве чернового потолка. Использовать брусок целесообразно только в том случае, когда монтаж потолка ведется сверху.

Рейки вырезают по длине балки, фиксируют с помощью саморезов. На них крепят накат. Подобный способ отличается простотой и не требует чрезмерных физических усилий, нет необходимости держать детали чернового потолка на весу, но он существенно уменьшает пространство внутри перекрытия, которое можно использовать для укладки утеплителя и звукоизоляции.

Если перекрытие монтируется снизу, технологию работы можно существенно упростить, обойтись без черепного бруска, тогда накат будет крепиться с помощью саморезов непосредственно к балкам.

Создание чернового потолка

В большинстве случаев для создания основы потолка удобно использовать листовой материал на древесной основе. Его просто крепить, он прочный. Для работы достаточно вооружиться шуруповертом и саморезами.

При использовании черепного бруска материал режут на полосы, шириной равные пролету, укладывают, фиксируя саморезами. Если черепной брусок не устанавливается, можно использовать материал произвольного размера, единственное условие – надо следить за тем, чтобы соседние плиты сходились на балке.

Теплоизоляция и пароизоляция

Даже если создается перекрытие между жилыми этажами, внутри стоит проложить теплоизоляционный материал, лучше всего минеральную вату. Она полностью заполнит пространство, сбережет тепло и станет хорошей защитой от шума.

Под утеплитель, особенно если на нижнем этаже расположена кухня, ванная или другое помещение с высокой влажностью, нужно уложить слой пароизоляции. Она убережет перекрытие от попадания пара, защитит дерево от влаги, которая будет конденсироваться внутри. Листы укладывают внахлест, стыки дополнительно фиксируют строительным скотчем.

Гидроизоляция

Поверх готового изоляционного пирога укладывают пленку гидроизоляции. Ее задача – преградить путь влаге сверху, не дать ей просочиться к уплотнителю. Края пленки должны заходить друг на друга не менее чем на 10 см с каждой стороны. Дополнительную защиту от возможных протеканий, как в случае с пароизоляцией, обеспечит строительный скотч.

Черновой пол следующего этажа

Для создания основы под напольное покрытие могут быть использованы доска, многослойная фанера, листы ОСП, ДСП достаточной толщины. Под выбранный материал подбирают крепеж, для плит это саморезы, для досок подойдут гвозди. Работая с листовым материалом, как и при создании чернового потолка, нужно следить за тем, чтобы плиты стыковались только на балках.

Финишная обшивка пола и потолка

Собственно, работа почти закончена, остается только обшивка. Тут методика зависит исключительно от выбранного материала. Пол верхнего этажа можно покрыть бюджетным линолеумом, элитным паркетом или выбрать золотую середину – ламинат. Материалом для потолка может послужить гипсокартон с последующей покраской, потолочные панели из пластика, вагонка.

Перекрытие из дерева – это лучший выбор для загородного дома. Его легко монтировать, оно отличается прочностью и долговечностью. Это именно то перекрытие, которое можно сделать своими руками. Оно долго прослужит, не требует особого ухода, а благодаря исключительно природным материалам это отличное решение для детской комнаты, ее можно сделать как на верхнем этаже, так и на нижнем.

Расчет деревянной балки перекрытия

Если в своем будущем доме Вы планируете устройство деревянного междуэтажного и чердачного перекрытия, то Вам необходимо знать расстояние между балками и их оптимальное сечение. А для этого делается специальный расчет. Без него Вы рискуете оказаться на нижележащем этаже или потратить на закупку материалов лишние деньги.

1. Калькулятор

2. Инструкция к калькулятору

Конечно, расчет деревянных балок — это достаточно нудное и долгое занятие. Поэтому для ускорения процесса и для быстрой проработки сразу нескольких вариантов был создан данный калькулятор. С его помощью можно проверить несущую способность (расчет по прочности — I группа предельных состояний) и жесткость (расчет по прогибу — II группа предельных состояний) следующих балок:

  • Тип 1 — цельная деревянная балка.
  • Тип 2 — клееная балка из досок.
  • Тип 3 — клееная балка из шпона LVL.
  • Тип 4 — обрезанное бревно.

Рассчитывается балка на изгиб, как шарнирно опертая с равномерно-распределенной нагрузкой, в соответствии со СНиП II-25-80 (СП ) «Деревянные конструкции» [1], который можно скачать здесь. Для удобства некоторые таблицы необходимые для расчета вынесены в отдельную статью [2].

Читайте также:  Как правильно класть плиты перекрытия на фундамент

Кроме выше перечисленного данный калькулятор способен рассчитать общий объем балок и их стоимость.

Тип 1

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя опорами балки. Например, для стен, это расстояние между двумя внутренними гранями этих стен.

Шаг балок (Р) — шаг, с которым предполагается укладывать балки. Обычно он составляет 500-1000 мм.

Вид перекрытия — здесь Вы должны выбрать, какое перекрытие (междуэтажное или чердачное) будет в данный момент рассчитываться. Для справки, чердачное — это перекрытие над последним этажом в случае, если чердак не жилой.

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки с одной стороны.

Срок службы — предполагаемое время до замены балок.

Температура — максимальная температура, при которой будут эксплуатироваться конструкции.

Влажность — расшифровывается так: Эксплуатационная влажность древесины/Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С. Чаще всего, для жилых помещений — это до 12%/до 65%.

Характеристики балки:

Материал — порода древесины, из которой сделана балка.

Длина (А), ширина (В), высота (Н) балки — размеры рассчитываемой балки.

Сорт древесины — из какого сорта древесины выполнена балка.

Пропитка — имеется ввиду глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Коэф. mб — коэффициент для балок с высотой сечения более 50 мм. Выбирается по таблице 4 [2]. Если высота сечения балки ниже 50 мм, то ставится цифра 1.

Нагрузка:

Нормативные и расчетные нагрузки — максимальные нагрузки, которые действуют на балки перекрытия. Для сбора нагрузок Вы можете воспользоваться специальным примером.

Коэф. mд — вводится в случае, если напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок.

Цена за кубометр — стоимость 1 м3 пиломатериала.

Тип 2

Здесь и в последующих типах будут рассматриваться только новые переменные.

Толщина слоя (Т) — толщина досок, из которых склеивается балка.

Коэф. kw — коэффициент, определяемый по таблице 11 [2].

Тип 3

Тип балки — рассчитываются балки типа Ultralam (таблица 15 [2]).

Тип 4

Диаметр балки (D) — диаметр оцилиндрованного бревна, из которого была сделана балка путем его обрезки с одной или двух сторон.

Результат

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления рассчитываемой балки.

Wтреб — требуемый момент сопротивления.

Запас — в случае, если Wбалки < Wтреб - в графе показывается отрицательное значение с указанием процента нехватки сечения; в случае, когда Wбалки > Wтреб — значение положительное, указывающее на сколько процентов сечение существующей балки больше требуемого.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб рассчитываемой балки заданного сечения.

Fmax — максимальный прогиб из условия жесткости в зависимости от вида перекрытия.

Запас — Fбалки < Fmax - сечение удовлетворяет условию жесткости с запасом, указанным в графе; Fбалки > Fmax — сечение балки не проходит для указанного пролета и шага балок.

Другие параметры:

Количество балок — получаемое количество балок, лежащих вдоль стены длиной X с шагом P.

Общий объем — общая кубатура балок.

Стоимость — количество затраченных средств на покупку данного пиломатериала.

Укладка перекрытий

Установку перекрытия по деревянным балкам начинают с выкладки каркаса. По торцам стен из досок выкладывают накат. Балки с заданным шагом размещают между длинными стенами помещения. После предварительной установки с помощью строительного шнура проверяют отклонение каждой балки относительно всех остальных. Затем с помощью ватерпаса определяют угол отклонения всей конструкции от горизонтали. При необходимости отдельные элементы настила выравнивают.

Проверяют длины опорных площадок: если балка цельная, выполнена из бруса или кругляка, она должна входить в стену на 150 мм; сборные дощатые балки заглубляются на 100 мм.

Каждую балку закрепляют в специальном кармане, сделанном предварительно в стене. Концы балок, соприкасающиеся со стеной, промазывают водоотталкивающем битумным составом и оборачивают несмачиваемой пленкой. Перед фиксацией торцы балок стесывают под углом 60о. Зазор между элементами перекрытия и вертикальной поверхностью стены утепляют.

Укладка перекрытий

В кирпичном доме треть балок, выбранных через равные промежутки, закрепляют анкерами. Крепление балок к деревянным стенам осуществляется в пазы, выдолбленные в продольном брусе. Концы балок обматывают рубероидом – для устранения скрипа перекрытий. Каждую балку закрепляют с помощью скоб или других жестких стальных элементов.

Межбалочное пространство обычно заполняют керамзитобетоном, саманом, базальтовым утеплителем. Для этого снизу делается накат: у нижних ребер балок набиваются черепные рейки, к которым крепятся дощатые накаты. Выполняют обшивку из двух слоев доски, скрепленной под углом друг к другу. Если перекрытие отделяет жилые помещения, межбалочное пространство заполняют звукоизолирующими составами. После монтажа необходимых наполнителей открытую часть перекрытия зашивают доской. Верхняя облицовка межэтажных перекрытий служит обычно полом для обитателей более высоких этажей.

Чердачное перекрытие конструктивно может быть выполнено как элемент стропильной системы. В этом случае особое внимание уделяют заполнению пустот теплоизоляционными материалами. Цокольное перекрытие является границей и барьером между теплом и холодом. По этой причине большое значение придают его гидроизоляции снизу.