Как усилить деревянную балку перекрытия своими руками

Перекрытия представляют собой конструкции в виде горизонтальных плоскостей, разделяющих этажи в многоэтажном здании или чердачное помещение от жилого в одноэтажном доме. В состав деревянного перекрытия в большинстве случаев входят несущие деревянные балки, настил пола, теплоизоляционное заполнение и отделочное покрытие потолка. Надежность конструкции обуславливают тщательный подбор материалов и точный расчет параметров деревянных балок перекрытия пролета.

Особенности устройства перекрытия

Для изготовления балок чаще используют брусья прямоугольных сечений. Длина брусьев, а также высота и ширина их сечения зависит от предполагаемой нагрузки на балочную конструкцию. Брусья можно заменить досками, сколоченными гвоздями в шахматном порядке таким образом, чтобы их толщина соответствовала сечению брусьев. Также можно использовать обтесанные, хорошо просушенные бревна.

Важно!

Значение влажности древесины должно быть не более 14%. В случае превышения данного показателя в дальнейшем возможно прогибание брусьев под нагрузкой.

Для брусьев используют древесину хвойных пород деревьев, обладающую достаточной устойчивостью к прогибанию. Не допускается использование древесины, имеющей видимые изъяны, с наличием синюшности, пораженную плесенью, грызунами или насекомыми. Прежде чем укладывать балки, древесину покрывают антисептическими и защитными средствами.

Схема устройства деревянного перекрытия с утеплителем

Какой нужен брус для перекрытия?

  1. При возведении малоэтажного деревянного дома, производить монтаж бетонных и железобетонных перекрытий не целесообразно. Лучше всего для этого воспользоваться деревом, а если быть еще точнее – брусом. Факторами, от которых зависит конструктивная устойчивость самой постройки, а также ее долговечность является правильно произведенный расчет балок, а также их количество. При этом стоит учитывать и то, что основная весовая нагрузка приходиться именно на соединительные элементы постройки – перекрытие. А потому к вопросу по выбору бруса, необходимо подходить со всей серьезностью.
  2. Длина балок должна быть на 50 – 60 см больше, по сравнению с длиной короткой стены (в данном случаи такая стена у нас имеет 3 метра). Это можно объяснить тем, что согласно нормам возведения малоэтажных домов, брус перекрытия должен опираться на стены таким образом, чтобы оба его торца размещались на них не менее, чем на 25 см. В случаи строительства кирпичного здания, брус необходимо завести в оставленные в этих целях проемы, формирующиеся во время кладки. При деревянном строении эти отверстия можно просто выпилить. Балка укладывается на гидроизоляционный материал (рубероид).
  3. При выборе бруса помните, что самые лучшие прочностные характеристики у 2 – 4 метровых заготовок. Оптимальной можно считать толщину (высоту) в 1,4 – 1,5 раза больше ширины. Чтобы определить наиболее подходящее сечение можно воспользоваться таблицей, в котором учтена расчетная весовая нагрузка и длина пролета. Средняя удельная нагрузка для жилых помещений составляет 400 кг/ м².
  4. Используемая для перекрытий древесина должна быть хорошо высушенной, а также обработанная огнезащитными и антисептическими составами. Для торцовых перекрытий производим дополнительную самостоятельную обработку биозащитным составом. По возможности приобретать лучше всего брус изготовленный из лиственницы.
  5. При приобретении древесины также осматриваем ее на наличие сучков. То есть чем их будет меньше, тем качественным является материал. В случаи, если брус длиннее 4-х метров, делаем дополнительную опорную стенку, в противном случаи, перекрытие может провиснуть. Чтобы сделать брус более прочным и более жестким, его необходимо стянуть таким образом, чтобы балки образовались в единое полотно.

Смотрите также:

  • Лестница из дерева на чердак своими руками
  • Как уложить террасную доску своими руками?
  • Диатомит (применение)
  • Как построить деревянный дом из бруса?
  • Как построить дом на дачном участке?
  • Преимущества сотового поликарбоната
  • Из-за чего прогибаются балки

    Причины прогибания балок могут быть первичными и вторичными.

    Первичные причины

    К первичным факторам, из-за которых опорные элементы перекрытий начинают нуждаться в укреплении, относят неправильный расчет их несущей способности. То есть, когда проектировщик не учел длину пролета и расстояние между балками, не соизмерил эти величины с их сечением и предполагаемой нагрузкой. Иными словами, если изначально для устройства перекрытий был использован брус недостаточной высоты и толщины.

    Ещё одна причина – использование некачественного материала: с сучками, трещинами, следами гнили. И невыполнение требований по его предварительной обработке антисептиками.

    После монтажа паро- и теплоизоляции оценить сечение балок и их состояние будет невозможноИсточник

    Проконтролировать соответствие сечения балок длине пролета можно по таблице:

    Длина пролета, м Шаг между балками, м
    0,6 1
    2 100х70 120х80
    3 140х90 160х110
    4 160х120 200х120
    5 160х120 220х160
    6 220х140 250х180

    Эти значения определены для нагрузки 400 кг/м2 перекрываемой площади, их можно менять только в большую сторону. В идеале для каждого дома все эти параметры определяются индивидуальными расчетами. Например, если проектом предусмотрен утеплитель для межэтажных перекрытий, какой выбрать шаг между лагами, зависит от его ширины.

    Вторичные причины

    Даже изначально качественные и достаточно мощные балки со временем могут ослабнуть по следующим причинам:

    • повреждение древесины вследствие старения, воздействия высокой влажности, порчи насекомыми;
    • увеличение нагрузки на перекрытия, например, при установке тяжелой мебели, оборудования;
    • превращение нежилого помещения над перекрытиями в жилое: их утепление, звукоизоляция и монтаж напольного покрытия также создают дополнительную нагрузку.

    Утепление, устройство перегородок и монтаж напольного покрытия увеличивают нагрузку на балкиИсточник

    В последнем случае перед тем, как правильно утеплить межэтажное перекрытие по деревянным балкам и настелить на них пол, необходимо выполнить расчеты и при необходимости увеличить их несущую способность.

    И в любом случае из перечисленных желательно периодически проверять состояние балок по горизонтальному уровню. При наличии провисания более чем на 1/250 от их общей длины, требуется усиление.

    Расчёт нагрузки на деревянный брус

    Встал вопрос, какого сечения использовать пиломатериалы для постройки. К примеру, по периметру из чего делать пояс? Тут выход один, надо брать формулу и считать.

    Предположим, я решил использовать брус, сечением 10 см * 10 см. Расстояние между опорами — 3-и метра. Предположим, что брус из сосны. Для сосны расчетное сопротивления при изгибе составляет 140 кг/см2.

    Теперь «нагрузим» брус массой в 1000 килограмм и посчитаем, какое сопротивление он будет испытывать и уложится ли оно в допустимое.

    1,5 * 1000 килограмм * 300 сантиметров ___________________________________________________ = 450 кг/см2

    10(высота бруса) * 10(ширина бруса) * 10(высота бруса)

    Т.е. расчёты показывают, что при нагрузке в 1 тонну, выбранный брус будет испытывать сопротивление в 3-и раза больше допустимой рабочей величины.

    Для бруса сечением 10 сантиметров на 15 сопротивление будет — 200 кг/см2.

    Т.е. увеличивая площадь сечения бруса на 5-ть сантиметров мы получаем в 2-а раза более прочную конструкцию.

    Читайте также:  Армирование плиты перекрытия – сделай сам!

    Таким образом, выбранный брус сечением 10 * 15 сантиметров при нагрузке в 700 килограмм и расстоянии между опорами в 3-и метра будет испытывать рабочее сопротивление, рекомендуемое СНИП-ом. Нагрузка более 2 тонн на данный брус может оказаться критической.

    Натурные испытания бруса 10 * 10 показали, что при статической нагрузке по центру, в 80 килограмм, он прогибается на 3 миллиметра. При динамической нагрузке(т.е. имитации ходьбы) прогиб ещё более заметный(4-5 миллиметра).

    Из всего перечисленного я делаю вывод, что для пояса моей постройки следует использовать брус сечением не менее 10 * 15 сантиметров.

    Дата публикации: 00:00

    Брус и бревно издавна использовали на Руси для строительства домов. Деревянные строения имеют целый ряд преимуществ:

    • Простота возведения здания.
    • Высокая скорость постройки;
    • Низкая стоимость.
    • Уникальный микроклимат. Деревянный дом «дышит», в нем воздух намного легче и приятнее;
    • Отличные эксплуатационные характеристики;
    • Деревянный дом хорошо держит тепло. Он теплее кирпичных зданий в 6 раз, а строений из пенобетона в 1, 5 раза;
    • Различные виды и размеры этого пиломатериала позволяют воплотить в жизнь самые разнообразные проекты и дизайнерские идеи.

    Брус

    Этот вид строительного материала представляет из себябревно прямоугольного сечения. Он считается самым дешевым пиломатериалом и в то же время очень удобным для строительства.

    Изготавливают брус из пиловочных бревен, хвойных пород.

    Виды бруса:

    • Двухкантный — обработаны (срезаны у бревна) только две противоположные стороны, а другие две оставлены закругленными.
    • Трёхкантный. Здесь срезаны три стороны.
    • Четырёхкантный–срезаны 4-истороны.

    Размеры:

    Стандартная длина бруса – 6 метров. Клееный брус – это сборная конструкция, поэтому здесь длина может достигать 18 метров.

    • Толщина от 100 до 250 мм. Размер шага сечения 25 мм, то есть толщина равняется 100, 125.
    • Ширина от 100 мм до 275 мм.

    К выбору сечения бруса нужно подходить с особой тщательностью. Ведь от того какую нагрузку сможет выдержать этот строительный материал будет зависеть безопасность здания.

    Для правильного подсчета нагрузки существуют особые формулы и программы.

    Виды нагрузок

    1. Постоянные. Это те нагрузки на брус, которые оказывает вся конструкция здания, вес утеплителя, отделочных материалов и кровли.

    2. Временные. Эти нагрузки могут быть кратковременными, редкими и длительными. Сюда относятся движения грунта и эрозия, ветровые, снеговые нагрузки, вес людей при строительных работах. Снеговые нагрузки разные, они зависят от региона возведения строения. На севере снежный покров больше, поэтому нагрузка на брус будет выше.

    Чтобы расчет нагрузки оказался верным в формулу (ее можно найти в интернете) надо вводить оба типа нагрузок, характеристику строительного материала, его качество, влажность. Особенно тщательно нужно высчитать нагрузку на брус при возведении стропиловки.

    Какую нагрузку выдерживает брус 150х150Брус сечением 15 на 15 см широко используют при возведении зданий. Его применяют для изготовления подпорок, опалубка и для возведения стен, так как он выдерживает большие нагрузки. Но размер 15 на 15 лучше использовать для строительства домов в южных районах, на севере понадобиться дополнительное утепление стен, так как этот пиломатериал хранит тепло только при температуре воздуха –15 градусов. Но если использовать клееный брус этого размера, то он по своим теплосберегающим свойствам будет равняться брусу сечением 25 на 20 см.

    Монтаж деревянных перекрытий между этажами

    Балки из древесины укладывают на расстоянии 0,6; 0,8; 1,0 или 1,2 метра друг от друга (таблица подбора балок для межэтажных и чердачных перекрытий). Чем больше ширина пролета и сечение балки, тем меньшим должен быть этот промежуток. Исключением может быть чердачное перекрытие, где расстояние между элементами можно увеличить до 1,5 метров. Брусья (бревна) монтируют вдоль короткой стороны помещения перпендикулярно его длине, максимально соблюдая параллельность друг к другу. В первую очередь закрепляются крайние балки, правильность положения которых проверяется строительным уровнем. Затем укладываются элементы от краев к центру с соблюдением расстояния между ними. Также нужно проверять горизонтальность балок и при необходимости подкладывать под их концы обрезки досок, защищенные гидроизоляцией.

    В конструкциях наружных стен необходимо оставлять специальные ниши глубиной  150-200 мм, в которые в последующем закладываются брусья. Длина опорной части должна быть не менее 120 мм, но не более 180 мм с таким расчетом, чтобы между стеной и балкой в нише оставалось 20-30 мм зазора. При укладке в стены из кирпича или других блочных материалов каждую третью балку необходимо закрепить с кладкой. Концы брусьев со стороны как внутренних, так и наружных стен перед укладкой обертывают двумя-тремя слоями рубероида или покрывают битумной мастикой. Это снижает вероятность гниения древесины. Оставшиеся пустоты в нише заполняются утеплителем (минеральной ватой или пенопластом) и герметизируются.

    Установка деревянного перекрытия в паз стены:

    Межбалочное заполнение выполняется из двух слоев: наката (настила) и теплоизоляции. Для первого слоя используются деревянные щиты и доски. Накат крепиться на бруски сечением от 50 × 50 мм, которые прибивают к боковым сторонам балок. Снизу межэтажное перекрытие подшивается досками, древесностружечными плитами (ДСП, ОСП) или плитами гипсокартона. Все эти материалы играют роль чернового или чистового потолка. При желании оставить балки натуральными и видимыми, чистовою подшивку следует выполнять к каркасу (бруску), прикрепленному к внутренней части бруса выше нижней плоскости перекрытия.

    Деревянное перекрытие между этажами в разрезе:

    Поверх наката укладывается пароизоляция и плиты из минеральной ваты, экструдированного пенополистирола, пенопласта, перлита. Укладывать плиты утеплителя нужно максимально плотно друг к другу. Толщина слоя любого материала для межэтажного перекрытия должна составлять как минимум 100 мм, а для чердачного и надподвального — 200-250 мм. Более точный расчет требуемого утеплителя и его необходимой толщины можно выполнить в программе теплотехнического расчета ТеРеМОК.

    Если есть необходимости усилить деревянное перекрытие между этажами с большим пролетом, тогда рекомендуется балки укладывать по перекрестной схеме, перпендикулярно друг другу. Однако такой способ увеличит трудоемкость работы, ведь придется не только устанавливать больше балок, но и выполнять вырезы в них (в узлах пересечений), затем стягивать их хомутами или проволокой. Правда, сами балки в таком случае как в продольном, так и в поперечном направлениях можно укладывать реже. И все же значительно проще снизить шаг балок и уложить большее их количество, уменьшая межбалочное пространство. Другой способ решения вопроса — выбрать элементы с большим сечением или укрепить балки по бокам дополнительными накладками из досок.

    Балки из клееного бруса: положительные и отрицательные стороны

    Плюсы клееного бруса для обустройства стропильной системы:

    1. Достаточная длина и прочность бруса дает возможность создать конструкцию с меньшими опорами.
    2. Вес бруса меньший нежели у большинства строительных материалов, используемых в стропильной системе.
    3. Как правило, изготовление из другого материала подразумевает больше расходов.
    4. При грамотном уходе готовая конструкция сможет прослужить долгое время.

    Минусы клееного бруса:

    1. Если балки плохого качества, то ламели будут расслаиваться и лопаться.
    2. Клееные перекрытия не являются экологически чистым материалом.
    3. Хоть брус довольно легкий, без дополнительной техники монтаж стропильной системы крайне сложен.

    Как правильно рассчитать количество балок из клееного бруса для стропильной системы?

    Естественная эксплуатационная нагрузка на перекрытие подразумевает необходимость в точном выборе материала. Рассчитать сечение балок строящегося здания можно в соответствии со СНиП II-25-80.

    В процессе расчета можно взять сечение стандартного бруса, но для сложных конструкций следует учитывать коэффициент для клееных пиломатериалов. Как правило, сечение балки бруса должно ровняться примерно 1/10-1/16 части ширины планируемого пролета. Существует таблица И. Стоянова, которая упрощает данные расчеты. Например, если пролет равен 6 м, с нагрузкой на метр в 350 кг, то сечение должно составлять не меньше 20х22 см. Если пролет меньше, к примеру, 3 м с нагрузкой в 200 кг, сечение должно быть не менее 5х16 см.

    Читайте также:  Порядок работ по устройству монолитного перекрытия

    Особенности монтажа балок перекрытия из клееного бруса. Цена

    Клееный брус перед началом работ следует пропитать антисептиком и огнеупорным составом. Естественно, при производстве данного материала уже использовался подобный состав, однако сделать это еще раз не будет лишним.

    Опорные концы стропил необходимо изолировать рубероидом. Устанавливать балки следует с расчетом нагрузки на всю конструкцию. Для повышения звукоизоляции под них между этажами прокладывается войлок или резина.

    Снизу для крыши конструкция устилается утеплителем, к примеру, «Изоспаном», и монтируется черновой потолок. Для этого доски можно брать с толщиной в 20 мм. Потолок необязательно делать сплошным, поскольку это просто несущее сооружение. Балки сверху покрываются гидроизоляцией. Между этажами прокладывается теплоизолятор, к примеру, минвата, которая также служит как звукоизолятор. Вся конструкция крепится саморезами, сечение которых зависит от толщины балок.

    Цена на балки перекрытия из клееного бруса

    Балки из клееного бруса традиционно производят из ели и сосны, а значит их стоимость примерно одинаковая. Однако и тут имеются свои нюансы. Цена на балки зависит от:

    • производителя;
    • сечения балки;
    • качества балки.

    Покупать более длинные балки намного выгоднее. Производители также могут делать скидку покупателям, приобретавшим материал от 5 кубов.

    Кроме того, большинство производителей предлагают сделать надпилы на брусе за 20-30% от общей стоимости.

    Вывод

    Покупать балки для перекрытия из клееного бруса можно, однако только у проверенного производителя. Траты на покупку этой продукции будут меньшими, нежели на аналогичный товар из какого-либо другого материала. Помимо этого, стропильная система подобной конструкции будет оперативна в сборке, и экономна при доставке. А форму балки при точном расчете нагрузки и соблюдении всех технологий будут удерживать долгие годы. Естественно, многое зависит от квалификации работников, которые будут производить монтаж стропил.

    Поделиться:Возможно Вам будет также интерестно:

    • балки для перекрытия
    • балки перекрытия из клееного бруса
    • войлок или резина
    • гидроизоляция
    • достаточная длина
    • изолировать рубероидом
    • Изоспан
    • клееный брус
    • клееный брус для стропил
    • конструкция устилается утеплителем
    • коэффициент для клееных пиломатериалов
    • монтаж стропил
    • огнеупорный состав
    • опорные концы стропил
    • особенности монтажа балок
    • прокладывается теплоизолятор
    • пропитать антисептиком
    • расчет нагрузки
    • сечение балки
    • сечение балки бруса
    • сечение балок
    • СНиП
    • сосна
    • стропильная система
    • устанавливать балки
    • ширина планируемого пролета
    • эксплуатационная нагрузка на перекрытие

    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].

    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.

    Коньковый брус: размеры прогона и сечение бруса

    Если следовать формулировке, то прогон – это несущая балка, которая двумя концами опирается на стену. В большинстве случаев конёк опирается на два фронтона, но иногда эта формулировка не совсем соответствует действительности. Так, в вальмовых крышах конёк не опирается на стены. Самый простой вариант – это балка, уложенная на фронтоны без использования подпорок. В любом случае необходимо правильно определить сечение конькового прогона.

    • Нюансы выбора и укладки прогона
    • Расчёт сечения
    Читайте также:  Как выровнять деревянный пол: пошаговая инструкция

    Нюансы выбора и укладки прогона

    Чтобы рассчитать сечение конькового прогона, необходимо суммировать нагрузки с половины крыши, вернее, с её горизонтальной проекции. Размеры прогона зависят от его протяжённости и габаритов здания.

    В большой постройке прогон получится настольно мощный и тяжёлый, что для установки потребуется использовать подъёмный кран.

    Однако найти ровный цельный брус длиной больше 6 метров очень сложно, поэтому для изготовления такого конька лучше взять обычное бревно или клееную балку.

    Если будет использоваться цельнодеревянная балка, то её торец необходимо стесать под углом 60 градусов и оставить открытым, то есть этот конец не должен соприкасаться с материалом стен.

    Такая мера нужна для того, чтобы увеличить площадь торца, что позволит улучшить влагообмен в древесине.

    Если коньковый прогон будет проходить через всю стену, то та его часть, которая соприкасается со стеной, тоже должна обрабатываться антисептиком и обматываться рулонным материалом. Такой свес конька за пределами стены позволяет сформировать разгружающую консоль. Если посередине конька нагрузка от крыши пытается прогнуть балку вниз, то на консолях давящая сила способствует прогибу в обратном направлении, тем самым уменьшая прогиб прогона в средней части.

    Важно: даже если сечение длинного цельнодеревянного прогона подобрано правильно, и он подходит по прочности на прогиб, балка может прогнуться под собственным весом. Поэтому вместо такого длинного деревянного конька лучше использовать строительную ферму.

    Расчёт сечения

    Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:

    • на прогиб;
    • и высчитать прочность на разрушение.

    Чтобы рассчитать коньковый прогон на прогиб и прочность, необходимо воспользоваться следующими формулами:

    1. Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:
    • Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
    • М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
    • W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).
    1. Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:
    • J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
    • Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).

    Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший.  Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:

    • b – это заданная нами величина ширины балки в см;
    • W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.

    Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.

    Внимание! В расчётное значение прогиба лучше внести небольшой запас прочности.

    Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением  L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.

    Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.

    Для чего необходим расчет расстояния между лагами?

    Расстояние между лагами (шаг) – очень важный параметр, на основании которого делаются расчеты требуемого количества стройматериала. Когда в качества финишного перекрытия используются толстые доски, обладающие хорошей прочностью, балки можно монтировать сравнительно редко. Если настил осуществляется тонкими элементами, то шаг нужно уменьшать. В таблице 2 приведена зависимость расстояния между лагами от толщины финишного покрытия.

    Таблица 2

    Толщина доски, мм 20 24 30 35 40 45 50
    Шаг между лагами, м 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0

    Данные, приведенные в таблице 2, являются приблизительными. Для более точного расчета шага можно привести пример, когда необходимо узнать, какое расстояние должно быть между балками при конструировании пола в помещении длиной в 9 м. При этом используется брус с сечением 180х100 мм, а в качестве финишного покрытия применяются доски толщиной в 30 мм.

    Схема укладки фанеры на лаги.

    Так как толщина доски равняется 30 мм, то, согласно таблице 2, шаг должен составлять 0,5 м. Общее количество балок будет обозначено как k. Следовательно, ширина всех лаг будет равна 100*k (мм). Первые брусья будут укладываться на расстоянии 30 мм от стены. Исходя из этого, шаг между ними равен k-1, а расстояние между всеми элементами равно 0,5*(k-1).

    Чтобы узнать шаг между балками, нужно создать уравнение: длина комнаты = ширина бруса расстояние между всеми лагами отступ от стен. В результате получается: 9 м = 100 мм*k 0,5*(k-1) м 30 мм*2. Приведя все значения в единую систему исчисления, получите: 9 = 0,1*k 0.5*(k-1) 0,03*2.

    Решив данное уравнение, увидите:

    • 9 = 0,1*k 0.5*k – 0,5 0,06;
    • 9 0,5 – 0,06 = 0,1*k 0,5*k;
    • 9,44 = 0,6*k;
    • k = 15,7 шт.

    Таблица соответствия толщины доски с шириной между лагами Как любые другие конструкционные материалы, деревянные изделия имеют определенные показатели прочности, износостойкости, срока службы и, конечно же, цены. При устройстве деревянных полов по лагам или междуэтажных балочных перекрытий можно использовать и толстенные бревна, уложенные на близком расстоянии друг от друга, получив высочайшую прочность конструкции и потратив довольно значительную сумму.

    В панельном доме, когда лаги укладываются на поверхность железобетонной плиты перекрытия, их сечение выбирается минимально необходимым для крепления половой доски или ДСП. Другое дело – применение деревянных конструкций в каркасном строении, когда лаги выполняют функцию не только основы для будущего пола, но и служат силовым элементом каркаса, связанным со стеновыми опорами.

    Прочность древесины при сдвиге

    Смещение в заготовке одной части древесины относительно другой называется сдвигом. Сдвиги образуются под действием внешних нагрузок разного характера. Выделяют сдвиги, возникающие от скалывания вдоль или поперек волокон и от распила (перерезания).

    Прочность при скалывании меньше прочности продольного сжатия примерно в 5 раз. А если сравнивать прочность скалывания вдоль и поперек волокон в одном образце, то предел прочности при продольном скалывании в два раза выше, чем при поперечном. Прочность древесины при перерезании выше прочности при скалывании раза в четыре.