Основные аспекты расчета деревянных балок и перекрытий

В частном строительстве обычно делают деревянные перекрытия по балкам. Крепление балок — важный технологический этап, от качества которого зависит надежность перекрытий.

Что собой представляет деревянное перекрытие

Эта конструкция собирается из пиломатериалов. Чаще ее называют – по несущим балкам. Это когда между стенами строения по верхним торцам кладки укладываются балки, упирающиеся на эти стены. Уже на них укладывают и крепят доски в качестве чернового пола.

Название «балки» является не конкретным. То есть, это название элементов, которые собираются в виде основы и несут на себе основные нагрузки. В качестве них можно использовать брус, бревна, сдвоенные доски. Если разговор вести не о деревянных конструкциях, то в их качестве используют металлический профиль, железобетонные перемычки и прочее.

Виды деревянных перекрытий домов

В зависимости от объемно-планировочного решения дома, то есть, наличия/отсутствия в нем подвала, отапливаемых этажей и их количества, применяют разного назначения виды деревянных перекрытий: цокольные, межэтажные/мансардные, чердачные.

Различаются древесные перекрытия по конструкции в связи с влажностно-температурным режимом площадей, которые они разделяют на этажи.

Если следующий этаж (или подкровельное пространство) планируется отвести под жилой, как и предыдущий, то перекрывают его межэтажными перекрытиями.

Перекрытие 1-го этажа , если под ним расположен цокольный этаж или подвал – это деревянное перекрытие подвала, именуемое также как цокольное.

В связи с разницей температур и влажности помещений, в конструкцию входят слоя паробарьера, теплоотражательной пленки и усиленная теплоизоляционная прослойка.

Если же этаж стоит на грунте, то выполняется , или же по лагам, уложенным на бетонную подушку.

Перекрытие жилых этажей и мансарды имеет более простую конструкцию по сравнению со всеми остальными, так как в толщине конструкции (именуемой как «пирог») нет необходимости применять прослойки специальных изоляционных материалов (гидроизол, теплоотражательная фольга и др.); деревянные элементы не нуждаются в обработке специальными гидроизоляционными пропитками.

Перекрытие последнего этажа именуется как деревянное чердачное перекрытие в случае, если подкровельное пространство не обустроено для жилья.

Устройство его «пирога» вмещает в себе различные пленочные материалы и усиленную прослойку теплоизоляции подобно цокольному перекрытию.

Однако здесь более высокие температуры воздействуют снизу, а низкие – сверху.

Поэтому материалы расположены в другом порядке, нежели у перекрытия цокольного этажа. А если скатной кровли не планируется вовсе, то перекрывают последний этаж плитой покрытия, рассчитанной на высокие климатические нагрузки (из дерева не изготавливается).

Размеры балок

Сечение балок принимают в зависимости от ширины перекрываемого пролета, расстояния между балками, нагрузки от 1 м2 перекрытий (собственная масса), нормативной и временной нагрузки.

Оптимальная ширина перекрываемого пролета для деревянных балочных перекрытий равна 3—4 м. При пролетах свыше 4—4.5 м сечения балок непропорционально увеличиваются до нестандартных размеров, а само перекрытие становится зыбким.

Читайте также:  Точечная нагрузка на плиту перекрытия /инструкция с фото

Расстояние между балками принимают в зависимости от конструктивного решения перекрытия. Если по балкам непосредственно настилают пол (в цокольном и междуэтажном перекрытиях), то расстояние между ними определяется толщиной досок пола (при шпунтованных досках пола толщиной 30 мм оно не должно превышать 50 см), если для балок используют брусья и бревна большого сечения, по которым укладывают лаги и настилают пол, то расстояние между такими балками увеличивают до 1 м.

Наиболее экономичными по расходу древесины являются дощатые балки толщинок 5 и высотой 15—20 см. При расстоянии между ними 40—60 см и минераловатном утеплителе из дощатых балок можно устраивать цокольное, междуэтажное и чердачное перекрытия пролетом до 4 м практически в любом климатическом районе России.

Применяемый для балок лесоматериал (доски, брусья и бревна) не должен иметь дефектов, ослабляющих конструкционную прочность древесины (большое число сучков, косослой, свилеватость). Для защиты от биологического разрушения балки очищают от коры и антисептируют, бревна отесывают на 2—4 канта. Концы балок, опираемые на каменные, кирпичные и бетонные стены, оборачивают рубероидом или синтетической пленкой (не закрывая торцов), а пространство ниши вокруг балки заполняют эффективным утеплителем (минеральная вата, пенопласт). Длина опорных концов балок должна быть не менее 12 см.

Фрагмент перекрытия по деревянным балкам с "черновым" полом:

  1. Кирпичная стена
  2. Лаги
  3. Настил для пола
  4. Пол
  5. Рубероид
  6. Утеплитель
  7. Плинтус
  8. Доски пола
  9. "Черный" пол

Утеплитель между балками

При укладке утеплителя в межбалочное пространство перекрытия его необходимо защитить от увлажнения и внутренней стороны дома. .В цокольном перекрытии слой пароизоляции ( пергамин или синтетическая пленка) укладывают сверху утеплителя, под досками пола, а в чердачном — непосредственно под утеплителем. В ванных комнатах балки потолка должны быть открытыми, без подшивки.

Утеплитель между балками укладывают обычно либо на доски или щиты, уложенные по чердачным брускам, либо на доски, подшитые к балкам снизу. Первый конструктивный вариант применяют при относительно высоких балках (15—20см) и небольшой толщине утеплителя (10—12 см), второй — когда толщина утеплителя близка к высоте несущих балок. В междуэтажном перекрытии пространство между балками оставляют пустым или частично заполняют (для лучшей звукоизоляции) слоем сухого песка толщиной 4—6 см, уложенного на синтетическую пленку или стропильную слой утеплителя на чердаке необходимо защитить от механических повреждений глино-соломенной, известково-песчаной или цементно-песчаной стяжкой.

Что собой представляет деревянное перекрытие

Эта конструкция собирается из пиломатериалов. Чаще ее называют – по несущим балкам. Это когда между стенами строения по верхним торцам кладки укладываются балки, упирающиеся на эти стены. Уже на них укладывают и крепят доски в качестве чернового пола.

Название «балки» является не конкретным. То есть, это название элементов, которые собираются в виде основы и несут на себе основные нагрузки. В качестве них можно использовать брус, бревна, сдвоенные доски. Если разговор вести не о деревянных конструкциях, то в их качестве используют металлический профиль, железобетонные перемычки и прочее.

Устройство перекрытия с использованием деревянных балок

Опирание деревянных балок на газобетонные стены

Читайте также:  Чердачный люк: как сделать люк на чердак своими руками

Основным несущим элементом такой конструкции является деревянный брус, который передает полезную нагрузку и нагрузку конструкции перекрытия на стены. Существует три варианта устройства деревянных перекрытий в доме:

  • балочное;
  • ребристое;
  • балочно-ребристое.

При конструировании балочного, наибольшее внимание уделяется несущему элементу. Чтобы правильно подобрать сечение специалисты выполняют расчеты по прочности и жесткости. Устройство таких конструкций в частном доме допускает приблизительный подбор сечения балок. Он зависит от шага несущих элементов. При шаге 0,6 м можно привести такие следующие значения:

  • 75 на 100 мм при пролете 2 м;
  • 75 на 150 мм при пролете 2,5 м;
  • 75 на 200 мм – 3 м;
  • 100 на 200 мм – 4-4,5 м;
  • 125 на 200 мм – 5м м;
  • 150 на 200 мм – 6 м.

Если шаг балок больше, значения следует увеличить.В общем случае пирог чердачного перекрытия выглядит следующим образом:

  • несущие балки;
  • лаги;
  • дощатый настил;
  • чистый пол.

При монтаже подвального перекрытия или перекрытия последнего этажа при контакте их с холодным воздухом между лагами укладывают утеплитель. В этом случае возникает необходимость монтажа слоя пароизоляция со стороны теплого воздуха и защиты от влаги со стороны холодного.

Важным моментом является крепление несущих балок к стенам. Глубину опирания принимают не менее 12 см. При контакте различных по структуре материалов необходимо предусмотреть слой гидроизоляции: концы балок покрывают гидроизоляционным материалом. В качестве гидроизоляции можно использовать:

  • битумную мастику;
  • рубероид;
  • толь (устаревший материал);
  • гидроизол;
  • линокром.

Балка не должна быть закреплена жестко. Иногда для этого на торце предусматривают скос под углом 70 градусов.

Для равномерного распределения нагрузки под места опирания балки устанавливают небольшие деревянные пластины. Они должны быть шире, чем несущий брус.

Балки монтируются одновременно с возведением стен. Сначала необходимо уложить крайние элементы и проверить их ровность с помощью строительного уровня и прямой длинной доски. Убедившись в горизонтальности, монтируют оставшиеся бруски.

При правильном монтаже и внимательной обработке деревянных горизонтальных элементов можно добиться очень большого срока их службы и высокой надежности. Для дома из газобетона такой тип конструкций станет отличным решением по умеренной цене.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

  1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

  1. Чердачное.
  2. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

  • Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
  • Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Технология и тонкости монтажа балок

При монтаже важно произвести разметку. Для этого удобно пользоваться лазерными линейками, нивелирами. Также очень важно, чтобы балки располагались строго на одном уровне с самого начала. Если этого достичь не удалось, то их состругивают так, чтобы пол в конечном итоге лежал ровно, с перепадами не более 3-4 мм на метр.

Читайте также:  Опирание монолитной плиты на кирпичную стену

Отмечают положение балок на стене, затем производят их подъём. Лучше сразу поднять все балки краном, не производя крепление этих балок перекрытия к стене, используя однократную аренду крана. Это обойдется дешевле, чем поднимать по одной и устанавливать. После этого балки раскладывают, проверяя их положение и уровень. По высоте уровень лучше проверять лазером, так как шнур всё равно провисает при любом натяжении. Делать какие-то подгонки по основанию балок нежелательно, так как это может повлиять на их конструктивную работу в каркасе из-за наличия упора-ступеньки, лучше подгонять верх электрорубанком уже при устройстве полов.

Крепление к стене из газобетона

Деревянные и металлические балки в таких домах установить проще всего. Ряд под балки прогоняется с выверкой по ватерпасу по всей длине. Затем балки устанавливают на стену, оборачивая в два слоя рубероидом и с обрабатывая фунгицидным составом. Это нужно для того, чтобы балка не гнила в месте образования конденсата, ведь каменная стена более теплоёмкая и там будет образовываться роса. После этого промежутки между балками закладывают стеновым материалом, а затем продолжают возведение стены. При монтаже металлических балок на газобетонную стену устраивают подушки из трёх рядов полнотелого кирпича с армированием под нижний ряд и верхний. Балку оборачивают рубероидом или толью.

Крепление бруса к бетонной и кирпичной стене

Главное правило при таком креплении к холодной стене или двутавровой балке — обеспечение гидрозащиту балки от конденсата. Это позволит избежать гниения древесины и её деформации при набухании.

Крепление бруса к деревянной стене

В случае рубленых стен оптимально крепить балку врезкой полусковороднем. В случае устройства каркасных стен — с опорой на продольный брус стены сверху. Требуется проверочный расчёт, допустимо ли устанавливать в стену новую балку, которая не была запланирована ранее. Крепление балки к деревянной колонне достаточно сложное. Необходимо прикрутить глухарями или шпильками на колонну бобышки, которые гарантированно выдерживали бы вес балки, и опереть балку на них. Опять же необходим расчёт.

Крепления бруса в конструкциях крыш

Стропильная система — отдельная сложная тема, которая хорошо знакома кровельщикам. Частного застройщика лучше пригласить специалистов, а не выполнять работу самому. Самостоятельно можно закрепить только мауэрлат — верхнюю часть, к которой крепятся стропила. Это брус, идущий вдоль всей стены – кирпичной или деревянной. Он должен крепиться к ней с помощью болтов и специальных дюбелей или же с помощью скоб к деревянным стенам.

Крепление бруса на подвесе

Всевозможные способы, когда брус опирается на металлический крепёж, прикрученный к стене, не выдерживают критики. Во-первых, брус, который с их помощью можно закрепить, явно не подходит по размеру для балок перекрытия, а только в качестве насеста в курятник. Во-вторых, само по себе такое крепление крайне непрочное по сравнению с врубками или опиранием.

Способ крепления бруса в каждом конкретном случае нужно выбирать ответственно, четко понимая какую нагрузку он будет нести и какие технологии применимы.

Оцените полезность статьи, нам будет приятно